[实用新型]钢带可伸缩运动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工业机器人领域，具体涉及一种驱动执行机构的伸缩运动装置。

技术背景

随着国民经济的发展，石油、化工和发电等行业越来越多的使用大量的工业管道和煤气管道。这些管道长期工作后会出现腐蚀、裂纹、积垢和机械损伤等缺陷，可能酿成严重的事故。为保证安全生产，必须对细小管道进行定期检修。过去主要是采用人工检修，作业空间狭小，工作效率低，劳动强度大，而且多数管道安装环境人们不能直接到达或不允许人们直接介入。而传统的全面挖掘法、随机抽样法或SCADA系统法，工程量大，准确率低，因此需要开发管道管外机器人来解决这些实际问题。

目前，工业管道管外的机器人技术的研究开发工作在国内外得到了积极的开展，并取得了一些实用的成果。与管内机器人相比，在管道外面进行管道作业的机器人由于没有了管道内封闭圆柱面的导向或支撑作用，因而使得其移动和控制都更加困难。美国、日本的一些公司都开发出不同类型的管道管外机器人。国内哈尔滨工业大学、上海交通大学、湖北机电研究院、上海大学也研制出不同的管道管外机器人。上述设备中驱动执行机构的伸缩运动装置存在的不足是：结构复杂，成本高。

发明内容

为了解决现有的管道管外机器人的伸缩运动装置的上述不足，本实用新型提供了一种结构简单、成本低的钢带可伸缩运动装置，可应用于工业管道管外狭窄空间或深孔中作业的机器人，能够携带相关的检测元件对管道外部的缺陷进行自动化检测。本实用新型也可用于低载荷机器人与钢带并联机器人等领域。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢带可伸缩运动装置，包括伺服电机、与伺服电机传动连接的卷轴，所述卷轴可转动地安装在支座上，所述卷轴上卷绕有钢带，钢带的一端是与卷轴配合的平面，所述钢带穿过抵靠的上滚轮与下滚轮后连接执行机构，所述的上滚轮和下滚轮有相互配合的凸圆弧面和凹圆弧面，所述钢带的另一端与所述执行机构的圆弧段铆接。

优选的，所述的上滚轮为具有凸圆弧面的内圆弧滚轮，所述的下滚轮为具有凹圆弧面的外圆弧滚轮。

进一步，所述的上滚轮和下滚轮铰接在滚轮支架上，所述滚轮支架与所述支座固定连接。

进一步，所述的伺服电机连接主动带轮，所述的卷轴连接从动带轮，主动带轮与从动带轮通过皮带传动连接。

优选的，所述的支座为所述伺服电机的电机座。

本实用新型的技术构思为：伺服电机通过皮带轮带动卷轴转动，卷轴转动使得绕在卷轴上的钢带长度发生变化，卷轴以外的钢带的长度随之发生变化，调节伺服电机的转向，致使钢带产生伸缩运动。

所述的钢带在卷轴处为平面，因此钢带可被卷入卷轴中。钢带经过内圆弧滚轮和外圆弧滚轮时，内圆弧滚轮的凸圆弧面与外圆弧滚轮凹圆弧面相互配合，使钢带的横截面形成一定的圆弧状。钢带末端与执行机构的圆弧段铆接，使得钢带末端保持一定的圆弧状，这样的结构设计使钢带伸出内圆弧滚轮、外圆弧滚轮的部分的横截面始终保持一定的圆弧状，使钢带在作业时具有一定的刚度。

所述的钢带夹在内圆弧滚轮和外圆弧滚轮之间运动时，内圆弧滚轮和外圆弧滚轮对钢带产生一定的摩擦阻力，该摩擦力可防止钢带在卷轴上发生打滑或松动现象。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的钢带可伸缩运动装置作为一种新型的机构驱动方式，由于其工作原理是通过钢带的伸缩运动驱动执行机构运动，具有设计新颖，体积小、结构紧凑、适应狭小空间、伸缩比大等特点，适合在狭窄空间中作业。

2.本实用新型的内、外圆弧滚轮与执行机构可以使得钢带的横截面形成一定的圆弧状，这使得钢带驱动执行机构作业时，具有一定的刚度，提高了机器人作业的稳定性和可靠性。

3.本实用新型的钢带质量轻，运动加速度高、动态特性好、频率响应快、控制简单；

附图说明

图1为本实用新型实施例的总体结构示意图；

图2为图1所示实施例在另一角度的示意图。

图中：1-底座，2-电机座，3-伺服电机，4-主动带轮，5-皮带，6-从动带轮，7-卷轴，8-连接块，9-螺钉，10-滚轮支架，11-下转轴，12-外圆弧滚轮，13-上转轴，14-内圆弧滚轮，15-钢带，16-执行机构，17-铆钉。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。