[发明专利]一种爬行轮及使用该爬行轮的管道机器人

说明书

本申请涉及管道检测设备配件领域，尤其涉及一种爬行轮及使用该爬行轮的管道机器人。爬行轮包括云台电机和轮体，所述轮体与云台电机外侧面结构相适应，可拆卸地连接在云台电机外侧，轮体一圈边缘突出于云台电机边缘；所述轮体中轴线与管道机器人运行方向垂直。本申请采用云台电机扭矩充足且结构简单，避免了普通电机体积大且需配备减速器提高扭矩的不足，使得机器人结构更加紧凑且能够灵活运行于小管径。爬行轮相对机器人水平中轴线垂直安装，不仅适用于弧形管面也适用于平面运行。

技术领域

本申请涉及管道检测设备配件领域，尤其涉及一种爬行轮及使用该爬行轮的管道机器人。

背景技术

随着城市的发展，地下管道网络越来越复杂，管理和维护的难度也越来越大。管道可能因路径、埋深不明而被外力破坏打穿，因此需要对管道进行测绘工作，以便于后续施工。此外，日常生活中经常发生管道漏水、管道淤积等情况，要解决这些问题，用管道机器人进行检测的方法也是最为高效的方式。管道机器人是一种可沿管道内部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，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的机、电、仪一体化系统。

一般管道机器人轮体上采用的普通电机，机体长度较长，扭力不高，需要配合减速箱进行扭力放大使用，安装于管道机器人上使用时使得轮体部分体积较大，管道机器人整体结构不够紧凑，在大管径内运行时不受影响，但是遇到小管径时就无法适用。考虑到管道机器人在例如160mm的管道内运行时，最小的管体内径只有140mm左右，如果选用普通电机容易造成轮体部分与管壁的碰撞，不利于机器人在管道内运行。

中国专利CN109058651A一种管道探测机器人行走装置，公开了一种轮体结构，包括行走轮、步进电机和减震装置；所述行走轮通过键轴配合固定在步进电机上；所述减震装置固定在步进电机上；所述步进电机内设有转子，且转子从两端伸出；所述行走轮固定在转子两端。这种行走结构采用步进电机，通过电机转轴驱动轮子旋转，在安装时必须预留充足空间用于安装步进电机并使得电机转轴与轮子连接，从而使得管道机器人的结构无法做到更加紧凑，同样不适用于小管径管道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小且扭矩充足，适用于小管径管道的爬行轮及其使用该爬行轮的管道机器人，使得管道机器人轮体部分结构紧凑，在管道内运行时，能够灵活运行并不与管道内壁发生碰撞。

根据本发明的一个方面，公开了一种用于管道机器人的爬行轮，用于带动机器人在管道内运行，所述爬行轮包括云台电机和圆形轮体；轮体半径大于云台电机半径，同轴安装于云台电机外侧，与云台电机的转子固定连接，转子转动时带动轮体旋转运行。

本申请中，采用云台电机代替普通电机，扭矩充足且体积小，避免了普通电机机体较长、体积大且需配备减速器提高扭矩的不足，使得机器人结构更加紧凑。再者，由于云台电机半径小，使得该爬行轮适用于更小管径的探测环境。爬行轮相对管道机器人水平中轴线垂直安装，不仅适用于弧形管面也适用于平面运行。

作为优选，所述轮体为片式圆形轮体。

本申请中，采用薄片状圆形结构的轮体有助于减轻爬行轮的重量和体积，与管道内壁摩擦力较小，运行阻力小。

作为优选，所述轮体一圈分布有若干锯齿。

作为优选，每个锯齿的中线的延长线穿过轮体中心

本申请中，轮体上设置的锯齿能够加强机器人与非金属管道（例如PE管、橡胶管）的接触，使得管道机器人与管道内壁的接触面积更小，抓地力更强。锯齿的中线的延长线穿过轮体中心，使得该轮体可以在管道内向前向后两方向运行。

作为优选，所述轮体锯齿的齿高为H，焊缝的凸起高度为h，H=(1.3~1.8)h；轮体锯齿的齿间距为W，焊缝宽度为w，W=(2~2.5) w。