[发明专利]一种用于天然气管道的防爆行走机器人

摘要

一种用于天然气管道的防爆行走机器人，属于机器人技术领域。所述的防爆行走机器人包括底盘、摆动气缸、传动系统、传动控制系统、车轮系统和支撑系统。所述的四个车轮系统通过传动系统和传动控制系统安装在摆动气缸上；本发明通过传动控制系统控制传动齿轮A的啮合位置实现机器人的前进与后退。本发明通过设计双摆动气缸、双向棘轮机构协同工作，可实现天然气管道的防爆行走机器人的可靠连续运行，并且具有工作过程中稳定可靠、控制简单、易于操作的优点。

主权项

1.一种用于天然气管道的防爆行走机器人，其特征在于，所述的防爆行走机器人包括底盘(1)、摆动气缸(2)、传动系统、传动控制系统、车轮系统和支撑系统；/n所述的底盘(1)为方形板结构，四角开有四个通孔；/n所述的摆动气缸(2)共有两个，前后并列安装在底盘(1)上表面，每个摆动气缸(2)有两个输出轴(3)，输出轴(3)的轴向与机器人的前进方向垂直、与底盘(1)平行；/n所述的传动系统共有四组，每个转动系统安装在摆动气缸(2)的输出轴(3)上；所述的传动系统包括棘轮外壳A(4)、棘轮外壳B(5)、圆柱轴A(6)、圆柱轴B(7)、棘轮棘爪A(8)、棘轮棘爪B(9)、棘轮弹簧A(10)、棘轮弹簧B(11)、传动齿轮A(12)和传动齿轮B(13)；所述的棘轮外壳A(4)为变径圆筒结构，棘轮外壳A(4)的小直径段内直径与输出轴(3)直径相同，棘轮外壳A(4)的大直径段末尾处设置有凸台，棘轮外壳A(4)套装在输出轴(3)上，棘轮外壳A(4)与输出轴(3)间为间隙配合，棘轮外壳A(4)可以在输出轴(3)上自由移动；所述的棘轮外壳B(5)为变径圆筒结构，棘轮外壳B(5)的小直径段内直径与输出轴(3)直径相同，棘轮外壳B(5)的大直径段末尾处设置有凸台；所述的棘轮外壳A(4)和棘轮外壳B(5)两个凸台固定安装，棘轮外壳A(4)和棘轮外壳B(5)同轴，输出轴(3)的末端位于棘轮外壳B(5)大直径段中部，棘轮外壳B(5)与输出轴(3)间为间隙配合，棘轮外壳B(5)可以在输出轴(3)上自由移动，两个凸台安装在控制套筒(14)的凹槽内，凸台和控制套筒(14)间为间隙配合，棘轮外壳A(4)和棘轮外壳B(5)可以在凹槽内自由转动；所述的传动齿轮A(12)固定安装在输出轴(3)上，传动齿轮A(12)位于棘轮外壳A(4)和棘轮外壳B(5)两个大直径段形成的空间内；所述的棘轮棘爪A(8)通过圆柱轴A(6)安装在棘轮外壳A(4)变直径处内表面，棘轮棘爪A(8)可以以圆柱轴A(6)为轴自由转动；所述的棘轮弹簧A(10)两端分别安装在棘轮外壳A(4)内表面和棘轮棘爪A(8)上，用于限制棘轮棘爪A(8)的空间位置；所述的棘轮棘爪A(8)安装位置与传动齿轮A(12)的齿槽位置对应，即传动齿轮A(12)运动到棘轮外壳A(4)一侧时，棘轮棘爪A(8)位于传动齿轮A(12)的齿槽内，此时传动齿轮A(12)、棘轮棘爪A(8)和棘轮外壳A(4)形成单向棘轮结构，用于将输出轴(3)的逆时针转动传递给传动齿轮A(12)；所述的棘轮棘爪B(9)通过圆柱轴B(7)安装在棘轮外壳B(5)变直径处内表面，棘轮棘爪B(9)可以以圆柱轴B(7)为轴自由转动；所述的棘轮弹簧B(11)两端分别安装在棘轮外壳B(5)内表面和棘轮棘爪B(9)上，用于限制棘轮棘爪B(9)的空间位置；所述的棘轮棘爪B(8)安装位置与传动齿轮A(12)的齿槽位置对应，棘轮棘爪B(9)的安装控制套筒方向与棘轮棘爪A(8)的安装方向相反，即传动齿轮A(12)运动到棘轮外壳B(5)一侧时，棘轮棘爪B(9)位于传动齿轮A(12)的齿槽内，此时传动齿轮A(12)、棘轮棘爪A(8)和棘轮外壳A(4)形成单向棘轮结构，用于将输出轴(3)的顺时针转动传递给传动齿轮A(12)；通过上述设计传动系统实现双向棘轮功能；所述的传动齿轮B(13)固定安装在棘轮外壳B(5)小直径段外侧；/n所述的传动控制系统包括控制套筒(14)、连接机构(15)、滑块(16)和双向导轨气动爪(17)；所述的双向导轨气动爪(17)安装在底盘(1)上表面中间处，并位于两个摆动气缸(2)之间，双向导轨气动爪(17)安装有两个可以自由滑动的滑块(16)，滑块(16)的滑动方向与机器人的前进方向垂直、与底盘(1)平行；所述的连接机构(15)为长方形结构，两个连接机构(15)的一端分别安装在滑块(16)上；所述的控制套筒(14)由圆环及安装在圆环外表面的长方形安装板组成，圆环的内表面设有凹槽，棘轮外壳A(4)和棘轮外壳B(5)的凸台安装在凹槽内，控制套筒(14)共有四个，两两一组相对安装在连接机构(15)的末端，控制套筒(14)的圆环轴线与输出轴(3)的轴线重合；当滑块(16)移动时，可以通过连接机构(15)和控制套筒(14)带动传动系统移动；/n所述的车轮系统共有四组，每组包括车轮(18)、传动齿轮C(19)、轴承(20)和轴承座(21)；所述的传动齿轮C(19)固定安装在车轮(18)转轴上；所述的车轮(18)穿过底盘(1)上的通孔，并通过两个轴承(20)和轴承座(21)安装在底盘(1)上；所述的传动齿轮C(19)和传动齿轮B(13)啮合，实现传动；/n所述的支撑系统包括支撑轮(22)、两个支撑杆A(23)、两个支撑杆B(24)、支撑弹簧(25)、支撑连接杆(26)和四个支撑杆座(27)；所述的支撑杆座(27)安装在底盘(1)的四角处；所述的支撑杆A(23)安装在位于前侧的两个支撑杆座(27)上，支撑杆B(24)安装在位于后侧的两个支撑杆座(27)上，支撑杆A(23)和支撑杆B(24)均可以在底盘(1)的垂直面内自由转动，每个支撑杆A、B(23、24)末端均安装支撑轮(22)；所述两个支撑杆A(23)之间安装有支撑连接杆(26)，支撑杆B(24)中间设有开槽，支撑连接杆(26)穿过开槽且能够在开槽内自由移动；位于同一转动平面内的支撑杆A(23)和支撑杆B(24)之间安装支撑弹簧(25)，用于收紧支撑系统，使支撑轮(22)支撑在管道内壁。/n