[实用新型]细小管道内机器人移动装置

说明书

本实用新型涉及一种新颖的机器人移动装置。它是一种能够在细小工业管道内连续行走的移动装置。

在发电、制冷、炼油、化工等行业中。普遍使用直径大小不等的细小金属管道。长期工作后会出现积垢、腐蚀和机械损伤等。导致裂缝的产生而酿成事故。后果不堪设想。由于空间窄小。甚至环境有毒有害。不仅劳动强度大。还给人工检查带来许多危害。因此迫切需要解决对这些细小管道内部的自动检测问题。

管道内移动检查技术在国际上研究开发已有多年。但针对细小管道内的移动检查技术尚处于研究开发阶段。如美国视频检查技术公司开发的车轮驱动的管道移动探测器。已能在直径为2英寸的水平管道内实现移动探测。日本通产省1991年启动的“微机械技术研究十年计划”中后五年重点开发的四个综合实验系统中。即有一项为φ20mm管内检查用微小机器人系统。日本东京工业大学、东芝公司、OMRON公司和日本煤气公司近年来均报道过研制管径在φ20～40mm间的细小管内机器人移动机构或传感器技术的消息。

细小工业管道中移动检查技术没有实用化的重要原因之一是受管内移动机构技术的制约。日本东京工业大学研制的气压蠕动式移动机构由于间歇运动。速度较慢；日本Nippondenso公司研制的压电振动式移动机构功耗大。承载能力有限。对管径变化的适应性弱。而且驱动用高频电压信号易对涡流探测信号产生干扰；日本东京工业大学研制的驱动电机外置式螺旋运动机构的管外辅助装置复杂。而且传感信号线通过电刷式回流环引出。信号质量受到影响。

本实用新型提出的细小管道内机器人移动装置克服了现有技术的不足。使得机器人移动装置容易同时实现较高的连续移动速度和较大的承载能力。对管径变化和弯曲管道有一定的适应能力。而且驱动电压信号对传感信号不存在干扰。

本实用新型的技术方案如下：

它由螺旋轮驱动牵引机构A、减速电机(或称电机/减速器组件)B、张紧轮姿态保持机构C、弹性元件D、E、F、连接元件G和工作装置H组成。螺旋轮驱动牵引机构A与减速电机B的输出轴通过弹性元件D固定连接(当细小管道是直管时，可以刚性连接)；减速电机B的后部与张紧轮姿态保持机构C的前端用弹性元件E固定连接；张紧轮姿态保持机构C的后端与弹性元件F固定连接；连接元件G的一端与弹性元件F固定连接。连接元件G的另一端与工作装置H固定连接。

螺旋轮驱动牵引机构A中有多组多个驱动滚轮组件(A1、A2)压紧在管壁上。驱动滚轮组件(A1、A2)的回转轴线P-P与管道轴线W-W有一个角度θ。当减速电机B带动螺旋轮驱动牵引机构A转动时。各驱动滚轮组件(A1、A2)将沿管壁上的螺旋线作滚动。从而带动整个细小管道内机器人移动装置沿管壁运动。通过改变减速电机B输出轴的转动方向。可以改变细小管道内机器人移动装置的移动方向。

张紧轮姿态保持机构C中有多组张紧滚轮C8压紧在管壁上。张紧滚轮C8的回转轴线与管道轴线W-W垂直或接近垂直。既能沿管壁灵活滚动。又能防止减速电机B的后部反方向转动。

弹性元件D、E、F能够弯曲。其的作用是使细小管道内机器人移动装置能够通过弯曲管道。此外螺旋轮驱动牵引机构A中可以设置了驱动滚轮扭簧压紧元件。以适应管径的变化。

工作装置H可以是CCD摄像头、涡流传感器等检测装置。也可以是其他工作装置。

本实用新型的积极效果在于将细小工业管道内机器人移动检查技术水平提高了一步。使机器人移动装置能在较快的速度下携带较重的载荷在细小管道内连续移动。并能适应一定的管道弯曲和管径变化。当携带CCD摄像头、涡流检测传感器或其他工作装置后。可组成符合实用目的的细小管道内自动检查机器人系统。应用于诸如发电、制冷、炼油、化工等行业中替代人工对细小金属管道内的积垢、腐蚀、机械损伤或裂纹实现自动检查。改善劳动条件。提高检测效率。

图1所示为本实用新型细小管道内机器人移动装置的技术方案图。

图2所示为以本实用新型的一个实施例的结构示意图。

图3所示为驱动滚轮组件的轮圈(A2)倾斜安装的示意图。

下面结合一个在细小直管中的实施例。对本实用新型的结构作详细说明。