[实用新型]刷式管道机器人行走机构

说明书

本实用新型是一种机器人。具体说是气缸驱动，管道机器人刷式行走机构。

目前管道内机器人多带有电机驱动，通过减速器，传动机构带动驱动轮在管道内运动。结构复杂，成本高，负荷小，且只能在管道内运动。

本实用新型机器人采用刷式行走方式，气缸驱动。结构简单，成本低，负荷大，可分别对各种形状等截面管道实行管道内或管道外的检测，喷涂等作业。

管道内机器人刷式行走机构的特征在于：采用略大于管内径且与管道内径形状相同的两组以上刷形物。在原始状态下，每根刷形物与刷形物固定轴的轴线成90°角。置于管道中后，刷形物与管道轴线成一大于或小于90°角，这样刷形物在管道中只能沿着与管道轴线大于90°的方向运动。相邻两组刷形物间通过两个万向节与一个气缸连接，这样机器人可沿弯管内行走。根据应用场合的不同，组成刷形物的个体可以是条状、片状或板状。材料可以是金属材料或非金属材料。

管道外机器人刷式行走机构的特征在于：采用略小于管道外径且与管道外径形状相同的两组以上刷形物。在原始状态下，每根刷形与物刷形物固定轴的轴线成90°角。套在管道外后刷形物与管道轴线成一大于90°或小90°角度，这样刷形物在管道外只能沿着与管道轴线小于90°的方向运动。相邻两组刷形物间通过万向节与两个以上气缸相连接，这样机器人可沿弯管外行走。根据应用场合的不同，组成刷形物的个体可以是条状、片状或板状。材料可以是金属材料或非金属材料。

本实用新型与已有的管道机器人相比具有以下优点：机器人不携带驱动机和减速器等部件，结构简单，维修方便，重量轻，成本低；采用两组以上刷形物交替移动，并有导向板和导向轮的导向作用，工作可靠、负荷大；每种机器人的刷形物的截面形状可根据管道截面形状的不同而不同，所以能用于不同截面形状的管道，如矩形，圆形等截面管道；可将刷形物置于管道内或管道外，这样可分别对管道内外进行作业；气缸两端各有一个万向节与相邻两刷形物固定轴相连，这样可以使机器人沿任意方向的弯管行走。

图1是管道内机器人刷式行走机构示意图。

图2是管道内机器人在弯管内的工作状态图。

图3是管道外机器人刷式行走机构示意图。

图4是管道外机器人在弯管外的工作状态图。

其中1为导向板，2为导向轮，3为刷形物，4为刷形物固定轴，5为活塞杆，6为活塞，7为气缸体，8为万向节，9为管道。刷形物均匀分布并且固定在固定轴上，轴的一端与导向板固接。另一端即与另一块导向板固接，又与万向节一端固接。活塞杆和气缸体两端分别与两个万向节固接。

图1描述了管道内刷式行走机器人的直线行走实施例。刷形物(3)原始状态外径尺寸略大于管道(9)内径，且每根刷形物与刷形物固定轴(4)的轴线成90°角。在管道中的刷形物(3)与管道(9)的轴线则具有不等于90°的倾斜角，在一定条件下，刷形物(3)只能沿着与管道轴线大于90°的方向运动。给图1所示气缸(7)上腔充气，使上下两组刷形物间产生拉力，在图示条件下，上面的刷形物(3)不能向下移动，下面的刷形物可以向上移动，当活塞(6)相对气缸(7)移动到气缸底部时，下面的刷形物将相对管道(9)向上移动相应的距离；给气缸(7)下腔充气时，使上下两组刷形物间产生推力。在图示条件下，同理，当活塞(6)移动到气缸(7)顶部时，上面的刷形物(3)将相对管道(9)向上移动相应的距离，这样就完成了一个两组刷式行走机器人在气缸驱动下，刷形物交替移动的工作循环。

图2描述了刷式行走机器人在弯管内行走的实施例。由于在上下两组刷形物的固定轴(4)与气缸体(7)和活塞杆(5)之间有万向节(8)连接，所以管道内刷式行走机器人能沿任意方向弯屈的管道行走。

图3描述的是管道外刷式行走机器人在直线管道外的实施例。刷形物(3)原始状态内径尺寸略小于管道外径，且每根刷形物与刷形物固定轴(4)的轴线成90°角。机器人安装在管道上后，刷形物(3)与管道(9)的轴线具有一不等于90°的倾斜角度。在一定条件下，刷形物(3)只能沿着与管道轴线小于90°的方向运动。可采用两个以上的气缸驱动。给图3所示叁个气缸(7)上腔同时充气，使上下两组刷形物间产生拉力。在图示条件下，上面的刷形物(3)不能向下移动，下面的刷形物可以向上移动。当活塞(6)相对气缸(7)移动到气缸底部时，下面的刷形物将相对管道(9)向上移动相应的距离；给叁个气缸下腔同时充气时，使上下两个刷形物间产生推力。在图示条件下，同理，当活塞(6)移动到气缸(7)顶部时，上面的刷形物(3)将相对管道向上移动相应的距离。这样就完成了一个两组刷式行走机器人在叁个气缸驱动下，刷形物交替移动的工作循环。

图4描述的是管道外刷式行走机器人在弯管上的实施例。由于在上下相邻两组刷形物的固定轴(4)与气缸体(7)和活塞杆(5)之间有万向节(8)连接，所以管道外刷式行走机器人能沿任意方向弯屈的管道外行走。