[发明专利]一种管道机器人转向行进机构

说明书

本发明涉及机器人技术领域，具体一种管道机器人转向行进机构，包括机体、行进动力装置、转向动力装置和行进轮；机体的前部和后部均设有安装板，安装板下方均设有叉架；行进轮通过轮轴分别转动设置在前部和后部的叉架上；还包括行进蜗杆、行进蜗轮、第一连接轴、第二连接轴、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、转向蜗轮、转向蜗杆、第一传动齿轮、第二传动齿轮；本发明的有益技术效果是：转向行进机构结构紧凑，有利于减少整体体积，减轻重量；传动比大，传动平稳，可实现行进和转向同步、同时进行，具有操控简单的特点；将带电的设备布置在机体内，通过传动机构将动力传递到机体外，具有隔爆的功能，提高了使用安全性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种管道机器人转向行进机构。

背景技术

近些年来，随着机器人技术的发展与普及，在很多高风险或者人力无法完成的工作中，机器人的使用变得越来越普遍。例如需要在狭小管道内部或外部行走，并可携带多种传感器的机器人，它可以在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业。

在工作当中的管道机器人常常需要进行前后移动和转向的动作，而现有管道机器人的每一个行进轮都配备有用独立的行进传动系统、转向传动系统以及相应的电机，导致机体内零部件较多，结构复杂，重量和体积都很大；另外，前后行进轮之间的同步联动需要基于精确的程序控制系统以及信号反馈系统，控制复杂、成本较高。

综上，现有管道机器人的行进和转向机构存在着诸多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道机器人转向行进机构，它具有结构紧凑、体积小、传动效率高、操控简单的特点。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种管道机器人转向行进机构，包括机体、行进动力装置、转向动力装置和行进轮；机体的前部和后部均设有安装板，安装板下方均设有叉架；行进轮通过轮轴分别转动设置在前部和后部的叉架上；还包括行进蜗杆、行进蜗轮、第一连接轴、第二连接轴、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、转向蜗轮、转向蜗杆、第一传动齿轮、第二传动齿轮；第一连接轴竖向设置在叉架的顶部并设有贯通叉架的轴孔，第一连接轴穿过并转动设置在安装板上；转向蜗轮在安装板上部与第一连接轴连接并与转向蜗杆啮合；第二连接轴的下部在叉架的叉口内与第一锥形齿轮连接，上部穿过第一连接轴的轴孔与行进蜗轮连接，行进蜗轮与行进蜗杆啮合；叉架上设有横向转动设置的第三连接轴，第三连接轴的一端与第一传动齿轮连接，另一端伸入叉架的叉口内与第二锥形齿轮连接，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，第二传动齿轮设置在轮轴的一端并与第一传动齿轮传动配合；位于前部和后部的行进蜗杆之间，转向蜗杆之间分别通过第一传动杆和第二传动杆连接，第一传动杆和第二传动杆分别与行进动力装置、转向动力装置传动连接。

本发明的工作原理及使用原理在于：机器人开始在管道内或外行走工作时，行进动力装置启动，输出轴通过齿轮带动第一连接杆转动，第一连接杆带动位于机体前部和后部的行进蜗杆同步转动，行进蜗杆与叉架上部的行进蜗轮啮合传动，带动第二连接轴和第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合传动，带动第三连接轴和第一传动齿轮转动，继而带动第二传动齿轮和行进轮转动，实现在管道内的前后移动的目的。

当机器人需要进行转向动作时，转向动力装置启动，转向动力装置的输出轴通过齿轮带动第二传动杆转动，第二传动杆带动位于机体前部和后部的转向蜗杆同步转动，转向蜗杆与转向蜗轮啮合传动，带动第一连接轴和叉架转动，实现前部和后部行进轮同步转向的目的。

本方案通过传动杆连接前后部的转向蜗杆和行进蜗杆，继而分别驱动转向蜗轮和行进蜗轮即可实现前后部行进轮同步行进和转向的效果。将转向蜗轮和行进蜗轮集成到同一轴线上，结构紧凑，有利于减小机器人设备的体积与重量，并且转向机构和行进机构在各自工作过程中不产生干扰，机器人在行进的过程中也能实现转向的效果。