一种自适应管径变化的管道机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112325050A(43)申请公布日2021.02.05(21)申请号202011331525.5(22)申请日2020.11.24(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人刘善增张克非李怀展沈刚李允旺李艾民曹国华(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人马严龙(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L55/40(2006.01)F16L101/12(2006.01)F16L101/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种自适应管径变化的管道机器人(57)摘要本发明公开了一种自适应管径变化的管道机器人，包括与机架连接的三个驱动支腿，机架为机器人系统的躯干，可用于安装摄像机、探测传感器、检测仪、控制板卡、电池模块、清污装置等结构单元；系统驱动部分采用连杆机构、齿轮机构和带传动机构相结合的形式，在机器人系统中共设置了六个驱动支腿,每个驱动支腿则由五杆与齿轮的混合机构、二级带传动机构、拉伸弹簧、电机、支座、车轮等组成，具有管道变径自适应的运动能力，提升了管道机器人的驱动灵活性和运动稳定性。本发明支腿高度可调，驱动灵活性好以及运动稳定性高等，可应用于一般管道作业的焊接、检测、监控、维护、清洁、疏通等工作场合，具有广泛的应用前景。CN112325050ACN112325050A权利要求书1/1页1.一种自适应管径变化的管道机器人，其特征在于：包括至少两个连续的机架支腿单元，机架支腿单元包括机架（1）以及围绕机架（1）设置的至少三个驱动支腿，多个驱动支腿等分于机架（1）一周；驱动支腿包括支座（2）、电机（3）、带轮一（4）、同步带一（5）、双联带轮（6）、中间轴（7）、同步带二（8）、车轮（10）、车轮轴（11）、下连杆一（12）、拉伸弹簧（13）、连接板（14）、上连杆一（15）、轴一（16）、齿轮一（17）、齿轮二（18）、上连杆二（19）、销轴（20）、下连杆二（21）、带轮二（25）、轴二（26）；支座（2）固定于机架（1）上，齿轮一（17）和齿轮二（18）设在机架（1）上，齿轮一（17）和齿轮二（18）相互啮合，齿轮一（17）和齿轮二（18）分别与机架（1）距离的相同，齿轮一（17）通过轴一（16）转动连接于支座（2），齿轮二（18）通过轴二（26）转动连接于支座（2）；上连杆一（15）的一端活动连接于轴一（16），上连杆一（15）的另一端与下连杆一（12）的一端通过中间轴（7）转动连接，车轮轴（11）安装于下连杆一（12）的另一端；带轮一（4）和电机（3）安装于支座（2）上，电机（3）驱动带轮一（4）转动；双联带轮（6）位于中间轴（7）上，带轮二（25）位于车轮轴（11）上，车轮（10）位于限位于车轮轴（11）上转动；同步带一（5）绕于同步带一（5）与双联带轮（6）的一个带轮之间，同步带二（8）绕于双联带轮（6）的另一个带轮与带轮二（25）之间；上连杆二（19）的一端活动连接于轴二（26），上连杆二（19）的另一端与下连杆二（21）的一端通过销轴（20）转动连接，车轮轴（11）安装于下连杆二（21）的另一端；上连杆一（15）和上连杆二（19）各设有一个连接板（14），拉伸弹簧（13）位于两个连接板（14）之间；相邻的两个机架支腿单元之间柔性连接。2.根据权利要求1所述的一种自适应管径变化的管道机器人，其特征在于：强力杆（9）一端连接于靠近双联带轮（6）的中间轴（7）端部，强力杆（9）另一端连接于靠近带轮二（25）的车轮轴（11）端部。3.根据权利要求1所述的一种自适应管径变化的管道机器人，其特征在于：机架（1）为中空的六边形管状结构，机架（1）的一周设有三个驱动支腿。4.根据权利要求1所述的一种自适应管径变化的管道机器人，其特征在于：两个连续的机架支腿单元中，前部机架支腿单元的机架（1）尾部设有卡板轴一（23），后部机架支腿单元的机架（1）头部设有卡板轴二（24），卡板轴一（23）与卡板轴二（24）之间设有转向弹簧（22）。5.根据权利要求1所述的一种自适应管径变化的管道机器人，其特征在于：上连杆一（15）和下连杆一（12）的长度相同，上连杆二（19）和下连杆二（21）的长度相同。2CN112325050A说明书1/4页一种自适应管径变化的管道机器人技术领域[0001]本发明属于机器人技术领域，尤其涉一种自适应管径变化的管道机器人。背景技术[0002]机器人是人类进入二十世纪以来具有代表性的多学科交叉的高新技术，是正在蓬勃发展的一个重要科学领域，受到了国内外学者、企事业单位以及国家领导层的广泛关注。管道作为石油、化工、天然气、给