管道柔性爬行机器人.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CN108869950A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201811105103.9(22)申请日2018.09.21(71)申请人燕山大学地址066000河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人路懿常泽锋路扬惠立新(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474代理人舒丽亚(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L55/40(2006.01)F16L101/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称管道柔性爬行机器人(57)摘要本发明涉及一种管道柔性爬行机器人，包括前、后行走机构和转向机构，转向机构设置在前、后行走机构之间，前、后行走机构均包括机座、主电机、辅电机、蜗杆、支盘、丝杠、丝母、弹簧、滑套、挡环、导杆、摆臂组件和连杆，摆臂组件包括臂架、链条、蜗轮组和齿轮组。主电机通过蜗杆传动与链轮传动驱动齿轮组转动，辅电机通过丝母和丝杠构成的螺旋传动副、弹簧、滑套和连杆柔性驱动摆臂组的齿轮径向支撑或脱离管道内壁；转向机构包括电机、凸轮、拨杆、支撑板、主弹簧和连接件，连接件穿过凸轮和支撑板后与前、后行走机构连接。电机通过凸轮和拨杆推拉连接件，迫使前、后行走机构相互偏转。本发明结构简单，牵引力大，能沿管道内壁柔性爬行和转弯。CN108869950ACN108869950A权利要求书1/2页1.一种管道柔性爬行机器人，其特征在于：其包括前行走机构、后行走机构和转向机构，所述转向机构位于所述前行走机构和后行走机构之间，所述前行走机构和后行走机构均包括机座、主电机、辅电机、蜗杆、支盘、丝杠、丝母、弹簧、滑套、挡环、导杆、摆臂组件和连杆，所述机座为设有轴向中心通孔和圆周切向通孔的圆柱形结构，所述支盘和挡环均为圆盘形结构，所述主电机与所述机座固连，所述主电机的驱动轴与所述蜗杆的第一端键连接，所述蜗杆与所述机座的轴向中心通孔转动联接，多个所述导杆在所述支盘和机座的圆周均布，所述导杆的两端分别与所述支盘和机座连接，所述导杆的中部与所述丝母和滑套滑动联接，所述滑套能滑动地套在所述丝母的中部，所述弹簧套在所述丝母上，所述弹簧的两端分别抵在所述丝母的第二端和滑套上，所述丝母的第一端与所述挡环连接，所述丝母与所述丝杠构成螺旋传动副，所述丝杠的第二端与所述支盘转动联接，所述辅电机与所述支盘固连，所述辅电机的驱动轴与所述丝杠的第二端部键连接；多个所述摆臂组件圆周均布在所述机座的圆周面上，所述摆臂组件包括臂架、蜗轮组、齿轮组和链条，所述臂架为矩形柱，所述臂架的两端和中部设有相互平行的通孔以及与通孔正交的开槽，所述臂架的第一端通孔与所述机座的圆周切向通孔用销轴转动联接，所述蜗轮组包括同轴固连的蜗轮与链轮，所述蜗轮组设在臂架的第一端的开槽内，蜗轮组的中心通孔与臂架的第一端的通孔用销轴转动联接，并保证所述蜗杆与蜗轮啮合，构成蜗杆传动；所述齿轮组包括同轴固连的齿轮与链轮，所述齿轮组设在所述臂架的第二端的开槽内，所述齿轮组的中心通孔与臂架的第二端通孔用销轴转动联接，所述蜗轮组的链轮与所述齿轮组的链轮都设在臂架同一侧与所述链条啮合构成链轮传动；所述连杆的第一端设在所述臂架中部的开槽内，所述连杆的第一端通孔与所述臂架中部的通孔用销轴转动联接，所述连杆的第二端通孔与所述滑套的圆周切向均布通孔用销轴转动联接；所述转向机构包括主弹簧、电机、支撑板、凸轮、拨杆和连接件，所述主弹簧的两端分别与所述前行走机构的机座和所述支撑板同轴固连，所述支撑板为圆盘形结构，所述支撑板设有轴向中心通孔、多个圆周均布的螺纹通孔和多个圆周均布的径向双通孔，所述支撑板的圆周均布的螺纹通孔与所述后行走机构的导杆的第二端螺纹连接，所述支撑板与所述电机固连，所述电机的驱动轴穿过所述支撑板的中心通孔与所述拨杆的第一端键连接，所述凸轮设有轴向中心通孔和偏心通孔，所述拨杆和多个所述凸轮共面设在所述支撑板与后行走机构的机座之间，所述拨杆的第二端与所述凸轮远离偏心通孔的一端接触，所述凸轮的轴向中心通孔与所述支撑板的双通孔的内侧通孔转动联接，所述连接件穿过所述凸轮的偏心通孔和所述支撑板的双通孔的外侧通孔后分别与所述前行走机构和后行走机构的机座连接。2.根据权利要求1所述的管道柔性爬行机器人，其特征在于：所述导杆、连杆、摆臂组和凸轮的数量为3个。3.根据权利要求1所述的管道柔性爬行机器人，其特征在于：所述机座还包括圆周均布的螺纹通孔，圆周均布的螺纹通孔与所述导杆的第一端螺纹连接。4.根据权利要求1所述的管道柔性爬行机器人，其特征在于：所述蜗杆的第一端部设有同轴开孔，所述主电机的驱动轴与所述同轴开孔键连接；所述支盘为圆盘形结构，所述支盘上设有轴向中心通