專利名稱：管道機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及機器人領域，尤其是一種管道機器人。
背景技術：
微型管道機器人主要用于人體血管或工業上一些不便于人工作業的細小管道內。 目前所采用的微型管道機器人的驅動形式所產生的推進速度非常有限，推進效果不佳，且換向結構占據空間大，不利于機器人的微型化。因此，需要一種新的技術方案以解決上述問題。
發明內容
為了解決現有技術所產生的問題，本發明提供了一種具有換向功能且微型化的管道機器人。為達到上述目的，本發明管道機器人可采用如下技術方案一種管道機器人，包括機身、位于機身前端的前推進器、位于機身后端的后推進器、位于機身內并連接前推進器以提供前推進器動力的前電機、位于機身內并連接后推進器以提供后推進器動力的后電機，該管道機器人還包括安裝于機身上并在第一位置及第二位置之間移動的換向板，當所述換向板位于第一位置時，換向板的兩端均位于機身的長度范圍之內；當所述換向板位于第二位置時，該換向板向后延伸出機身的長度范圍并遮擋于后推進器的一側。本發明所述的管道機器人，設置有安裝于機身上并在第一位置及第二位置之間移動的換向板，當所述換向板位于第一位置時，換向板的兩端均位于機身的長度范圍之內，此時前、后推進器產生同方向的推力可使管道機器人呈直線運動的前進或后退；當所述換向板位于第二位置時，該換向板向后延伸出機身的長度范圍并遮擋于后推進器的一側，擋了后推進器一側的流體補給，從而導致該側推力不足，產生換向扭矩，使機身前部朝換向板伸出的一側運動，達到換向的目的。且該管道機器人通過換向板進行換向，結構簡單，使得本管道機器人能夠實現微型化。
圖1是本發明管道機器人的立體圖，并展示了換向板位于第一位置時的狀態。圖2是本發明管道機器人的立體圖，并展示了換向板位于第二位置時的狀態。圖3是本發明管道機器人的立體分解圖。圖4是本發明管道機器人中換向電機、蝸桿以及換向板之間的配合示意圖。圖5是本發明管道機器人中機身上收容槽的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式
僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。請參閱圖1及圖3所示，本發明公開了一種管道機器人100，包括機身20、位于機身20前端的前推進器31、位于機身20后端的后推進器32、位于機身20內并連接前推進器 31以提供前推進器31動力的前電機41、位于機身20內并連接后推進器32以提供后推進器32動力的后電機42、安裝于機身20上的換向板50、位于機身20內的換向電機43及與換向電機43連接的蝸桿44。所述管道機器人100還設有位于機身20內的前隔板61、后隔板62及中隔板63，所述前隔板61設有用以固定前電機41的固定孔611，后隔板62設有用以固定后電機42的固定孔621，中隔板63具有固定換向電機43的固定孔631。所述機身 20包括管狀的主體部21及套設于主體部21兩端的前頭部22及后頭部23。所述前電機41 位于前頭部22內，后電機42位于后頭部23內。所述管道機器人100還設有套設于機身20 外的防護裝置70，該防護裝置70設有若干環繞前、后推進器31、32外側的的防護環71及套設于機身20上的固定環72。防護環71環繞于前、后推進器31、32外側以避免前、后推進器31、32高速轉動時傷及周邊環境；固定環72通過過盈配合固定在機身20上以將該防護裝置70與機身固定。在本實施方式中，所述管道機器人100還設有陀螺儀(未圖示)作為位姿檢測裝置用以檢測管道機器人100的位姿。請參閱圖3及圖4所示，所述換向板50設有與所述蝸桿44配合的若干切槽51，所述切槽51沿換向板50的延伸方向延伸。所述主體部21面對換向板50的一側設有供蝸桿 44部分伸出的開槽211以使蝸桿44能夠伸出與切槽51形成配合。請參閱圖3及圖5所示，所述換向板50的橫截面為圓弧狀，所述機身20設有用以收容換向板50且橫截面同樣為圓弧狀的收容槽M，所述收容槽M的兩側設有楔形槽M1， 而換向板50的兩側設有與所述楔形槽241配合的楔形側緣52。該楔形側緣52插入楔形槽 241中使換向板50可沿該楔形槽241滑動，且可保證機身20與換向板之間的緊密貼合。請參閱圖1及圖2并結合圖4所示，在所述蝸桿44與切槽51的配合下，蝸桿44 的轉動可使換向板50在第一位置及第二位置之間移動。如圖1所示，為換向板50位于第一位置時，換向板50的兩端均位于機身20的長度范圍之內。此時所述前、后推進器31、32 的四周均無任何阻擋，前、后推進器31、32產生同方向的推力可使管道機器人100呈直線運動的前進或后退。當蝸桿44的轉動帶動換向板50向機身20后移動而位于第二位置時，該換向板50向后延伸出機身20的長度范圍并遮擋于后推進器32的一側。此時換向板50擋了后推進器32 —側的流體補給，從而導致該側推力不足，產生換向扭矩，使機身20前部朝換向板伸出的一側運動，達到換向的目的。所述的前、后推進器31、32均具有螺旋狀尾部， 該螺旋狀尾部為柔性尾部或者固定螺旋狀尾部。若該尾部為柔性尾部，則轉動時，在流體介質作用下自動形成螺旋狀尾部，螺旋形狀由尾部形狀、材料柔度、旋轉速度及環境介質特性決定；若尾部為固定螺旋狀尾部，其螺旋形狀由加工形成，不受介質影響。在本實施方式中， 該螺旋狀尾部選用固定螺旋狀尾部。其中換向包括靜止換向以及運動換向靜止換向當前、后推進器31、32產生的推力方向相反、大小相等，該管道機器人 100無平移運動，但機身20因為兩推進器產生的同向的扭矩的作用而作相反方向的轉動， 此時可通過陀螺儀對機身20位姿的檢測，使換向板50轉動到目標方向一側。到達目標姿態后，換向板50伸出，同時使前、后推進器31、32推動機器人前進或后退，從而完成轉向。運動換向當前、后推進器31、32轉速不一致時，其對機身20產生的扭矩不一致， 從而導致機身20旋轉，當換向板50旋轉到目標側時伸出，從而達到換向的目的。本發明管道機器人100設置前、后推進器31、32產生動力而使管道機器人100移動，同時設置通過換向板50的伸縮進行換向作業。該種管道機器人100的結構簡單緊湊， 能夠實現微型化。
權利要求
1.一種管道機器人，包括機身、位于機身前端的前推進器、位于機身后端的后推進器、 位于機身內并連接前推進器以提供前推進器動力的前電機、位于機身內并連接后推進器以提供后推進器動力的后電機，其特征在于該管道機器人還包括安裝于機身上并在第一位置及第二位置之間移動的換向板，當所述換向板位于第一位置時，換向板的兩端均位于機身的長度范圍之內；當所述換向板位于第二位置時，該換向板向后延伸出機身的長度范圍并遮擋于后推進器的一側。
2.根據權利要求1所述的管道機器人，其特征在于所述管道機器人還設有位于機身內的換向電機及與換向電機連接的蝸桿，所述換向板設有與所述蝸桿配合的若干切槽，所述切槽沿換向板的延伸方向延伸。
3.根據權利要求1或2所述的管道機器人，其特征在于所述換向板的橫截面為圓弧狀，機身設有用以收容換向板且橫截面同樣為圓弧狀的收容槽，所述收容槽的兩側設有楔形槽，而換向板的兩側設有與所述楔形槽配合的楔形側緣。
4.根據權利要求3所述的管道機器人，其特征在于所述管道機器人還設有位于機身內的前隔板、后隔板及中隔板，所述前隔板設有用以固定前電機的固定孔，后隔板設有用以固定后電機的固定孔，中隔板具有固定換向電機的固定孔。
5.根據權利要求1所述的管道機器人，其特征在于所述機身包括管狀的主體部及套設于主體部兩端的前頭部及后頭部，所述前電機位于前頭部內，后電機位于后頭部內。
6.根據權利要求2所述的管道機器人，其特征在于所述管道機器人還設有套設于機身外的防護裝置，該防護裝置設有若干環繞前、后推進器外側的環體。
7.根據權利要求1所述的管道機器人，其特征在于所述的前、后推進器均具有螺旋狀尾部，該螺旋狀尾部為柔性尾部或者固定螺旋狀尾部。
8.根據權利要求1所述的管道機器人，其特征在于所述管道機器人還設有位姿檢測直ο
9.根據權利要求8所述的管道機器人，其特征在于所述位姿檢測裝置為陀螺儀。
全文摘要
本發明公開了一種管道機器人，設置有安裝于機身上并在第一位置及第二位置之間移動的換向板，當所述換向板位于第一位置時，前、后推進器產生同方向的推力可使管道機器人呈直線運動的前進或后退；當所述換向板位于第二位置時，該換向板向后延伸出機身的長度范圍并遮擋于后推進器的一側，擋了后推進器一側的流體補給，從而導致該側推力不足，產生換向扭矩，使機身前部朝換向板伸出的一側運動，達到換向的目的。相較于現有技術，本發明管道機器人通過換向板的伸縮進行換向作業，驅動效果佳，運動控制性強。
文檔編號B62D57/036GK102392926SQ20111031767
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者吳洪濤, 朱玉川, 李成剛, 王凌, 王化明, 蔣素榮, 陳柏 申請人:南京航空航天大學