一种蠕动式管道行走机器人.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CN106364588A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610944706.2(22)申请日2016.10.26(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人史冬岩任宏喜滕晓艳赵贺桃徐阳王鸿超(51)Int.Cl.B62D57/032(2006.01)F16L55/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种蠕动式管道行走机器人(57)摘要本发明提供一种蠕动式管道行走机器人，包括前机体、后机体、中间机体、第一传动轴、第二传动轴、套筒、传动齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、曲柄滑杆机构、支撑轮机构、电机等组成部分，电机轴与第一传动轴相连，将动力传输到第一传动轴上，第一传动轴与第二传动轴通过套筒半分对接，实现整个机构的动力传输；通过齿轮传动控制凸轮的旋转，再通过凸轮与弹簧配合，可实现在半周期支撑足伸出并锁定，在另一半周期支撑足缩回；第一传动轴通过蜗杆带动涡轮旋转，涡轮与大齿轮固连，小齿轮、连接盘、连杆与滑杆构成曲柄滑杆机构，滑杆的另一端与后机体固连，可实现后机体的往复运动。本发明可实现机器人在管道中的前进运动。反之可实现机器人周期性的后退运动。CN106364588ACN106364588A权利要求书1/1页1.一种蠕动式管道行走机器人，其特征在于：包括前机体、后机体、位于前机体和后机体之间的中间机体、依次穿过前机体和中间机体以及后机体的传动轴、传动齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、曲柄滑杆机构、支撑轮机构、电机，所述传动轴包括第一传动轴、第二传动轴且第一传动轴、第二传动轴通过套筒半分对接，电机的输出端与第一传动轴的一端连接，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在第一传动轴上的蜗杆和同时与蜗杆啮合的四个蜗轮，四个蜗轮分别安装在中间机体上且对称设置在蜗杆的四周，所述传动齿轮机构包括分别与四个蜗轮同轴安装的四个大齿轮C、分别与大齿轮C啮合的四个小齿轮D，四个小齿轮D也分别安装在中间机体上，所述曲柄滑杆机构包括分别与四个小齿轮D同轴安装的四个连接盘、四个连杆和四个滑杆，每个连杆的一端铰接在对应的连接盘上、另一端与对应的滑杆的一端铰接，滑杆的另一端穿过中间机体上设置的滑杆导轨后与后机体固连，支撑轮机构有四个且分别设置在中间机体的上下左右四个面上，所述前机体与后机体结构相同，在传动轴的两个端部分别安装有大齿轮A，前机体和后机体上分别安装有四个小齿轮B，且大齿轮A同时与四个小齿轮B啮合，每个小齿轮的齿轮轴上还安装有一凸轮，前机体和后机体上还分别设置有四个带有弹簧的支撑足，且每个支撑足的平底的一端与对应的凸轮相切、另一端设置有聚氨酯垫。2.根据权利要求1所述的一种蠕动式管道行走机器人，其特征在于：支撑轮机构包括支撑轮主体、通过转轴与支撑轮主体端部铰接的轮、设置在轮与支撑轮主体之间的弹簧。2CN106364588A说明书1/4页一种蠕动式管道行走机器人技术领域[0001]本发明涉及一种蠕动式管道行走机器人，特别是能够实现管道内运行的管道机器行走装置。背景技术[0002]管道作为现今重要的运输工具之一，在石油、天然气、化工原料及市政给排水工程等各个方面发挥着重要的作用。在线运行管道随着使用时间的增长，会出现各种问题如腐蚀、裂缝、淤积等，对管道的正常使用会产生严重的影响。为了提高管道的使用效率和延长管道的寿命，需要经常对在线运行管道进行定期的检测或其它作业。[0003]检测装置自身没用动力，现有的技术中，最常用的是通过机器人进入到管道内部，运用各种无损检测方法对管道进行检测。管道机器人作为一种管道内移动的智能载体，通常可携带有各种检测设备或作业工具，近年来，随着研究的不断深入，管道机器人领域进入崭新的阶段。管道机械人主要应用在石油、化工、天然气及核工业等领域中，以完成检测探伤、清理和维护管道的工作。现有的管道机器人有轮式、履带式、蠕动式、螺旋式等等。[0004]在进行作业过程中，机器人运行会遇到很多障碍。一般蠕动式管道机器人中间蠕动部分采用丝杠结构，在一个周期中需电机正反转交替使得运动缓慢，并且运动过程中振动大，如专利号CN202708464U所述，该专利需要在一个周期内电机正反转交替，机构由电机驱动丝杠正反转，使前后两组撑壁交替支撑在管壁导致机器人蠕动前行，该机构运动缓慢行程小，运行中振动大，并且需要较复杂的控制系统，机构的频繁换向导致精度降低。为保证机器人管内的正常运行，需要提供一种易于驱动、柔性化、移动平稳、运行速度快、行程较远的管道内行走装置。管道内部运行装置的研究在实际应用中具有重要的价值和意义。发明内容[0005]本发明的目的是为了提供一种蠕动式管道行走机器人