[实用新型]一种适应不同管径的管内作业机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适应不同管径的管内作业机器人。

背景技术

管道机器人是特种机器人的重要分支之一，现代石化工业、城市建设等管道施工技术推动下产生的。管道机器人在管道所属的特定空间内工作，可以携带各种检测仪器或作业装置，在操作人员的遥控或自主控制下进入管道内，完成诸如管道探伤、防腐涂层检测及涂敷、管道内异物识别与清除、管道内加工等任务。

随着科学技术水平的不断提高。管道机器人的应用范围要求越来越广，现有的管道机器人系统仅能适应一定的有限作业范围，管道机器人的大范围应用推广受到了一定的限制。管道机器人对工作环境的适应能力能扩大其应用范围。为了提高管道机器人在管道内的适应性，研制和开发能够在复杂管道系统内自由行走并能进行完成不同作业的管道机器人，现已成为管道开发应用领域的要务以及机械研究领域的热点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对已有技术存在的缺陷，提出一种适应不同管径的管内作业机器人，是一种适应不同管径，能在管道内移动，实现夹紧定位，自动对中心的机器人。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种适应不同管径的管内作业机器人，包括前端支撑模块、作业模块和后端支撑模块；所述前端支撑模块与后端支撑模块结构相同，所述作业模块固定安装在前端支撑模块与后端支撑模块之间，三个模块串联对称连接。

所述前端支撑模块与后端支撑模块结构相同，包括作业模块驱动机构和伸缩机构：

1）所述的作业模块驱动机构包括机架、第一电机、轮子、第一主动轮、固定板、第一从动轮；所述第一电机和轮子固定安装在机架上，所述第一电机的输出轴连接第一主动轮，所述第一主动轮和第一从动轮相啮合，形成传动系，所述固定板固定安装在第一从动轮上；所述作业模块通过U型板的两端分别固定安装在前端支撑模块和后端支撑模块的固定板上，当第一电机转动时，通过传动系带动固定板旋转，安装在固定板上的U形板携带作业模块周向旋转；

2）所述伸缩机构包括第二从动轮、支撑板、丝杠、三角形丝杠螺母、第一支撑杆、顶杆、第二支撑杆、第二主动轮、第二电机、圆形直杆；所述机架与支撑板通过圆形直杆进行固定连接；所述第一支撑杆和第二支撑杆呈交叉状，交叉点铰接，所述第一支撑杆一端固定安装在顶杆的一端，另一端固定安装在三角形丝杠螺母上，所述第二支撑杆的一端固定安装在顶杆的另一端，另一端固定安装在支撑板上，构成剪型机构，若干所述剪型机构周向均匀分布；所述丝杠的一端固定连接在支撑板上，另一端固定安装在机架上，所述三角形丝杠螺母安装在丝杠上；所述第二电机固定在支撑板上，第二电机的输出轴连接第二主动轮，第二从动轮与第二主动轮相啮合，形成传动系；所述丝杠的伸出端固定连接第二从动轮，当第二电机转动时，通过传动系带动丝杠旋转，三角形丝杠螺母实现与丝杠平行的直线运动，使得剪型机构伸缩，带动顶杆实现与丝杠垂直的直线运动，顶杆的上升与下降使机器人能够适应不同管道直径。

与现有技术相比，本实用新型具有如下实质性特点和进步：

本实用新型机器人能在不同直径的管道中实现行走、夹紧定位、使机器人中心与管道中心自动对中的功能，且可根据需要安装工具，进行不同种类的作业，结构简单，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为图1中作业模块驱动机构示意图。

图3为图1中伸缩机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1所示，一种适应不同管径的管内作业机器人，包括前端支撑模块1、作业模块2和后端支撑模块3；所述前端支撑模块1与后端支撑模块3结构相同，所述作业模块2固定安装在前端支撑模块1与后端支撑模块3之间，三个模块串联对称连接。

所述前端支撑模块1与后端支撑模块3结构相同，包括作业模块驱动机构和伸缩机构：

图2所示，所述的作业模块驱动机构包括机架4、第一电机5、轮子6、第一主动轮7、固定板8、第一从动轮9；所述第一电机5和轮子6固定安装在机架4上，所述第一电机5的输出轴连接第一主动轮7，所述第一主动轮7和第一从动轮9相啮合，形成传动系，所述固定板8固定安装在第一从动轮9上；所述作业模块2通过U型板的两端分别固定安装在前端支撑模块1和后端支撑模块3的固定板8上，当第一电机5转动时，通过传动系带动固定板8旋转，安装在固定板8上的U形板携带作业模块2周向旋转。

图3所示，所述伸缩机构包括第二从动轮10、支撑板11、丝杠12、三角形丝杠螺母13、第一支撑杆14、顶杆15、第二支撑杆16、第二主动轮19、第二电机18、圆形直杆17；所述机架4与支撑板11通过圆形直杆17进行固定连接；所述第一支撑杆14和第二支撑杆16呈交叉状，交叉点铰接，所述第一支撑杆14一端固定安装在顶杆15的一端，另一端固定安装在三角形丝杠螺母13上，所述第二支撑杆16的一端固定安装在顶杆15的另一端，另一端固定安装在支撑板11上，构成剪型机构，本实施例中，三个剪型机构呈120°周向均匀分布；所述丝杠12的一端固定连接在支撑板11上，另一端固定安装在机架4上，所述三角形丝杠螺母13安装在丝杠12上；所述第二电机18固定在支撑板11上，第二电机18的输出轴连接第二主动轮19，第二从动轮10与第二主动轮19相啮合，形成传动系；所述丝杠12的伸出端固定连接第二从动轮10，当第二电机18转动时，通过传动系带动丝杠12旋转，三角形丝杠螺母13实现与丝杠12平行的直线运动，使得剪型机构伸缩，带动顶杆15实现与丝杠12垂直的直线运动，顶杆15的上升与下降使机器人能够适应不同管道直径。