一种轮腿式变径管道内壁爬行机器人.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CN113048323A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110372712.6(22)申请日2021.04.07(71)申请人上海应用技术大学地址200235上海市徐汇区漕宝路120-121号(72)发明人付泽民戴翊鹏(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.F16L55/30(2006.01)F16L101/30(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种轮腿式变径管道内壁爬行机器人(57)摘要本发明公开了一种轮腿式变径管道内壁爬行机器人，包括载具车身、驱动机构和行走机构，驱动机构用于驱动行走机构，行走机构远离驱动机构的一端紧贴外部管道内壁，并能绕驱动机构的中心线实现周向转动。行走机构包括变径组件和行走轮组件，变径组件的一端与从动组件固定连接，变径组件另一端与行走轮组件固定连接，变径组件用于使其自身能够自由转动从而使行走轮组件紧贴于外部管道内壁。本发明的行走机构采用轮腿结合式，提高其驱动能力、越障性、弯道通过性、运动可靠性、管径适应能力，并且可根据管道口径不同，调整与连接件与舵机角度改变行走机构伸张长度，实现变径管道内通行问题，利用动力车身与载具车身活动连接的连接杆可实现灵活转弯。CN113048323ACN113048323A权利要求书1/2页1.一种轮腿式变径管道内壁爬行机器人，其特征在于，包括载具车身，以及设于所述载具车身两侧的第一动力车身和第二动力车身，所述第一动力车身和所述第二动力车身用于提供动力，并带动所述载具车身实现移动；所述第一动力车身和所述第二动力车身均包括驱动机构，以及与所述驱动机构固定连接的若干行走机构，所述驱动机构用于驱动所述行走机构，所述行走机构远离所述驱动机构的一端紧贴外部管道内壁用于提供前进动力，并绕所述驱动机构的中心线实现周向转动以躲避障碍，若干所述行走机构呈径向均匀分布用以保持稳定性；所述驱动机构包括动力组件、从动组件和转动连接件，所述转动连接件分别与所述动力组件和所述从动组件连接，所述从动组件套设于所述动力组件，所述动力组件用于提供周向转动力，所述从动组件经转动连接件受控于所述动力组件实现周向转动，从而驱动所述行走机构转动；所述行走机构包括变径组件和行走轮组件，所述变径组件的一端与所述从动组件固定连接，所述变径组件另一端与所述行走轮组件固定连接，所述变径组件用于使其能自由转动从而使所述行走轮组件紧贴于外部管道内壁，所述行走轮组件用于带动所述轮腿式变径管道内壁爬行机器人行进。2.根据权利要求1所述的轮腿式变径管道内壁爬行机器人，其特征在于，所述动力组件包括步进电机和内滚筒；所述内滚筒为环形结构，所述步进电机设于所述内滚筒的环形内侧，所述步进电机用于驱动所述转动连接件沿所述内滚筒的中心线进行轴向转动。3.根据权利要求2所述的轮腿式变径管道内壁爬行机器人，其特征在于，所述从动组件包括外滚筒、保持架以及嵌设于所述保持架中空部内的若干滚珠；所述外滚筒为环形结构，所述外滚筒套设于所述内滚筒，且与所述内滚筒相同中心线设置，所述外滚筒与所述转动连接件固定连接，所述外滚筒受控于所述转动连接件以实现周向转动；其中，所述转动连接件为驱动盘，所述驱动盘为均匀分布的六孔圆盘；所述保持架设于所述外滚筒的内壁和所述内滚筒的外壁所形成的环形空间内，所述保持架受控于所述外滚筒沿所述内滚筒的中心线实现轴向转动，若干所述滚珠紧贴于所述外滚筒内壁和所述内滚筒外壁，并随所述保持架共同运动。4.根据权利要求1所述的轮腿式变径管道内壁爬行机器人，其特征在于，所述变径组件包括第一数字双轴舵机、第二数字双轴舵机和第一舵机连接件；所述第一数字双轴舵机未设有双轴的一端与所述从动组件固定连接，所述第一数字双轴舵机受控于所述从动组件以实现绕所述从动组件的中心线转动；所述第一数字双轴舵机的另一端与所述第一舵机连接件的一端螺栓连接，所述第一数字双轴舵机用于控制所述第一舵机连接件以实现绕所述第一数字双轴舵机的双轴的周向方向实现转动；所述第一舵机连接件的另一端分别与所述第二数字双轴舵机的主轴舵盘和副轴舵盘螺栓连接，所述第二数字双轴舵机以所述第一舵机连接件为支撑件，绕所述主轴舵盘或所述副轴舵盘的周向方向转动。5.根据权利要求4所述的轮腿式变径管道内壁爬行机器人，其特征在于，所述行走轮组件包括第二舵机连接件、第三数字双轴舵机和行走轮；所述第二数字双轴舵机远离所述第2CN113048323A权利要求书2/2页一数字双轴舵机的一端与所述第二舵机连接件的一端固定连接，所述第二舵机连接件的另一端与所述第三数字双轴舵机未设有双轴的一端固定连接；所述第三数字双轴舵机的另一端设有双轴，所述行走轮分别对