[发明专利]一种可变径的管道机器人

说明书

本发明公开了一种可变径的管道机器人，包括机身、丝杆传动模块和行走机构，机身包括前架和后架，相对设置的第一安装座和第二安装座分别设置在前架和后架上，丝杆传动模块包括丝杆、中间固定座和桁架组件，桁架组件包括丝杆螺母、长杆架、滑块和短杆架，丝杆两侧分别可旋转地安装在第一安装座和第二安装座上。通过旋转丝杆，丝杆螺母带动滑块移动，在长杆架、短杆架和中间固定座的作用下，长杆架外端的行走机构张开或者收缩，从而调节行走机构与机身的径向距离；多组丝杆传动模块将机身支撑在管道内，提高了在大型以及超大型管道上适用性，通过多个支撑点提高对机身的支撑强度；同时提高了机器人对管道管径变化的适用性。

技术领域

本发明涉及管道机器人技术领域，具体涉及一种可变径的管道机器人。

背景技术

管道广泛应用各工业领域，是重要的输送工具之一。工业上的管道一般长期处在工况恶劣的环境，容易产生堵塞、破裂、变形等状况，严重影响正常的生产运行甚至会导致安全事故的发生，为保证管道的正常运作，可以使用管道机器人定期对管道进行探查、维护和定点施工作业。

目前，大多数的管道机器人都是运用在口径5米以内的管道机器人，按运动方式一般可将其分为介质压差、轮式、螺旋驱动式、履带式、蛇行式、蠕动式、多足爬行式等。部分管道机器人依靠自身重力或吸附力压在壁管上，借助车轮或履带进行运动；部分管道机器人依靠连杆与高强度弹簧的配合，利用弹力压在壁管上，借助车轮或履带进行运动；这两类方案在较小口径的管道中能够实现机器人在管道中的运动，但在运用于超大型管道的环境中，受限于材料的本身强度以及质量过大的危险性，并不能确保管道机器人的使用顺利以及使用安全，并且负载能力较弱。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种可变径的管道机器人，通过旋转丝杆，使行走机构张开，从而改变行走机构与机身的径向距离，通过多个支撑点提高对机身的支撑强度。

本发明公开了一种可变径的管道机器人，包括机身、丝杆传动模块和行走机构，所述机身包括前架和后架，相对设置的第一安装座和第二安装座分别设置在所述前架和后架上，所述丝杆传动模块包括丝杆、中间固定座和桁架组件，所述桁架组件包括丝杆螺母、长杆架、滑块和短杆架，所述丝杆两侧分别可旋转地安装在第一安装座和第二安装座上，所述中间固定座固定在所述丝杆中部，所述丝杆上套设有相匹配的丝杆螺母，所述丝杆螺母内侧套设有滑块，所述长杆架一端铰接在所述滑块上，行走机构安装在所述长杆架的另一端，所述短杆架一端铰接在所述中间固定座上、另一端铰接在长杆架中部；多组丝杆传动模块沿所述机身的周向间隔分布。

优选的，所述桁架组件还包括设置在丝杆螺母和滑块之间的压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述丝杆上。

优选的，所述中间固定座前后两侧分别设有桁架组件，两个桁架组件的丝杆螺母螺纹方向相反。

优选的，所述丝杆为双头丝杆，所述中间固定座左右两侧分别设有桁架组件。

优选的，管道机器人还包括设置在机身上的传动模块，所述传动模块包括安装在机身上的驱动电机和固定在所述丝杆上的小直齿轮，所述驱动电机的输出轴驱动所述小直齿轮。

优选的，所述传动模块还包括大直齿轮、第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，

所述驱动电机的输出轴上固定有第一同步带轮，第二同步带轮与大直齿轮固定，所述第一同步带轮和第二同步带轮上设有同步带，大直齿轮与所述小直齿轮啮合。

优选的，所述前架或后架内侧设有内侧板，所述第一同步带轮、第二同步带轮和同步带设置在内侧板一侧，所述大直齿轮和小直齿轮设置在内侧板另一侧。

优选的，所述丝杆传动模块包括第一丝杆传动模块和第二丝杆传动模块，

所述第一丝杆传动模块设置在所述前架内侧板上的第一安装座和所述后架外侧的第二安装座之间；