[实用新型]一种福来轮及管道机器人

说明书

本实用新型属于管道机器人技术领域，具体涉及一种福来轮及管道机器人。一种福来轮，其包括一种福来轮，包括轮毂、多组从动轮和多个插件，所述插件分别固定于轮毂边缘；每组从动轮包括同轴布置的第一小轮和第二小轮，所述第一小轮、第二小轮通过连接轴与插件连接，所述连接轴可相对插件转动；所述第一小轮、第二小轮分别位于插件两侧；所述第一小轮、第二小轮的母线为以轮毂中心为圆心的圆弧线；多组从动轮分别布置于轮毂的轮边。本实用新型提供的福来轮在滚动过程中无明显颠簸，阻力小。

技术领域

本实用新型属于管道机器人技术领域，具体涉及一种福来轮及管道机器人。

背景技术

管道机器人从驱动方式看主要有轮式、履带式、蠕动式、爬行式等几类。轮式行走机构在管道机器人中应用较广泛，从结构上又可分为车轮式和支撑轮式两大类。车轮式管道机器人行走在管道内壁表面，类似车辆在地面的行走方式，具有结构简单、行走连续平稳、在管道内运动灵活等优点。然而这种管道机器人多靠自身的重量提供正压力，只能在一定角度放置的管道底部运动，很难实现较大的拖动力。支撑轮式管道机器人在结构上是对称的，机器人通过沿周向等间隔分布的多组行走机构借助弹力等将轮子支撑在管道内壁上，当管道直径发生变化时，机器人的中心轴线能自动与管道中心轴线保持一致，能产生较大的拖动力。但当要求管道机器人具有转弯和在管道内沿着管道轴线方向横滚功能时，现有技术一般采用福来轮来替换普通驱动轮，从而实现管道机器人在管道内灵活的姿态调节和全向运动。

但由于普通圆轮被替换成了福来轮，如公告号为“CN112032464A”的专利公开的一种气动弯曲的柔性管道机器人及控制方法，其福来轮的外缘并不是一个完整的圆，因此在滚动的过程中会存在明显颠簸、阻力增大等问题。因为额外的弹力或主动力矩使福来轮和管壁之间产生了较大的正压力，这些问题在采用支撑式管道机器人上更为明显，严重时甚至会导致管道机器人卡在管道中无法前进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够降低滚动过程中颠簸和阻力的福来轮及管道机器人。

一方面，提供一种福来轮，其包括轮毂、多组从动轮和多个插件，所述插件分别固定于轮毂边缘；每组从动轮包括同轴布置的第一小轮和第二小轮，所述第一小轮、第二小轮通过连接轴与插件连接，所述连接轴可相对插件转动；所述第一小轮、第二小轮分别位于插件两侧；所述第一小轮、第二小轮的母线为以轮毂中心为圆心的圆弧线。

此结构中，第一小轮、第二小轮的母线为以轮毂中心为圆心的圆弧线，可有效减少管道机器人在行进过程中的颠簸，降低阻力。

进一步的，所述插件远离轮毂的一端设有轴孔；所述连接轴穿过轴孔，并通过轴承与插件可转动连接。

进一步的，所述轮毂包括轮毂前板、轮毂后板和连接法兰，所述轮毂前板、轮毂后板分别与连接法兰焊接。

进一步的，所述轮毂前板沿其径向设有多个第一卡槽，轮毂后板沿其径向设有多个第二卡槽，所述第一卡槽与第二卡槽位置相对。

进一步的，所述插件靠近轮毂的一端设有第一卡口和第二卡口，第一卡口与所述第一卡槽相匹配，所述第二卡口与所述第二卡槽相匹配；所述插件插入第一卡槽与轮毂前板焊接，插入第二卡槽与轮毂后板焊接。

进一步的，福来轮包括六组从动轮和六个插件，六个所述插件等间隔布置。

另一方面，提供一种管道机器人，包括上述福来轮。

进一步的，包括机器人本体和驱动轮组，所述驱动轮组包括两个所述福来轮，所述驱动轮组的两个福来轮同轴布置，并分别位于机器人本体的两侧；两个所述福来轮相互错开，使驱动轮组与管道内壁形成连续的圆弧接触。

此结构中，驱动轮组的两个同轴布置的福来轮相互错开一定角度，机器人本体两侧的福来轮相互配合，使得管道机器人的驱动轮组和管道内壁之间始终处于圆弧接触状态，从而可减小冲击和载荷。