[发明专利]一种基于并联机构的管内爬行器

摘要

本发明公开了一种采用并联机构作为驱动行走机构的管内爬行器。其特征在于：包括上平台单元、下平台单元以及直线驱动器单元；上平台单元和下平台单元的结构相同，6组直线驱动器单元通过球铰连接于相向对称布置的上平台单元和下平台单元之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管。本发明将并联机构应用于管道机器人的驱动行走机构中，通过支撑腿足交替地支撑在管道内壁上，从而使上、下平台交替地为动静平台，配合直线驱动器交替地伸缩运动，使爬行器蠕动式地前进，具有较好的灵活度和大拖动力。

主权项

一种基于并联机构的管内爬行器，包括上平台单元（1）、下平台单元（3）以及直线驱动器单元（2）；上平台单元（1）和下平台单元（3）的结构相同， 6组直线驱动器单元（2）通过球铰（7）连接于相向对称布置的上平台单元（1）和下平台单元（3）之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管；其中，所述上平台单元（1）和下平台单元（3）的主体为平台零件（6），其上开有120°间隔分布的3个径向槽孔和3个径向盲孔，平台零件（6）一面安装有液动马达（9），另一面安装有凸轮（10），其中，所述的液动马达（9）通过平台零件（6）中心孔处的止口法兰结构由内六角螺栓（8）连接于平台零件（6）上，所述的凸轮（10）与平台零件（6）中心处的内孔间隙配合，构成转动副，并由紧定螺钉（11）连接于液动马达（9）的输出轴上；所述的凸轮（10）由液动马达（9）往复驱动回转；在平台零件（6）的侧面上连接有3组呈120°均匀间隔分布的支撑腿足单元（4）和3组呈120°均匀间隔分布的辅助弹性支撑轮单元（5）；所述的支撑腿足单元（4）由垂向螺钉（12）、压板（13）、滚子（14）、滚子轴（15）、腿（16）、水平向螺钉（17）、足（18）、拉簧（20）以及拉簧螺钉（19）构成；其中，所述腿（16）安装于平台零件（6）的槽孔中，间隙配合；所述足（18）由水平向螺钉（17）连接于腿（16）的端部；所述拉簧（20）由拉簧螺钉（19）一端连接于平台零件（6）上，另一端连接于腿（16）上；所述滚子轴（15）螺纹连接于腿（16）侧面螺纹孔内；所述滚子（14）的孔与滚子轴（15）间隙配合，构成转动副，所述滚子（14）轴肩定位于滚子轴（15）上，轴端由压板（13）和垂向螺钉（12）固定；所述的凸轮（10）与滚子（14）构成凸轮副，经拉簧（20）的弹簧力锁合；所述的辅助弹性支撑轮单元（5）由压簧（21）、支撑轴（22）、端盖（23）、紧固螺钉（24），以及内、外卡簧（25，29），以及内、外滚轮（26，28）和轮轴（27）构成；所述压簧（21）和支撑轴（22）安装于平台零件（6）的盲孔中，所述支撑轴（22）与平台零件（6）的盲孔自由公差配合；所述支撑轴（22）为铣扁轴，穿过端盖（23）的条形槽，并由端盖（23）和紧固螺钉（24）封装于平台零件（6）的盲孔中；所述轮轴（27）安装于支撑轴（22）的孔中，间隙配合，构成转动副；所述内、外滚轮（26，28）安装于轮轴（27）的两端，轴间定位，并由内、外卡簧（25，29）固定；所述的直线驱动器单元（2）由六角螺钉（30）、球铰座（31）、球杆（32）、球铰盖（33）、球铰盖螺钉（34）、小接头（35）、液缸（36）以及大接头（37）构成；所述球铰座（31）安装于平台零件（6）的沉孔中，并由六角螺钉（30）连接于平台零件（6）；所述球杆（32）与球铰座（31）和球铰盖（33）的球表面间隙配合，构成球铰（7），并由球铰盖螺钉（34）连接；所述小接头（35）和大接头（37）的一端与球杆（32）螺纹连接，另一端与液缸（36）螺纹连接。