專利名稱：一種主動驅動的螺旋管道機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及管道中行走的機器人，特別是一種主動驅動的螺旋管道機器人。
背景技術：
目前，管道機器人技術是近年來興起的一種將精密機械、機器人學、新材料、控制理論等相結合的一種新型技術。由于現代工農業生產及日常生活中使用著眾多微小的管道，如核電廠的蒸汽發生器傳熱管、冶金、石油、化工、城市水暖供應，制冷行業的工業管道和煤氣管道等，這些管道系統的工作環境非常惡劣，容易發生腐蝕、疲勞破壞或者使管道內部潛在的缺陷發展成破損而引起泄漏事故等。因此管道的監測、診斷、清理和維護就成為保障管道系統安全、暢通和高效運營的關鍵，管道的在役和在線檢測也就成了管道無損檢測技術應用、發展的重要方向之一。然而管道所處的環境或受管道尺寸所限，人不能直接到達或不能直接介入，檢修難度大。國內外管道機器人的快速發展，使得越來越多的管道檢修工作采用管道機器人來進行。管道機器人的移動機構是其重要組成部分。日本東京工業大學研制的氣壓蠕動式爬行裝置，速度較慢，控制系統較為復雜，難以實現精確控制。另外一種為螺旋驅動式，如中國專利2007100500568，公開的一種螺旋驅動的圓管管道機器人，其直流電機軸上安裝有驅動輪架，驅動輪架的三條支臂端部分別與沿機體長度方向的驅動輪桿中部鉸接，驅動輪桿末端安裝有驅動輪，驅動輪的回轉軸線與機體軸線的夾角為3 30度，機體中部或前部安裝有導向輪架。現有螺旋移動裝置是通過驅動安裝有驅動輪的驅動架旋轉，然后由驅動架帶動安裝于驅動架邊緣的驅動輪沿著管道內壁螺旋行進，產生軸向推動力，使機器人向前直行，這種結構能量損失大，傳遞運動不可靠。機器人的行進速度受到驅動輪的回轉軸線與機體軸線的夾角取值的影響，當該夾角較小時，驅動輪運動的螺旋軌跡的螺旋角較小，驅動驅動輪旋轉的力較大，驅動輪轉速較快，機器人運行順暢，但由于螺旋軌跡的螺旋角較小前進速度較慢；隨著夾角的增大，驅動驅動輪旋轉的力逐漸變小，驅動輪轉速降低但驅動輪運動的螺旋軌跡的螺旋角增大，機器人前進速度會隨著該夾角的增大逐漸提高，但超過一定值時，由于驅動驅動輪旋轉的力減小至過小導致驅動輪轉速進一步降低，導致機器人前進速度降低，同時機器人運行穩定性降低，甚至出現無法前進的現象。因此，現有螺旋移動裝置中驅動輪的轉速會隨著驅動輪的回轉軸線與機體軸線的夾角的變化而變化，在不同工況下裝置的運行穩定性差，同時，由于驅動輪是由驅動輪架帶動運轉，因此，難以實現機器人的準確定位和微小位移調整，操控性差。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種驅動輪主動旋轉、運行穩定性強的主動驅動的管道機器人。本發明的目的通過以下技術方案來實現一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括驅動輪架、機體、導向輪架和動力裝置，動力裝置固設于機體內，驅動輪架通過軸承安裝于機體的端部，且與機體的軸心重合，導向輪架固設于機體上，驅動輪架上設有變徑機構，驅動輪架上還設有驅動軸和輪軸，輪軸上固定安裝有驅動輪，變徑機構上設有軸承座，輪軸通過軸承安裝于軸承座內，驅動軸通過軸承安裝于驅動輪架上，驅動軸和輪軸通過連接器相連接，驅動軸還通過傳動裝置與動力裝置的輸出軸連接，輪軸的軸線與機體軸線間具有夾角0，且O。彡0 < 90°。所述的傳動裝置為設置于動力裝置輸出軸上的主動齒輪和設置于驅動軸上的從動齒輪，主動齒輪和從 動齒輪相互嚙合。所述的傳動裝置為設置于動力裝置輸出軸上的主動齒輪、設置于驅動軸上的從動齒輪和設置于主動齒輪與從動齒輪之間的由多級齒輪組組成的變速器，變速器的多級齒輪組分別與主動齒輪和從動齒輪相嚙合。所述的導向輪架包括與機體固定連接的支架和安裝于支架上的導向裝置，所述的導向裝置包括通過鉸接軸鉸接的前支撐腿和后支撐腿，鉸接軸上還安裝有導向輪，支架的末端安裝有沿支架軸向滑動的調整機構，前支撐腿的另一端鉸接于支架上，后支撐腿的另一端鉸接于調整機構上，導向輪的回轉軸線與機體軸線垂直，沿導向輪架周向均布有至少兩組或兩組以上的導向裝置。所述的變徑機構包括立柱和支撐柱，立柱固設于驅動架上且與機體同軸設置，支撐柱固設于立柱上且沿與機體軸線垂直的方向設置，立柱上套裝有滑套A，支撐柱上設置有滑套B，滑套A和滑套B通過連桿連接，連桿的兩端分別鉸接于滑套A和滑套B上，軸承座設置于滑套B上。所述的變徑機構為沿與機體軸線垂直的方向設置的液壓缸，軸承座固設于液壓缸的活塞桿A端部。所述的調整機構包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠和滑動設置于支架上的滑塊，滑塊設有絲桿螺母，絲杠與絲桿螺母連接，后支撐腿鉸接于滑塊上。 所述的調整機構包括設置于支架內的液壓腔、設置于液壓腔內的活塞桿B和滑動設置于支架上的滑塊，滑塊與活塞桿B固定連接，后支撐腿鉸接于滑塊上。所述的調整機構包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠和滑動設置于支架上的滑塊，絲杠上安裝有螺母，位于滑塊與螺母之間的絲杠上安裝有彈簧，彈簧的一端固接于螺母上，彈簧的另一端固接于滑塊上。所述的動力裝置為電機或液壓馬達。驅動輪架上設有一個或一個以上的變徑機構，通過變徑機構能控制驅動輪組張開的大小。當驅動輪架上設有一個以上的變徑機構時，變徑機構沿驅動輪架周向均勻分布，每個變徑機構上均安裝有一個輪軸，每個輪軸連接的驅動軸均通過傳動裝置與動力裝置的輸出軸連接。所述的機體上設有一個或一個以上的動力裝置。本發明具有以下優點
本發明驅動輪由驅動裝置直接驅動旋轉，因此驅動輪轉速不受驅動輪的回轉軸線與機體軸線的夾角的限制，擴大了機器人的適用范圍，傳動效率高，在不同管徑的工況下，都能穩定運行，且軸向力大。同時，驅動輪由驅動裝置直接驅動，通過控制驅動輪的運轉實現對機器人軸向位置的調節，調節精度高，方便了機器人運行位置的精確控制。
圖I為本發明的結構示意圖 圖2為本發明的俯視結構示意圖
圖3為本發明的變徑機構的一種結構示意圖 圖4為本發明的調整機構的一種結構示意圖 圖5為本發明的另一種結構的原理結構圖 圖6為本發明的變徑機構的另一種結構的俯視示意圖 圖7為圖6所不的變徑機構的主視圖 圖8為本發明的調整機構的另一種結構示意圖 圖9為本發明的第三種結構的原理結構圖 圖10為本發明的調整機構的第三種結構示意圖 圖11為本發明的第四種結構的原理結構圖
圖中，I-機體，2-動力裝置，3-驅動輪架，4-變徑機構，5-導向輪架，6-驅動軸，7-輪軸，8-驅動輪，9-軸承座，10-連接器，11-前支撐腿，12-后支撐腿，13-導向輪，14-主動齒輪，15-從動齒輪，16-變速器，17-調整機構，18-管道，19-立柱，20-支撐柱，21-滑套A，22-滑套B，23-連桿，24-液壓缸，25-活塞桿A，26-絲杠，27-滑塊，28-液壓腔，29-活塞桿B，30-螺母，31-彈簧。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的描述，本發明的保護范圍不局限于以下所述
實施例I :
如圖I、圖2所示，一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括驅動輪架3、機體I、導向輪架5和動力裝置2，動力裝置2固設于機體I內，驅動輪架3可旋轉的安裝于機體I的一端，導向輪架5固設于機體I的另一端，驅動輪架3上沿周向均布有三個變徑機構4，即相鄰變徑機構4間呈120°夾角，驅動輪架3上還設有驅動軸6和輪軸7，輪軸7的一端固定安裝有驅動輪8，驅動輪8的回轉軸線與輪軸7的軸線重合，每個變徑機構4上均設有軸承座9，輪軸7通過軸承安裝于軸承座9內，驅動軸6通過軸承安裝于驅動輪架3上，驅動軸6和輪軸7通過連接器10連接，所述的連接器10為萬向節，驅動軸6還通過傳動裝置與動力裝置2的輸出軸連接，輪軸7的軸線與機體I軸線間具有夾角0，且0° < 0 <90°，通過調節變徑機構4伸出部分的長短，可以調節該夾角大小。如圖3所示，所述的變徑機構4為沿與機體I軸線垂直的方向設置的液壓缸24，軸承座9固設于液壓缸24的活塞桿A25端部，通過控制液壓缸24實現控制軸承座9的徑向位置，從而控制驅動輪8組張開的大小。所述的導向輪架5包括與機體I固定連接的支架和安裝于支架上的導向裝置，所述的導向裝置包括通過鉸接軸鉸接的前支撐腿11和后支撐腿12，且鉸接軸上安裝有導向輪13，支架的末端套裝有沿支架軸向滑動的調整機構17，前支撐腿11的另一端鉸接于支架上，后支撐腿12的另一端鉸接于調整機構17上，導向輪13的回轉軸線與機體I軸線垂直，沿導向輪架5周向均布有至少兩組或兩組以上的導向裝置。如圖4所示，所述的調整機構17包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠26和滑動設置于支架上的滑塊27，滑塊27設有絲桿螺母，絲杠26與絲桿螺母連接，后支撐腿12鉸接于滑塊27上，通過控制電機工作，可以驅動滑塊27沿著支架軸向移動，改變前支撐腿11與后支撐腿12之間的間距，從而使導向輪13產生徑向移動。所述的動力裝置2為電機，電機軸的軸線與機體I的軸線相重合，驅動輪架3通過軸承與電機軸連接，使得驅動輪架3可繞機體I的軸線旋轉，所述的傳動裝置為設置于電機軸上的主動齒輪14和設置于驅動軸6上的與主動齒輪14相哨合的從動齒輪15。本實施例的工作過程如下將管道機器人放置于管道18內，通過調節液壓缸24的活塞桿A25的伸出長度，可以調節驅動輪8的徑向位置，從而將驅動輪8抵壓于管道18的內壁上，調節滑塊27在支架上的位置，可以調節導向輪13的徑向位置，從而將導向輪13抵壓于管道18的內壁上，然后啟動電機，電機的輸出軸通過齒輪傳動，帶動驅動軸6旋轉，驅動軸6通過連接器10帶動輪軸7旋轉，驅動輪8在輪軸7的驅動下旋轉，驅動輪8與管道18內壁形成行星輪系，因驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線具有夾角0，且0° < 0 <90°，所以驅動輪8的運動軌跡為圍繞管道18軸線的空間螺旋線，從而帶動驅動輪架3通過軸承繞電機軸旋轉，同時帶動驅動輪架3沿管道18軸向移動，驅動輪架3通過軸承向機體I傳遞軸向牽引力，進而帶動機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5跟隨機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5上的導向輪13緊貼管道18內壁被動做回轉運動，起導向作用。實施例2
如圖5所示，一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括驅動輪架3、機體I、導向輪架5和動力裝置2，動力裝置2固設于機體I內，驅動輪架3可旋轉的安裝于機體I的一端，導向輪架5固設于機體I的另一端，驅動輪架3上設有一個變徑機構4，驅動輪架3上還設有驅動軸6和輪軸7，輪軸7的一端固定安裝有驅動輪8，驅動輪8的回轉軸線與輪軸7的軸線重合，變徑機構4上設有軸承座9，輪軸7通過軸承安裝于軸承座9內，驅動軸6通過軸承安裝于驅動輪架3上，驅動軸6和輪軸7通過連接器10連接，所述的連接器10為萬向節，驅動軸6還通過傳動裝置與動力裝置2的輸出軸連接，輪軸7的軸線與機體I軸線間具有夾角9，且0° < 0 <90°，通過調節變徑機構4伸出部分的長短，可以調節該夾角大小。如圖6、圖7所示,所述的變徑機構4包括立柱19和支撐柱20,立柱19固設于驅動架上且與機體I同軸設置，支撐柱20固設于立柱19上且沿與機體I軸線垂直的方向設置，立柱19上套裝有滑套A21，支撐柱20上設置有滑套B22，滑套A21和滑套B22通過連桿23連接，連桿23的兩端分別鉸接于滑套A21和滑套B22上，軸承座9設置于滑套B22上，通過改變滑套A21在立柱19上的位置，即可通過連桿23實現控制滑套B22在支撐柱20上的位置，從而實現軸承座9徑向上的位移，控制驅動輪8組張開的大小。滑套A21在立柱19上位置的改變可通過電機或液壓控制實現。所述的導向輪架5包括與機體I固定連接的支架和安裝于支架上的導向裝置，所述的導向裝置包括通過鉸接軸鉸接的前支撐腿11和后支撐腿12，且鉸接軸上安裝有導向輪13，支架的末端套裝有沿支架軸向滑動的調整機構17，前支撐腿11的另一端鉸接于支架上，后支撐腿12的另一端鉸接于調整機構17上，導向輪13的回轉軸線與機體I軸線垂直，沿導向輪架5周向均布有至少兩組或兩組以上的導向裝置。如圖8所示，所述的調整機構17包括設置于支架內的液壓腔28、設置于液壓腔28內的活塞桿B29和滑動設置于支架上的滑塊27，滑塊27與活塞桿B29固定連接，后支撐腿12鉸接于滑塊27上，通過控制液壓腔28內的液壓可以控制活塞桿B29的移動，從而可以驅動滑塊27沿著支架軸向移動，改變前支撐腿11與后支撐腿12之間的間距，從而使導向輪13產生徑向移動。所述的動力裝置2為液壓馬達，馬達軸的軸線與機體I的軸線相重合，驅動輪架3通過軸承與馬達軸連接，使得驅動輪架3可繞機體I的軸線旋轉，所述的傳動裝置為設置于驅動輪架3內的變速器16，液壓馬達的馬達軸通過聯軸器與變速器16的輸入軸連接，驅動軸6通過聯軸器與變速器16的輸出軸連接。本實施例的工作過程如下將管道機器人放置于管道18內，通過調節滑套A21在立柱19上的位置，可以調節驅動輪8的徑向位置，從而將驅動輪8抵壓于管道18的內壁上，調節滑塊27在支架上的固定位置，可以調節導向輪13的徑向位置，從而將導向輪13抵壓于管道18的內壁上，然后啟動液壓馬達，馬達軸通過變速器16傳動，帶動驅動軸6旋轉，驅動軸6通過連接器10帶動輪軸7旋轉，驅動輪8在輪軸7的驅動下旋轉，驅動輪8與管道18內壁形成行星輪系，因驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線具有夾角0，且0° < 0 <90°，所以驅動輪8的運動軌跡為圍繞管道18軸線的空間螺旋線，從而帶動驅動輪架3通過軸承繞馬達軸旋轉，同時帶動驅動輪架3沿管道18軸向移動，驅動輪架3通過軸承向機體I傳遞軸向牽引力，進而帶動機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5跟隨機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5上的導向輪13緊貼管道18內壁被動做回轉運動，起導向作用。實施例3
如圖9所示，一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括驅動輪架3、機體I、導向輪架5和動力裝置2，動力裝置2固設于機體I內，驅動輪架3可旋轉的安裝于機體I的一端，導向輪架5固設于機體I的另一端，驅動輪架3上沿周向均布有兩個變徑機構4，即相鄰變徑機構4間呈180°夾角，驅動輪架3上還設有驅動軸6和輪軸7，輪軸7的一端固定安裝有驅動輪8，驅動輪8的回轉軸線與輪軸7的軸線重合，每個變徑機構4上均設有軸承座9，輪軸7通過軸承安裝于軸承座9內，驅動軸6通過軸承安裝于驅動輪架3上，驅動輪架3上對應設置有兩個驅動軸6，每個驅動軸6與對應的輪軸7通過連接器10連接，所述的連接器10為萬向節，機體I上固設有兩個動力裝置2，每個動力裝置2的輸出軸和與其對應的驅動軸6通過傳動裝置連接，驅動軸6還通過傳動裝置與對應的動力裝置2的輸出軸連接，輪軸7的軸線與機體I軸線間具有夾角0，且0° < 0 <90°，通過調節變徑機構4伸出部分的長短，可以調節該夾角大小，所述的動力裝置2為電機，所述的傳動裝置為設置于電機軸上的主動齒輪14和設置于驅動軸6上的與主動齒輪14相嚙合的從動齒輪15。如圖7、圖8所示，所述的變徑機構4包括立柱19和支撐柱20，立柱19固設于驅動架上且與機體I同軸設置，支撐柱20固設于立柱19上且沿與機體I軸線垂直的方向設置，立柱19上套裝有滑套A21，支撐柱20上設置有滑套B22，滑套A21和滑套B22通過連桿23連接，連桿23的兩端分別鉸接于滑套A21和滑套B22上，軸承座9設置于滑套B22上，通過改變滑套A21在立柱19上的位置，即可通過連桿23實現控制滑套B22在支撐柱20上的位置，從而實現軸承座9徑向上的位移，控制驅動輪8組張開的大小。滑套A21在立柱19上位置的改變可通過電機或液壓控制實現。所述的導向輪架5包括與機體I固定連接的支架和安裝于支架上的導向裝置，所述的導向裝置包括通過鉸接軸鉸接的前支撐腿11和后支撐腿12，且鉸接軸上安裝有導向輪13，支架的末端套裝有沿支架軸向滑動的調整機構17，前支撐腿11的另一端鉸接于支架上，后支撐腿12的另一端鉸接于調整機構17上，導向輪13的回轉軸線與機體I軸線垂直，沿導向輪架5周向均布有至少兩組或兩組以上的導向裝置。如圖10所示，所述的調整機構17包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠26和滑動設置于支架上的滑塊27，絲杠26上安裝有螺母30，位于滑塊27與螺母30之間的絲杠26上安裝有彈簧31，彈簧31的一端固接于螺母30上，彈簧31的另一端固接于滑塊27上。通過控制電機工作，可以驅動螺母30沿著絲杠26移動，螺母30通過彈簧31驅動滑塊27沿著支架軸向移動，改變前支撐腿11與后支撐腿12之間的間距，從而使導向輪13產生徑向移動。機架的端部設有連接軸，連接軸的軸線與機體I的軸線重合，驅動輪架3通過軸承與連接軸連接，使得驅動輪架3可繞機體I的軸線旋轉。本實施例的工作過程如下將管道機器人放置于管道18內，通過調節滑套A21在立柱19上的位置，可以調節驅動輪8的徑向位置，從而將驅動輪8抵壓于管道18的內壁上，調節滑塊27在支架上的位置，可以調節導向輪13的徑向位置，從而將導向輪13抵壓于管道18的內壁上,然后啟動電機,每個電機的輸出軸通過齒輪傳動,帶動對應的驅動軸6旋轉，驅動軸6通過連接器10帶動輪軸7旋轉，驅動輪8在輪軸7的驅動下旋轉，驅動輪8與管道18內壁形成行星輪系，因驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線具有夾角0，且0° < 0< 90°，所以驅動輪8的運動軌跡為圍繞管道18軸線的空間螺旋線，從而帶動驅動輪架3通過軸承繞連接軸旋轉，同時帶動驅動輪架3沿管道18軸向移動，驅動輪架3通過軸承向機體I傳遞軸向牽引力，進而帶動機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5跟隨機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5上的導向輪13緊貼管道18內壁被動做回轉運動，起導向作用。實施例4:
如圖11所示，本實施例與實施例I的區別在于驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線間的夾角為0°，即驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線平行，主動齒輪14和從動齒輪15通過設置于主動齒輪14與從動齒輪15之間的由多級齒輪組組成的變速器16連接傳動，多級齒輪組分別與主動齒輪14和從動齒輪15相嚙合；該實施例工作時，因驅動輪8的回轉軸線與機體I軸線平行，故驅動輪8的運動軌跡為以管道18的軸線為軸線的圓，從而帶動驅動輪架3在管道18內沿管道18軸心做回轉運動。由于在驅動輪8表面設置螺旋線，從而在螺旋線與管道18內壁的摩擦力作用下，驅動輪8的運動軌跡則呈圍繞管道18軸線的空間螺旋線，從而在驅動輪8的帶動下驅動輪架3通過軸承繞電機軸旋轉，同時帶動驅動輪架3沿管道18軸向移動，驅動輪架3通過軸承向機體I傳遞軸向牽引力，進而帶動機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5跟隨機體I沿管道18軸向移動，導向輪架5上的導向輪13緊貼管道18內壁被動做回轉運動,起導向作用。
權利要求
1.一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括驅動輪架(3)、機體(I)、導向輪架(5)和動力裝置(2)，動力裝置(2)固設于機體(I)內，驅動輪架(3)通過軸承安裝于機體(I)的端部且與機體(I)的軸心重合，導向輪架(5)固設于機體(I)上，驅動輪架(3)上設有變徑機構(4),其特征在于驅動輪架(3)上還設有驅動軸(6)和輪軸(7)，輪軸(7)上固定安裝有驅動輪(8 )，變徑機構(4)上設有軸承座(9 )，輪軸(7 )通過軸承安裝于軸承座(9 )內，驅動軸(6)通過軸承安裝于驅動輪架(3)上，驅動軸(6)和輪軸(7)通過連接器(10)相連接，驅動軸(6)還通過傳動裝置與動力裝置(2)的輸出軸連接，輪軸(7)的軸線與機體(I)軸線間具有夾角0，且0°彡0 < 90°。
2.根據權利要求I所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的傳動裝置為設置于動力裝置(2)輸出軸上的主動齒輪(14)和設置于驅動軸(6)上的從動齒輪(15)，主動齒輪(14)和從動齒輪(15)相互嚙合。
3.根據權利要求I所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的傳動裝置為設置于動力裝置(2)輸出軸上的主動齒輪(14)、設置于驅動軸(6)上的從動齒輪(15)和設置于主動齒輪(14)與從動齒輪(15)之間的由多級齒輪組組成的變速器(16)，變速器(16)的多級齒輪組分別與主動齒輪和從動齒輪相嚙合。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的動力裝置(2)為電機或液壓馬達。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的導向輪架(5)包括與機體(I)固定連接的支架和安裝于支架上的導向裝置，所述的導向裝置包括通過鉸接軸鉸接的前支撐腿(11)和后支撐腿(12)，鉸接軸上還安裝有導向輪(13)，支架的末端安裝有沿支架軸向滑動的調整機構(17)，前支撐腿(11)的另一端鉸接于支架上，后支撐腿(12)的另一端鉸接于調整機構(17)上，導向輪(13)的回轉軸線與機體(I)軸線垂直，沿導向輪架(5)周向均布有至少兩組或兩組以上的導向裝置。
6.根據權利要求I所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的變徑機構(4)包括立柱(19)和支撐柱(20)，立柱(19)固設于驅動架上且與機體(I)同軸設置，支撐柱(20)固設于立柱(19)上且沿與機體(I)軸線垂直的方向設置，立柱(19)上套裝有滑套A (21)，支撐柱(20)上設置有滑套B (22)，滑套A (21)和滑套B (22)通過連桿(23)連接，連桿(23)的兩端分別鉸接于滑套A (21)和滑套B (22)上，軸承座(9)設置于滑套B(22)上。
7.根據權利要求I所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的變徑機構(4)為沿與機體(I)軸線垂直的方向設置的液壓缸(24)，軸承座(9)固設于液壓缸(24)的活塞桿A (25)端部。
8.根據權利要求5所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的調整機構(17)包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠(26)和滑動設置于支架上的滑塊(27)，滑塊(27)設有絲桿螺母，絲杠(26)與絲桿螺母連接，支撐腿鉸接于滑塊(27)上。
9.根據權利要求5所述的一種主動驅動的螺旋管道機器人，其特征在于所述的調整機構(17)包括設置于支架內的液壓腔(28)、設置于液壓腔(28)內的活塞桿B (29)和滑動設置于支架上的滑塊(27)，滑塊(27)與活塞桿B (29)固定連接，支撐腿鉸接于滑塊(27)上。
10.根據權利要求5所述的一種主動驅動的螺旋 管道機器人，其特征在于所述的調整機構(17)包括設置于支架內的電機、與電機軸固定連接的絲杠(26)和滑動設置于支架上的滑塊(27 )，絲杠(26 )上安裝有螺母(30 )，滑塊(27 )與螺母(30 )之間安裝有彈簧(31)，彈簧(31)的一端固接于螺母(30)上，彈簧(31)的另一端固接于滑塊(27)上。
全文摘要
本發明公開了一種主動驅動的螺旋管道機器人，它包括機體(1)、動力裝置(2)、驅動軸(6)和輪軸(7)，機體(1)的一端設有驅動輪架(3)，驅動輪架(3)上設有變徑機構(4)，變徑機構(4)上設有輪軸(7)，輪軸(7)上固定安裝有驅動輪(8)，驅動軸(6)和輪軸(7)通過連接器(10)相連接，驅動軸(6)還通過傳動裝置與動力裝置(2)的輸出軸連接。本發明的有益效果是驅動輪由驅動裝置直接驅動，擴大了機器人的適用范圍，在不同管徑的工況下，都能穩定運行，且軸向力大；同時，通過控制驅動輪的運轉實現對機器人軸向位置的調節，調節精度高，方便了機器人運行位置的精確控制。
文檔編號F16L55/32GK102979988SQ20121048189
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月24日 優先權日2012年11月24日
發明者劉清友, 任濤, 陳永華 申請人:西南石油大學