[发明专利]四驱动管道柔性爬行机器人

摘要

一种四驱动管道柔性爬行机器人，它包括伸缩机构、转向机构、三根绳和弹簧；伸缩机构包括机座、主、辅电机，主、辅丝杠副，三个足机构，三个导柱，主电机驱动主丝杠副压缩弹簧，实现轴向伸缩，辅电机通过辅丝杠副驱动三个足机构径向支撑或脱离管道内壁；转向机构与伸缩机构类似，不同处在于三个凸轮摆杆副代替主丝杠副，导柱连接大支撑板和机座，主电机通过凸轮摆杆副推拉绳，实现转向。绳和弹簧一端与伸缩机构主丝杠副的丝母连接，绳穿过大支撑板和摆杆通孔，绳和弹簧另一端分别与转向机构的机座和大支撑板连接。本发明结构简单，通过伸缩机构和转向机构和足机构的协调运动，该机器人能沿管道内壁柔性伸缩爬行和转弯。

主权项

1.一种四驱动管道柔性爬行机器人，其特征在于：其伸缩机构、转向机构、三根绳和弹簧，伸缩机构和转向机构之间通过三根绳和弹簧连接；所述伸缩机构包括第一机座、小支撑板、第一主电机、第一辅电机、第一丝杠套、第一丝母板、丝杠轴、丝母套、三个结构相同的第一足机构、三个第一导柱，其中第一机座设有相互平行的中心通孔A和三个小圆周均布通孔A，第一机座大圆周均布设有相切圆周的三对平行孔A；第一丝杠套设有相互同心的小通孔A、小圆柱A、螺纹圆柱A和中心孔腔A；第一丝母板设有与第一机座对应的中心螺纹通孔A和三个小圆周均布通孔B，该第一丝母板大圆周均布设有三个相切圆周的孔；小支撑板设有与第一机座对应的中心通孔B和三个小圆周均布通孔C；丝母套上设有与第一机座对应的中心螺纹通孔B和三个小圆周均布通孔D；丝杠轴设有相互同心的圆柱、螺纹圆柱B、圆柱端开孔；第一主电机设在第一丝杠套中心孔腔A内，并与小支撑板固接，丝杠轴的圆柱与小支撑板中心通孔B转动联接，第一主电机驱动轴与丝杠轴的圆柱端开孔同轴键连接，丝杠轴的螺纹圆柱B与丝母套的中心螺纹通孔B螺纹联接；第一丝杠套的小圆柱A与第一机座中心通孔A转动联接，第一丝杠套的螺纹圆柱A与第一丝母板的中心螺纹通孔A螺纹联接；三个第一导柱一端和中部分别与第一机座的三个小圆周均布通孔A和小支撑板的三个小圆周均布通孔C固连，另一端与丝母套的三个小圆周均布通孔D滑动联接；第一辅电机与第一机座连接，第一辅电机驱动轴与第一丝杠套的小通孔A键连接；所述第一足机构包括第一长连杆、第一短连杆、第一拉杆、第一曲柄，其中第一长、短连杆和第一曲柄两端分别设有相互平行的通孔，第一拉杆设有三个相互平行的通孔，第一短连杆的孔距与第一机座大圆周的一对平行孔距相同，第一长杆的孔距与第一拉杆的一对远孔距相同；第一长杆的一端的通孔与第一机座转动连接，其另一端的通孔与第一短杆一端的通孔转动连接，第一短杆另一端的通孔与第一拉杆一端的通孔转动连接，第一拉杆另一端的通孔与第一机座转动连接，第一机座、第一长连杆、第一短连杆、第一拉杆相互转动联接构成第一平行四杆机构；第一曲柄两端分别与第一丝母板的大圆周孔和第一拉杆的余下通孔转动联接；所述转向机构与伸缩机构相对设置，转向机构包括第二机座、第二主电机、第二辅电机、第二丝杠套、第二丝母板、三个结构相同的第二足机构、第二丝母板、三个第二导柱、大支撑板、凸轮和三个摆杆，其中第二机座上设有相互平行的中心通孔C和三个小圆周均布通孔E，第二机座大圆周均布设有相切圆周的三对平行孔；大支撑板设有相互平行的中心通孔D、三个小圆周均布通孔F和三个大圆周均布通孔；所述摆杆设有相互平行的中心通孔E和偏心通孔；第二丝杠套设有相互同心的小通孔B、小圆柱B、螺纹圆柱C和中心孔腔B；第二丝母板设有与第二机座对应的中心螺纹通孔C和三个小圆周均布通孔G，第二丝母板大圆周均布设有三个相切圆周的孔；第二辅助电机设在第二丝杠套的中心孔腔B内，第二辅助电机与第二机座中心通孔C固连，第二辅助电机驱动轴与第二丝杠套的小通孔B键连接；第二导柱一端和中部分别与大支撑板的三个小圆周均布通孔F和第二机座的三个小圆周均布通孔E固连，第二导柱另一端与第二丝母板的三个小圆周均布通孔G滑动联接；第二主电机与大支撑板固连，第二主电机轴穿过大支撑板的中心通孔D与凸轮垂直固连，凸轮和摆杆设在大支撑板和第二机座之间同一面内，每个摆杆中心孔与每个第二导柱转动联接，凸轮分别与三个摆杆间隔接触；第二丝母板的中心螺纹通孔C与第二丝杠套的螺纹圆柱C螺纹联接；所述第二足机构包括第二长连杆、第二短连杆、第二拉杆、第二曲柄；所述第二长连杆、第二短连杆和第二曲柄两端分别设有相互平行的通孔，所述第二拉杆设有三个相互平行的通孔，第二短连杆的孔距与第二机座大圆周的一对平行孔距相同，第二长杆的孔距与第二拉杆的一对远孔距相同；第二长杆的一端的通孔与第二机座转动连接，其另一端的通孔与第二短杆一端的通孔转动连接，第二短杆另一端的通孔与第二拉杆一端的通孔转动连接，第一拉杆另一端的通孔与第二机座转动连接，第二机座、第二长连杆、第二短连杆、第二拉杆相互转动联接构成第二平行四杆机构；第二曲柄两端分别与第二丝母板的大圆周孔和第二拉杆的余下通孔转动联接；所述弹簧两端分别抵在伸缩机构的第一丝母套和转向机构的支撑盘上，绳穿过支撑盘的大圆周通孔和摆杆的偏心孔，该绳两端分别与伸缩机构的丝母套和转向机构的机座连接。