一種新型管道機器人的制作方法
【專利摘要】本發明的一種新型管道機器人，其特征在于：包括兩組相鉸接的車體單元，兩組所述車體單元相對設置，兩者的鉸接軸垂直于所述車體單元的行進方向；所述車體單元包括主支架、副支架、動力部件、行走輪部件和支撐輪部件，兩側的所述主支架相鉸接，所述主支架、所述副支架和所述動力部件安裝構成所述車體單元的軀干，所述動力部件提供所述行走輪部件轉動動力，所述行走輪部件安裝于所述車體單元兩側，拖動所述車體單元行進，所述支撐輪部件安裝于所述車體上側，所述支撐輪部件在所述管道機器人在管道內行進時，始終與該管道保持接觸。其具有結構簡單合理，組裝維護方便，且拖動力大，能適應不同管徑、不同形狀的管道，行進平穩的優點。
【專利說明】
一種新型管道機器人
技術領域
[0001 ]本發明涉及機器人領域，具體涉及管道機器人。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展和科技的進步，管道輸送技術已經廣泛應用在輸電線路、石油、天然氣、化工原料及生活用水等各個方面。常年的應用使得管道的腐蝕和堵塞等情況越來越嚴重，這極易引起輸送效率低下及管道損壞等各種危險。管道機器人正是為了解決以上的問題，由科研人員研發的一種管內爬行載體，用來拖動管內清潔、清障、巡檢、牽引、修補等儀器完成各種管內作業。近幾年，伴隨著計算機技術、機電技術的快速發展，國內外的管道機器人技術不斷有新的技術突破。各研究機構開發設計了各種管道機器人，其行走方式主要為輪式、履帶式、蠕動式、螺旋式等。應用環境也是從幾十毫米的微小管道到大至幾百乃至上千毫米的大直徑管道。無論行走方式如何，對管道機器人的綜合技術要求主要是具有大拖動力、較好的管徑適應性、越障性和可靠性。
[0003]目前，應用于輸電線路管道中的主要是輪式管道機器人，其多為類似小車的結構，通過輪子與管道的摩擦力，拖動小車在管道內行進。但這種管道機器人由于受其驅動行走機構的限制，普遍存在以下問題:1、拖動力較小，其拖動力僅來自輪子與管道的摩擦力，而該摩擦力由小車的重量決定，往往小車質量較小，所述拖動力不會太大；2、管徑適應性較差，一種規格的管道機器人基本只能對應相應規格的管道，難以適應不同管道的使用要求；
3、難以主動適應管徑的變化，包括難以適應管徑的變化，以及管道路徑的變化;4、行進不平穩，遇到障礙物可能發生翻車。
[0004]因此，如何對現有的管道機器人進行改進，使其克服上述問題，是本領域技術人員亟待解決的一個問題。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的在于提供一種結構簡單合理，組裝維護方便，且拖動力大，能適應不同管徑、不同形狀的管道，行進平穩的新型管道機器人。
[0006]為達到以上目的，本發明采用的技術方案為:一種新型管道機器人，其特征在于:包括兩組相鉸接的車體單元，兩組所述車體單元相對設置，兩者的鉸接軸垂直于所述車體單元的行進方向；所述車體單元包括主支架、副支架、動力部件、行走輪部件和支撐輪部件，兩側的所述主支架相鉸接，所述主支架、所述副支架和所述動力部件安裝構成所述車體單元的軀干，所述動力部件提供所述行走輪部件轉動動力，所述行走輪部件安裝于所述車體單元兩側，拖動所述車體單元行進，所述支撐輪部件安裝于所述車體上側，所述支撐輪部件在所述管道機器人在管道內行進時，始終與該管道保持接觸。
[0007]作為改進，兩側的所述車體單元通過連接銷釘相鉸接，且兩側的所述車體單元之間還設置有緩沖彈簧，所述緩沖彈簧為兩個，且對稱設置于所述連接銷釘兩側。
[0008]作為優選，所述支撐輪部件包括支撐腿、支撐輪和復位彈簧，所述支撐腿轉動連接于所述副支架上，所述支撐輪轉動連接于所述支撐腿上，所述復位彈簧設置于所述支撐腿和所述動力部件之間；所述復位彈簧提供所述支撐腿向上翻轉的彈力，迫使所述支撐輪始終接觸管道，并在管道上滾動。
[0009]具體的，所述動力部件包括電機和減速器，所述電機位于所述主支架內，所述減速器通過螺栓安裝于所述主支架上，所述副支架通過螺栓安裝于所述減速器上，所述行走輪部件連接于所述減速器兩側。
[0010]作為優選，所述行走輪部件包括行走輪、安裝架、徑向螺釘、安裝板和軸向螺釘;所述安裝架通過所述徑向螺釘固定于所述減速器兩側，所述行走輪通過所述軸向螺釘安裝于所述安裝架和所述安裝板之間。
[0011]作為附件功能的設置，所述車體單元上還安裝有攝像頭，所述攝像頭卡設于副支架前端。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0013]1、結構簡單合理，組裝維護方便:本發明使用的零件較少，而且通過動力部件作為軀干的一部分，省去了殼體或其他骨架的設置，而且所有零件只需要通過螺栓和銷釘就可以完成組裝。
[0014]2、拖動力大:拖動力來自行走輪與管道的摩擦力，一方面，摩擦力來自管道機器人的重力，另一方面，由于支撐輪部件的存在，而且支撐輪始終對管道有一個彈力的作用，增加行進輪對管道的壓力，而較大的壓力會產生較大的摩擦力，從而在動力充足的情況下，能提供更大的拖動力。
[0015]3、管道適應性強，運行平穩:主要體現在支撐輪能進行徑向的收展，一方面可以適應不同管徑的管道，另一方面通過車體單元的鉸接設置，使管道機器人具備一定的過彎能力;而支撐輪和行走輪都始終緊貼管道，使管道機器人可以以任意角度在管道內行進，即管道機器人可以正常行進(四個行進輪朝向下方)，也可以側翻行進(四個行進輪朝向兩側)，還可以倒翻行進(四個行進輪朝向上上)，保證管道機器人運行平穩，能有效的跨越障礙物，不會發生“翻車”現象。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本發明的一個優選實施例的工作狀態立體結構示意圖；
[0017]圖2是根據本發明的一個優選實施例的工作狀態截面視圖；
[0018]圖3是根據本發明的一個優選實施例的立體結構示意圖；
[0019]圖4是根據本發明的一個優選實施例的側視圖；
[0020]圖5是根據本發明的一個優選實施例的仰視圖；
[0021 ]圖6是根據本發明的一個優選實施例的部分爆炸狀態示意圖；
[0022]圖7是根據本發明的一個優選實施例中主支架、副支架和動力部件的安裝示意圖；
[0023]圖8是根據本發明的一個優選實施例中動力部件的立體結構示意圖；
[0024]圖9是根據本發明的一個優選實施例中行走輪部件的爆炸狀態示意圖；
[0025]圖10是根據本發明的一個優選實施例中支撐輪部件的爆炸狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下描述用于揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。
[0027]如圖1?1所示(為了更好的說明本實施例的使用狀態，圖1和圖2中將本實施例放入管道200內進行說明)，本發明的一個實施例包括兩組相鉸接的車體單元100，兩組所述車體單元100相對設置，兩者的鉸接軸垂直于所述車體單元100的行進方向；每個車體單元100都包括主支架1、副支架2、動力部件3、行走輪部件4、支撐輪部件5、攝像頭6、連接銷釘7和緩沖彈簧8。其連接關系如下:
[0028]兩側的主支架I相鉸接，主支架1、副支架2和動力部件3安裝構成車體單元100的軀干，動力部件3提供行走輪部件4轉動動力，行走輪部件4安裝于車體單元100兩側，拖動車體單元100行進，支撐輪部件5安裝于車體上側，支撐輪部件5在管道機器人在管道內行進時，始終與該管道保持接觸。兩側的車體單元100通過連接銷釘7相鉸接，緩沖彈簧8設置在車體單元100之間，緩沖彈簧8為兩個，且對稱設置于連接銷釘7兩側，攝像頭6卡設于副支架2前端。部分部件的具體結構如下:
[0029]動力部件3，選擇市場上常見的一體機，其電機31和減速器32，電機31位于主支架I內，減速器32通過螺栓安裝于主支架I上，副支架2通過螺栓安裝于減速器32上，行走輪部件4連接于減速器32兩側。動力部件3可由蓄電池供電，也可外接導線供電，還可以采用無線供電作為動力來源。
[0030]行走輪部4，包括行走輪41、安裝架42、徑向螺釘43、安裝板44和軸向螺釘45;安裝架42通過徑向螺釘43固定于減速器32兩側，行走輪41通過軸向螺釘45安裝于安裝架42和安裝板44之間。
[0031]支撐輪部5，包括支撐腿51、支撐輪52和復位彈簧53，支撐腿51通過銷釘轉動連接于副支架2上，支撐輪52通過銷釘轉動連接于支撐腿52上，復位彈簧53設置于支撐腿51和動力部件3之間;復位彈簧53提供支撐腿51向上翻轉的彈力，迫使支撐輪52始終接觸管道200，并在管道200上滾動。
[0032]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種新型管道機器人，其特征在于:包括兩組相鉸接的車體單元，兩組所述車體單元相對設置，兩者的鉸接軸垂直于所述車體單元的行進方向；所述車體單元包括主支架、副支架、動力部件、行走輪部件和支撐輪部件，兩側的所述主支架相鉸接，所述主支架、所述副支架和所述動力部件安裝構成所述車體單元的軀干，所述動力部件提供所述行走輪部件轉動動力，所述行走輪部件安裝于所述車體單元兩側，拖動所述車體單元行進，所述支撐輪部件安裝于所述車體上側，所述支撐輪部件在所述管道機器人在管道內行進時，始終與該管道保持接觸。2.根據權利要求1所述的新型管道機器人，其特征在于:兩側的所述車體單元通過連接銷釘相鉸接，且兩側的所述車體單元之間還設置有緩沖彈簧，所述緩沖彈簧為兩個，且對稱設置于所述連接銷釘兩側。3.根據權利要求2所述的新型管道機器人，其特征在于:所述支撐輪部件包括支撐腿、支撐輪和復位彈簧，所述支撐腿轉動連接于所述副支架上，所述支撐輪轉動連接于所述支撐腿上，所述復位彈簧設置于所述支撐腿和所述動力部件之間；所述復位彈簧提供所述支撐腿向上翻轉的彈力，迫使所述支撐輪始終接觸管道，并在管道上滾動。4.根據權利要求3所述的新型管道機器人，其特征在于:所述動力部件包括電機和減速器，所述電機位于所述主支架內，所述減速器通過螺栓安裝于所述主支架上，所述副支架通過螺栓安裝于所述減速器上，所述行走輪部件連接于所述減速器兩側。5.根據權利要求4所述的新型管道機器人，其特征在于:所述行走輪部件包括行走輪、安裝架、徑向螺釘、安裝板和軸向螺釘;所述安裝架通過所述徑向螺釘固定于所述減速器兩側，所述行走輪通過所述軸向螺釘安裝于所述安裝架和所述安裝板之間。6.根據權利要求1至5任一權利要求所述的新型管道機器人，其特征在于:所述車體單元上還安裝有攝像頭，所述攝像頭卡設于副支架前端。
【文檔編號】F16L55/40GK106015833SQ201610529231
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】賴建防, 呂偉宏, 賴皓瀛, 李睿
【申請人】寧波天弘電力器具有限公司