四驱动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CN107191736A(43)申请公布日2017.09.22(21)申请号201710388131.5(22)申请日2017.05.27(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人路懿叶妮佳王永力(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.F16L55/28(2006.01)B08B9/049(2006.01)F16L55/32(2006.01)F16L101/10(2006.01)F16L101/12(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称四驱动管道柔性爬行机器人(57)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。CN107191736ACN107191736A权利要求书1/2页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和三个小圆周均布通孔，第一机座大圆周均布设有相切圆周的三对平行孔；第一丝杠套设有相互同心的小通孔、小圆柱、大外圆柱螺纹和中心开孔；第一丝母板设有与第一机座对应的中心螺纹通孔和三个小圆周均布通孔，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和三个小圆周均布通孔；丝母套上设有与第一机座对应的中心螺纹通孔和三个小圆周均布通孔；丝杠轴设有相互同心的圆柱、圆柱外螺纹、圆柱端开孔；第一主电机设在第一丝杠套中心开孔内，并与小支撑板固接，丝杠轴的圆柱与小支撑板中心通孔转动联接，第一主电机驱动轴与丝杠轴的圆柱端开孔同轴键连接，丝杠轴的圆柱外螺纹与丝母套螺纹联接；第一丝杠套的小圆柱与第一机座中心通孔转动联接，第一丝杠套的大外圆柱螺纹与第一丝母板螺纹联接；三个第一导柱一端和中部分别与第一机座和小支撑板的三个小圆周均布通孔固连，另一端与丝母套的三个小圆周均布通孔滑动联接；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和三个小圆周均布通孔，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、三个大、小圆周均布通孔；所述摆杆设有相互平行的中心通孔和偏心通孔；第二丝杠套设有相互同心的小通孔、小圆柱、大外圆柱螺纹和中心开孔；第二丝母板设有与第二机座对应的中心螺纹通孔和三个小圆周均布通孔，第二丝母板大圆周均布设有三个相切圆周的孔；第二丝母板设有与第二机座对应的中心螺纹通孔和三个小圆周均布通孔，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大径开孔内，第二辅助电机与第二机座中心通孔固连，第二辅助电机驱动轴与第二丝杠套的小径通孔键连接；第二导柱一端和中部与大支撑板和第二机座的小圆周通孔固连，第二导柱另一端与第二丝母板的小圆周通孔滑动联接；第二主电机与大支撑板固连，第二主电机轴穿过大支撑板中心通孔与凸