一种单驱双向蠕行式管道清理机器人.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CN106903120A(43)申请公布日2017.06.30(21)申请号201710328185.2(22)申请日2017.05.11(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中国矿业大学科研院(72)发明人刘送永谢奇志江红祥吴洪状程诚李伟沈刚唐玮刘后广杨建华(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人杨晓玲(51)Int.Cl.B08B9/051(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图9页(54)发明名称一种单驱双向蠕行式管道清理机器人(57)摘要本发明公开了一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，包括前机体组件、传动组件和后机体组件；其中，所述传动组件由一个动力驱动，且通过连杆机构、齿轮机构和等休凸轮机构的传动作用，实现前机体组件和后机体组件沿径向的交替收缩与支撑，以及前机体组件和后机体组件之间的轴向伸缩，同时实现清淤刀盘的同步旋转，从而实现机器人沿管道正反双向的蠕动式行走以及管道清理作业。本发明稳定可靠，紧凑实用，实现了在管径变化较大的管道内的单驱双向蠕动行走和管道清理，有效提高了管道机器人的越障性和对管径变化的适应性，提高了管道机器人的续航能力，对管径变化较大的水平管道清理具有实际工程意义。CN106903120ACN106903120A权利要求书1/3页1.一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，其特征在于，包括前机体组件(1)、传动组件(2)和后机体组件(3)；其中，所述传动组件(2)由一个动力驱动，且通过连杆机构、齿轮机构和等休凸轮机构的传动作用，实现前机体组件(1)和后机体组件(3)沿径向的交替收缩与支撑，以及前机体组件(1)和后机体组件(3)之间的轴向伸缩，同时实现清淤刀盘(1-2)的同步旋转，从而实现机器人沿水平管道正反双向的蠕动式行走以及管道清理作业。2.根据权利要求1所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，其特征在于，所述前机体组件(1)包括前机壳(1-1)、清淤刀盘(1-2)、前机架(1-3)、上下两侧的前弹性伸缩臂(1-4)以及左右两侧的前弹性支撑轮(1-5)；其中，所述前机壳(1-1)套装在前机架(1-3)外，且与前机架(1-3)固接；清淤刀盘(1-2)设置于前机架(1-3)前侧，其包括轮盘(1-2-3)、沿轮盘(1-2-3)周向均布的刀杆(1-2-2)以及与刀杆(1-2-2)固接的清淤刀片(1-2-1)；所述前弹性伸缩臂(1-4)包括弹性橡胶垫(1-4-1)、滑动杆(1-4-2)、第一压簧(1-4-3)、弹簧限位片(1-4-4)以及滚子(1-4-5)，且弹性橡胶垫(1-4-1)设置于滑动杆(1-4-2)的顶端；所述第一压簧(1-4-3)套装在滑动杆(1-4-2)上，并通过滑动杆(1-4-2)底部的弹簧限位片(1-4-4)实现第一压簧(1-4-3)的下限位；滑动杆(1-4-2)一侧外壁处设置有连通底部的凹槽(1-4-6)，所述滚子(1-4-5)通过支撑杆(1-4-7)安装于凹槽(1-4-6)底部，并通过支撑杆(1-4-7)沿凹槽(1-4-6)的滑动固定实现滚子(1-4-5)与滑动杆(1-4-2)间距的调整；所述前弹性伸缩臂(1-4)的底部穿过前机壳(1-1)，并通过前机壳(1-1)实现滑动杆(1-4-2)上第一压簧(1-4-3)的上限位；所述前弹性支撑轮(1-5)包括伸缩轴(1-5-2)、套设于伸缩轴(1-5-2)外的伸缩套(1-5-3)及设置于伸缩轴(1-5-2)顶端的轮子(1-5-1)，且伸缩套(1-5-3)内设置有与伸缩轴(1-5-2)底部相连的第二压簧，通过第二压簧实现伸缩轴(1-5-2)与伸缩套(1-5-3)的伸缩运动；所述前弹性支撑轮(1-5)通过伸缩套(1-5-3)设置于前机壳(1-1)的左右两侧。3.根据权利要求2所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，其特征在于，所述后机体组件(3)包括后机壳(3-1)、后机架(3-2)、上下两侧的后弹性伸缩臂(3-3)以及左右两侧的后弹性支撑轮(3-4)；其中，所述后机壳(3-1)套装在后机架(3-2)外，且与后机架(3-2)固接；所述后弹性伸缩臂(3-3)及后弹性支撑轮(3-4)的结构分别与前机体组件(1)中的前弹性伸缩臂(1-4)、前弹性支撑轮(1-5)相同。4.根据权利要求3所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，其特征在于，所述传动组件(2)包括旋转电机(2-6)、刀盘驱动组件、前驱组件、后驱组件及中驱组件；其中，所述旋转电机(2-6)设置于后机架(3-2)前侧，其穿过后机架(3-2)前侧板的输出轴上套设有第一直齿轮(2-7)，且第一直齿轮(2-7)与后机架(3-2)前侧板的后侧相贴合；所述中驱组件包括连接前机架(1