[实用新型]一种新型管道机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及探测管道的机器人领域，尤其是一种具有特殊行程开关导向头和多组轮系的管道机器人。

背景技术

管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中，管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用。为提高管道的寿命、防止泄漏等事故的发生，就必须对管道进行有效的检测维护，管道机器人为满足该需要而产生。而机器人学、计算机、传感器等理论和技术的发展，也为管内和管外自主移动机器人的研究和应用提供了技术保证。

目前国内情况来看，投入市场的管道机器人多应用于清洗行业，功能过于单一，且多为轮式或履带式驱动，不仅难以适应管道内的复杂环境，而且稳定性也欠佳。总体来讲，国内外管道机器人的研究成果已经很多，可是在微小管道、特殊管道(如变径管道、带有U型管的管道)进行检测、维修还刚起步，但是由于该类管道在各个领域的广泛应用，因此研发该类机器人极具吸引力。

为了克服现有管道机器人中存在的机器人定位精度不足、反应速度不够迅速、转弯动作稳定性差、结构不够紧凑等问题，本实用新型提供了一种基于张紧轮系与类圆锥体行程开关导向头的新型管道机器人，可通过导向头准确定位至目标位置，通过驱动轮系的运动和张紧轮系的张紧，共同完成对管道的维修与检查。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种结构精巧，运动灵活的新型管道机器人。本实用新型具有传动效率高、传动平稳、机构紧凑、制造简单、定位精确等优势。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的新型管道机器人，包括行程开关导向头，张紧轮系，驱动轮系，前驱动体，后驱动体，锂电池仓，还有球铰链关节构成；行程开关导向头的圆锥体设计和球铰链关节可以进行自适应调整，当行程开关导向头遇到障碍时，圆锥体的设计可以使其顺着管道的方向偏移角度，球铰链关节也会随之偏移角度，从而实现沿着管道内表面转弯的功能。当管道的内径改变时，张紧轮系可以在中间弹簧的作用下实现轮系直径的改变来适应管道内径的变化，使管道机器人始终依附于管道内表面运动。张紧轮系位于其运动方向的前部，然后通过驱动体又连接驱动轮系，驱动体带动驱动轮系使机器人运动，张紧轮系中的弹簧在新型管道机器人工作时受到管壁的挤压始终处于拉伸状态，从而产生向管壁的张力，使新型管道机器人依附在道内表面；前驱动体与后驱动体通过电机的正反转使驱动轮系带动机器人运动，驱动轮系的角度设计可以将电机的扭矩转换为让新型管道机器人向前运动的力，驱动轮系的倾斜轮系将电机扭矩转换成了沿管道方向和垂直于管道方向的两个分力，使新型管道机器人更好的依附于管道内表面并沿管道方向运动；球铰链关节使管道机器人在转弯时运动灵活，能结合管道的具体特征来运动；锂电池仓使用锂电池提供动力，使机器人工作更持久，更稳定。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图。

图2为本实用新型张紧轮系及其附近特征。

图3为本实用新型驱动轮系及其附近特征。

【附图符号说明】1.行程开关导向头；2.前张紧轮系；3.前驱动体；4.前驱动轮系；5.前球铰链关节；6.锂电池仓；7.后球铰链关节；8.后张紧轮系；9.后驱动体；10.后驱动轮系；11.尾部导向头；12.支座；13.弹簧；14.滚轮；15.滚轮；16.弹簧；17.支座。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的新型管道机器人，其特征在于行程开关导向头1，前张紧轮系2，前驱动体3，前驱动轮系4，前球铰链关节5，锂电池仓6，后球铰链关节7，后张紧轮系8，后驱动体9，后驱动轮系10，尾部导向头11，锂电池仓6位于机器人中部，机器人整体呈近似对称结构，锂电池仓的前部由行程开关导向头1，前张紧轮系2，前驱动体3，前驱动轮系4和前球铰链关节5构成，球铰链关节5、7分别布置在锂电池仓6两端，后端球铰链关节7又连接了后张紧轮系8中的支座，进而通过铰接滚轮连接于后驱动体9，连接方式与前部相同，后驱动体9又通过电机带动后驱动轮系10，后驱动轮系10通过专用支座与尾部导向头11相连。