[发明专利]单轮式管外爬管机器人

说明书

技术领域

本发明涉及管道检测领域和机器人领域，尤其是能够通过直管、弯管和十字形管道，并能够围绕管道旋转360度的管外爬行机器人。

背景技术

目前，管道机器人以管内的居多，管外的比较少，而且管外爬行机器人在通过弯道尤其是十字架弯道时非常困难。当人们在对管外探伤，尤其是对小直径管道和高度比较高的管道探测时需要人工架梯子进行检测，费时费力，而且有些地方管道比较密集，人很难过得去，所以非常不方便。

本发明内容

本发明创造要解决的问题是：爬管机器人很难通过直管、弯管和十字形管道，并围绕管道旋转360度。

其技术解决方案：

一种单轮式管外爬管机器人，包含驱动装置、水平调节装置和抱臂装置，驱动装置的驱动轮与管道外壁接触，水平调节装置和抱臂装置均分别对称安装在驱动装置两侧。

所述的驱动装置包含基体支板、基体平板、转向电机、转向电机齿轮、轨道圆环、运动轮、下轮壳、上轮壳、电机夹具上壳、运动轮电机、电机夹具下壳和运动轮支撑，运动轮电机装入由电机夹具上壳和电机夹具下壳构成的电机夹具中，电机夹具安装在由上轮壳和下轮壳构成的运动轮壳中，电机夹具与运动轮壳之间可以相对旋转，运动轮电机上安装有齿轮与上轮壳内壁的轮齿进行内啮合，驱动轮电机旋转时将带动运动轮壳转动；电机夹具两侧均有凸台与运动轮支撑联接，运动轮支撑联接在轨道圆环内壁的轨道上，安装在基体平板上的转向电机主轴上的齿轮与运动轮支撑上部的齿轮内啮合，当转向电机工作时将使得运动轮转向；基体支板安装在基体平板两侧，基体支板与水平调节装置连接。

所述的水平调节装置包含其包含连接体、小型筒式电磁铁和背帽，连接体右侧通过螺钉与抱臂装置连接，背帽的螺纹旋入基体支板的圆柱凸台中，小型筒式伸缩电磁铁得电可收缩。

所述的抱臂装置(左侧抱臂装置仅比右侧抱臂装置少支架电机)包含抱臂提升电机、支架电机、抱臂托板、抱臂基体、抱臂支架和抱臂提升齿轮，抱臂提升电机主轴上有齿轮与抱臂提升齿轮的大齿轮形成外啮合齿轮传动抱臂支架侧边有齿条与抱臂提升齿轮的小齿轮形成外啮合齿轮传动，抱臂提升齿轮的大小齿轮固定为一体；抱臂托板安装在抱臂支架的方形孔中，抱臂托板上侧有齿条与支架电机啮合，支架电机运转则推动抱臂托板运动并插入另一侧抱臂装置的抱臂支架方形孔中；抱臂托板中间设有双列v形板用以很好的支托管道，且v形板嵌入滚珠(v形板分两层，上面一层钻有很多直径略小于滚珠直径的孔，滚珠置于两层板中间)，使得抱臂抱紧管道时管道与滚珠接触，摩擦力非常小。

本发明创造具有以下有益技术效果：

本爬管机器人可以通过直管、弯管、十字形弯道以及围绕管道外壁旋转运动，从而使得人们对比较复杂、高度较高以及布置比较密集的管道进行方便的探测，原理简单，使用方便。

仅仅使用一个内置电机的运动轮作为运动的装置，运动自如，利于机器人非常方便的过弯道；抱臂装置可以根据不同的管道直径自动调整长度，确保本机器人能够牢靠地在管道上运行；平行调节装置可以使得人们在基体平板上放置探测仪、控制装置等。

附图说明

图1：本发明创造的布局图，为了清晰表达和说明，图中省去了管道和3个303抱臂托板。

图2：图1所示的1.驱动装置：图2(a).驱动装置布局图图2(b).驱动装置爆炸视图图2(c).转向示意图图2(d).驱动轮布局图图2(e).驱动轮结构爆炸视图

图3：图1所示的2.平行调节装置：图3(f).平行调节装置布局图图3(g).平行调节示意图

图4：图1所示的3.右侧抱臂装置：图4(h).右侧抱臂装置布局图图4(i)去抱臂基体的右侧抱臂装置布局图.图4(j).去抱臂支架的抱臂基体内部示意图图4(k).抱臂支架下部放大图

图5：爬管机器人运动简易示图

上述附图中，1.驱动装置2.平行调节装置3.抱臂装置

101.基体支板102.基体平板103.转向电机1031.转向电机齿轮(与电机主轴联接)104.轨道圆环105.运动轮1051.下轮壳1052.上轮壳1053.电机夹具上壳1054.运动轮电机1055.电机夹具下壳106.运动轮支撑架

201.连接体202.小型筒式伸缩电磁铁203.背帽

301.抱臂提升电机302.支架电机303.抱臂托板304.抱臂基体305.抱臂支架306.抱臂提升齿轮501和502均代表抱臂中间圆圈代表驱动轮A，B，C代表三根管道q，r，s，t代表爬管机器人的四个位置

具体实施方式