一种自适应管径的管道机器人.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CN106439387A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201611151477.5(22)申请日2016.12.07(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市江干区下沙高教园学源街258号中国计量大学(72)发明人杨彩霞黎建军(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L101/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种自适应管径的管道机器人(57)摘要本发明公开了一种自适应管径的管道机器人。包括：壳体，控制部分，伸缩杆，行进机构；所述壳体设在中心位置，内壁与支撑板嵌入配合，支撑板上安装控制部分；所述控制部分，包括控制盒、伺服电机、减速器、陀螺仪和加速度计。所述伸缩杆包括齿轮传动和螺纹传动，实现长度调节；所述行进机构包括行进轮、锥齿轮、固定套，固定套保证相互啮合的一对齿轮能够保持啮合稳定，在伸缩杆随着管径变化而变化的情况下，相互啮合的齿轮不分离，不影响传动。本发明自适应管径的管道机器人，该装置用于不同管径的管道，能够携带检测装置进行位置坐标采集，在采集信息过程中，保证检测装置一直处于管道轴心线误差允许范围内。CN106439387ACN106439387A权利要求书1/1页1.一种自适应管径的管道机器人，其特征在于：包括壳体，控制部分，伸缩杆，行进机构；壳体为整个装置起到支撑固定的作用，控制部分保证整个装置实现所需的功能，伸缩杆在整个装置中起到调距作用，行进机构由伺服电机提供动力，所述壳体设在整个装置的中心位置，壳体内壁嵌入支撑板，在支撑板上连接控制部分；所述控制部分，包括控制盒、伺服电机、减速器、陀螺仪和加速度计，控制盒内包含控制电路，陀螺仪和加速度计用来判断爬坡角度；所述伸缩杆包括齿轮传动和螺纹传动，实现距离调节；所述行进机构包括12个行进轮、锥齿轮、固定套，固定套保证相互啮合的一对齿轮能够保持啮合稳定，在伸缩杆随着管径变化而变化的情况下，相互啮合的齿轮不分离，不影响传动；所述的行进轮12个分两组，即前、后行进轮组，每组6个按照相隔120度再分成三组，每组两个轮子通过轴对称安置在锥齿轮的两侧；与该锥齿轮相啮合的另一个锥齿轮与伸缩杆连接，伸缩杆的另一端与另一对锥齿轮的其中一个锥齿轮连接，与之啮合的锥齿轮通过控制部分的减速器与伺服电机相连，如此，均匀分布于三个方向。2.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：还包括用于检测管道三维坐标的检测装置。3.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：所述伸缩杆结构包括：直齿轮，齿轮轴，带内螺纹的齿轮套，不带内螺纹的齿轮套，带外螺纹的圆柱薄壁结构，螺距与带内螺纹的齿轮套相对应。4.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：所述行进轮为橡胶轮，轮毂材质选用质量较轻的铝合金材质。5.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：所述连接于伺服电机和锥齿轮之间的减速器为行星减速器或直齿轮减速器。6.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：所述位于一对轮子中间的锥齿轮，其大端直径必须小于轮胎直径；与该锥齿轮啮合的锥齿轮大端直径必须小于对称分布于该锥齿轮两侧的行进轮之间的距离。7.如权利要求1所述的自适应管径的管道机器人，其特征在于：所述伸缩杆除调距外亦作传动轴用。8.如权利要求1所述的行进轮与轴之间安装压力传感器。2CN106439387A说明书1/3页一种自适应管径的管道机器人技术领域[0001]本发明涉及机器人领域。具体是一种自适应管道管径的管道机器人。背景技术[0002]随着现代化和城市化的步伐加快，管道作为一种重要的物料输送方式被广泛应用，由于城市地下管道空间状况非常复杂，在这种地区施工的风险和难度越来越大，由于施工过程不明确地下管道分布而造成的安全事故屡见不鲜，因此，明确地下管道的分布情况尤为重要。鉴于管道内部工作空间的局限性，人力工作强度大，故需要管道机器人携带检测装置在管道内行走，由检测装置采集并记录管道分布三维坐标信息，从而了解地下管道的分布状况。[0003]现有管道机器人主要有流动式、轮式、履带式、蠕动式、行走式、蛇形等，或沿壁行走，或在管道底部行走，或不能变径，对于搭载检测装置并使之处于管道轴心线误差允许范围内位置的管道机器人，还没有相关产品。发明内容[0004]本发明旨在提供一种自适应管径的管道机器人，该管道机器人既可以变径，又可以保证所携带的检测装置处于误差允许范围内的管道轴心线位置。[0005]一种自适应管径的管道机器人，包括壳体，控制部分，伸缩杆，行进机构。壳体为整个装置起到支撑固定的作用，控制部分保证整个装置实现所需的功能，伸缩杆在整个装置中起到调距