[发明专利]一种蠕动式管道驱动行走机构

说明书

一种蠕动式管道驱动行走机构。主要解决现有的管道驱动行走机构拖动力较小的问题。其特征在于：所述机构的驱动部分为不完全齿轮齿条机构，行走部分为曲柄摇杆机构，机体上开有纵向2条长条形槽，呈180°分布在机体的圆柱形表面；曲柄摇杆机构中的连杆为弹性连杆结构，连杆上装有行走足，弹性连杆穿过安装在机体上的滑块，与不完全齿轮相连，滑块与机体通过转动副相连接，每一个行走足通过两组曲柄摇杆机构相连接，通过不完全齿轮齿条将齿条的往复运动转换成回转运动。本种驱动行走机构能够提供多大的拖动力由连杆上的压簧刚度决定，当压簧刚度满足所需拖动力的要求且液压缸能够提供足够的驱动力时，该驱动行走机构就能提供所需的拖动力。

技术领域

本发明涉及一种蠕动式管道驱动行走机构。

背景技术

当前在工农业，能源和民用建筑中，存在着各种各样的功能不同的，规格不同的管道。例如：油气管道、通风管道、排水管道等。目前长时间使用的管道需要清理、检测维修时，大多数采用先关闭相关，打开阀门或者管道，人工进行清理或者确定需要维修的位置。然而那些所处环境危险的管道是人工作业难以完成的。这就需要管道机器人对管道进行检测维修或者疏通清理。管道机器人是管道驱动行走机构和其控制系统的统称。根据作业需求国内外研制了多种管道机器人，基于机械机构的不同将管道机器人分为七大类。主要有：流体驱动式管道机器人、车轮式管道机器人、支撑轮式管道机器人、履带式管道机器人、足式管道机器人、螺旋式管道机器人、蠕动式管道机器人。目前，国内外在研制管道机器人的过程中遇到了诸多问题，问题之一就是：极限狭长空间的大拖动力问题。由于管道机器人需要运载作业装置或者拖缆，因此需要有足够的拖动力。这就需要研制不同的驱动行走机构来机器人对大拖动力的要求。针对极限空间大拖动力问题，本文发明了一种新型的蠕动式管道驱动行走机构，采用液压驱动。驱动机构采用传动效率较高的不完全齿轮齿条机构。与以往的蠕动式管道驱动行走机构相比，结构相对简单且能够实现较大的拖动力。

发明内容

本发明提出了一种新型的管道驱动行走机构，其行走机理受滑雪运动的启发，行走方式属于蠕动式。但是其行走方式有别于以往的蠕动式管道驱动行走机构的后部推动前部、前部拖动后部的运动方式。该管道驱动行走机构是由曲柄摇杆机构和不完全齿轮齿条机构组合而成的。不完全齿轮齿条机构由两个齿条和4个不完全齿轮组成，两个齿条交替往复运动驱动4个不完全齿轮同时转动。曲柄摇杆机构与行走足相连，同侧的两个曲柄摇杆机构连接在同一个行走足上，又形成了平行四边形法则，能够使行走足的接触面始终保持平动，能够与管壁紧密贴合，行走足间歇的与管壁接触，实现蠕动式行走。该驱动行走机构的驱动机构采用不完全齿轮齿条机构，未见在报道中有应用该机构做为驱动机构。动力由液压缸提供，能够实现更大的驱动力，为解决管道驱动行走机构实现大拖动力的问题提供了新思路。

本发明的技术方案是：该种蠕动式管道驱动行走机构，具有机体，机体上开有纵向2条长方形槽，呈180°沿机体周向地分布；在机体中安装有齿条左支撑 部件和右支撑 部件以及行走驱动单元；所述驱动行走机构还包括有位于机体外的辅助足单元，以及行走足，以及弹性连杆结构。

其中，所述辅助足单元包括辅助轮、辅助轮连接轴、辅助轮支架杆、辅助轮支架杆连接轴、辅助轮第一弹簧连接销和辅助轮第二弹簧连接销、辅助轮弹簧、辅助轮支架和辅助支架连接螺钉；所述辅助轮通过辅助轮连接轴铰接到辅助轮支架杆上；所述辅助轮弹簧分别通过辅助轮第一弹簧连接销和辅助轮第二弹簧连接销铰接到辅助轮支架杆和辅助轮支架上；所述辅助轮支架杆通过辅助轮支架杆连接轴铰接到辅助轮支架上；所述辅助轮支架由辅助轮支架连接螺钉固接到机体外表面上；所述的辅助足单元前后有2组，沿机体外120°均匀分布在机体外表面上。

所述弹性连杆结构包括压簧座、压簧、压簧帽、行走足连接销和连杆；所述连杆穿过压簧座底部的孔与压簧接触；所述弹性连杆压簧安装在压簧座和压簧帽的空间内，压簧座和压簧帽螺纹连接；所述行走足通过行走足连接销铰接在压簧帽端部；所述弹性连杆结构有2组，每组2个，与机体上开有的成180°均匀分布的2条纵向长方形槽同方位分布。