一種管道清污多足機(jī)器人及工作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種管道清污多足機(jī)器人及工作方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]近年來，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動了機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人的種類不斷增加，除了主要用于工業(yè)制造的機(jī)器人外，還出現(xiàn)了用于軍事探測、抗災(zāi)救援等方面的越障式機(jī)器人。針對機(jī)器人的發(fā)展，研究一種適應(yīng)管道中復(fù)雜狀況、行駛平穩(wěn)并能清理管道污物的機(jī)器人已成為科研人員的研究重點。根據(jù)運動方式的不同，目前的管道機(jī)器人分為輪式機(jī)器人、履帶式機(jī)器人和蛇形機(jī)器人。
[0003]我國對管道機(jī)器人的研制工作起步較晚，已見報道的管道機(jī)器人多為國外進(jìn)口，然而近年來，管道機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會意義逐漸被更多的人們所認(rèn)識，也有一些科研機(jī)構(gòu)和單位進(jìn)行研制，并在機(jī)構(gòu)建模、動力學(xué)分析和試驗樣機(jī)等方面取得了一定成果?？偟膩碚f，我國的管道機(jī)器人的技術(shù)不是很成熟，還有很大的發(fā)展空間。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種管道清污多足機(jī)器人及工作方法，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具有一定的越障能力。
[0005]為了達(dá)到上述目的，一種管道清污多足機(jī)器人，包括三個獨立的機(jī)器人，相鄰的機(jī)器人通過連接件鉸接在一起，首端機(jī)器人包括第一底盤，第一底盤前端設(shè)置有通過模塊化電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)清理部件，底盤上設(shè)置有監(jiān)控用盒子;第二機(jī)器人包括第二底盤，第二底盤上設(shè)置有與監(jiān)控用盒子連接的拉升機(jī)構(gòu);末端機(jī)器人包括第三底盤，第一底盤、第二底盤和第三底盤的兩側(cè)均設(shè)置有通過模塊化電機(jī)驅(qū)動的輪子。
[0006]所述輪子為具有輪緣凸起部和輪緣內(nèi)凹部的8字型輪子。
[0007]所述輪緣凸起部的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部的角度為60°。
[0008]所述模塊化電機(jī)包括具有電機(jī)安裝板的殼體，電機(jī)安裝板上設(shè)置有碼盤安裝座，碼盤安裝座上設(shè)置有碼盤，電機(jī)置于殼體內(nèi)，電機(jī)的輸出軸從碼盤中心伸出，電機(jī)安裝板上設(shè)置有光電感應(yīng)塊，殼體上設(shè)置有六針插孔。
[0009]所述殼體上開設(shè)有若干散熱孔。
[0010]所述拉升機(jī)構(gòu)包括通過模塊化電機(jī)驅(qū)動的帶輪，帶輪驅(qū)動平帶，平帶的一端固定在帶輪上，另一端固定在監(jiān)控用盒子上。
[0011 ]所述連接件的一端通過垂直轉(zhuǎn)銷固定在一個底盤上，另一端鉸接在水平轉(zhuǎn)銷上，水平轉(zhuǎn)銷固定在另一個底盤上的水平轉(zhuǎn)銷安裝盤上。
[0012]—種管道清污多足機(jī)器人的工作方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一，將三個獨立的機(jī)器人順次通過連接件連接在一起；
[0014]步驟二，將第二機(jī)器人的拉升機(jī)構(gòu)與首端機(jī)器人的監(jiān)控用盒子連接在一起；
[0015]步驟三，啟動清理部件旋轉(zhuǎn)，并控制輪子轉(zhuǎn)動，使所有機(jī)器人前進(jìn)；
[0016]步驟四，當(dāng)遇到障礙時，控制拉升機(jī)構(gòu)，使首端機(jī)器人向上或向下運到，從而越過障礙。
[0017]所述步驟三中，由于輪子為具有輪緣凸起部和輪緣內(nèi)凹部的8字型輪子，輪緣凸起部的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部的角度為60°，將相鄰機(jī)器人的斜向輪子設(shè)置為一組，所有輪子分為兩組，兩組輪子相位角相差60°。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過模塊化電機(jī)驅(qū)動輪子轉(zhuǎn)動，帶動機(jī)器人前進(jìn)，模塊化電機(jī)驅(qū)動清理部件轉(zhuǎn)動，達(dá)到清理的目的，當(dāng)障礙物尺寸比較大而超過了輪子的越障能力時，拉升機(jī)構(gòu)能夠使首端機(jī)器人向上或向下運動，從而越過障礙，越障能力顯著提高，相連的底盤之間連接件鉸接在一起，機(jī)器人能夠很靈活的轉(zhuǎn)向，使得其在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管道中的生存能力顯著提高，本發(fā)明采用模塊化電機(jī)，使得電機(jī)更換更為方便，旋轉(zhuǎn)清理部件可以根據(jù)需要進(jìn)行更換，這使得其清理障礙物更加徹底。
[0019]進(jìn)一步的，本發(fā)明的輪子為具有輪緣凸起部和輪緣內(nèi)凹部的8字型輪子，使得機(jī)器人在遇到障礙物時，輪子由于有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，可以借力于障礙物并攀爬越過障礙物，從而實現(xiàn)越障的功能。
[0020]進(jìn)一步的，本發(fā)明的模塊化電機(jī)加裝了碼盤和光電感應(yīng)塊等監(jiān)測反饋裝置，能夠?qū)崟r的監(jiān)測和調(diào)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得機(jī)器人行走更加平穩(wěn)。
【【附圖說明】】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明模塊化電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明拉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明8字型輪子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施方式】】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0026]參見圖1至圖4，一種管道清污多足機(jī)器人，包括三個獨立的機(jī)器人，相鄰的機(jī)器人通過連接件8鉸接在一起，首端機(jī)器人包括第一底盤13，第一底盤13前端設(shè)置有通過模塊化電機(jī)3帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)清理部件，底盤13上設(shè)置有監(jiān)控用盒子14;第二機(jī)器人包括第二底盤10，第二底盤10上設(shè)置有與監(jiān)控用盒子14連接的拉升機(jī)構(gòu);末端機(jī)器人包括第三底盤5，第一底盤13、第二底盤10和第三底盤5的兩側(cè)均設(shè)置有通過模塊化電機(jī)3驅(qū)動的輪子2，連接件8的一端通過垂直轉(zhuǎn)銷4固定在一個底盤上，另一端鉸接在水平轉(zhuǎn)銷1上，水平轉(zhuǎn)銷1固定在另一個底盤上的水平轉(zhuǎn)銷安裝盤7上。
[0027]輪子2為具有輪緣凸起部22和輪緣內(nèi)凹部23的8字型輪子，輪緣凸起部22的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部23的角度為60°。
[0028]模塊化電機(jī)3包括具有電機(jī)安裝板18的殼體20，電機(jī)安裝板18上設(shè)置有碼盤安裝座12，碼盤安裝座12上設(shè)置有碼盤16，電機(jī)9置于殼體20內(nèi)，電機(jī)9的輸出軸從碼盤16中心伸出，電機(jī)安裝板18上設(shè)置有光電感應(yīng)塊6，殼體20上設(shè)置有六針插孔21，殼體20上開設(shè)有若干散熱孔。
[0029]拉升機(jī)構(gòu)包括通過模塊化電機(jī)3驅(qū)動的帶輪11，帶輪11驅(qū)動平帶17，平帶的一端固定在帶輪11上，另一端固定在監(jiān)控用盒子14上。
[0030]—種管道清污多足機(jī)器人的工作方法，包括以下步驟:
[0031 ]步驟一，將三個獨立的機(jī)器人順次通過連接件8連接在一起；
[0032]步驟二，將第二機(jī)器人的拉升機(jī)構(gòu)與首端機(jī)器人的監(jiān)控用盒子連接在一起；
[0033]步驟三，啟動清理部件旋轉(zhuǎn)，并控制輪子2轉(zhuǎn)動，使所有機(jī)器人前進(jìn)；
[0034]步驟四，當(dāng)遇到障礙時，控制拉升機(jī)構(gòu)，使首端機(jī)器人向上或向下運到，從而越過障礙。
[0035]步驟三中，由于輪子2為具有輪緣凸起部22和輪緣內(nèi)凹部23的8字型輪子，輪緣凸起部22的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部23的角度為60°，將相鄰機(jī)器人的斜向輪子2設(shè)置為一組，所有輪子分為兩組，兩組輪子相位角相差60°。
[0036]輪子2與機(jī)器人主體的連接方式是通過緊定螺釘與模塊化電機(jī)3的輸出軸連接;模塊化電機(jī)3與各底盤通過螺釘連接;監(jiān)控用盒子14通過沉頭螺釘與底盤上的四根柱子連接；旋轉(zhuǎn)清理部件12通過緊定螺釘與模塊化電機(jī)3的輸出軸連接。
[0037]碼盤16通過螺釘與碼盤安裝座12連接，碼盤安裝座12通過緊定螺釘固定在電機(jī)軸上，光電感應(yīng)塊6通過螺釘固定在外殼上，其輸入、輸出線纜從孔中經(jīng)過，電機(jī)各外殼通過卡槽并用螺釘連接在一起。
[0038]帶輪11通過緊定螺釘與模塊化電機(jī)3的輸出軸緊固在一起;平帶17—端通過螺釘固定在帶輪11上，另一端固定在監(jiān)控用盒子14的一個面上。
【主權(quán)項】
1.一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，包括三個獨立的機(jī)器人，相鄰的機(jī)器人通過連接件(8)鉸接在一起，首端機(jī)器人包括第一底盤(13)，第一底盤(13)前端設(shè)置有通過模塊化電機(jī)(3)帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)清理部件，底盤(13)上設(shè)置有監(jiān)控用盒子(14);第二機(jī)器人包括第二底盤(10)，第二底盤(10)上設(shè)置有與監(jiān)控用盒子(14)連接的拉升機(jī)構(gòu);末端機(jī)器人包括第三底盤(5)，第一底盤(13)、第二底盤(10)和第三底盤(5)的兩側(cè)均設(shè)置有通過模塊化電機(jī)(3)驅(qū)動的輪子(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述輪子(2)為具有輪緣凸起部(22)和輪緣內(nèi)凹部(23)的8字型輪子。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述輪緣凸起部(22)的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部(23)的角度為60°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述模塊化電機(jī)(3)包括具有電機(jī)安裝板(18)的殼體(20)，電機(jī)安裝板(18)上設(shè)置有碼盤安裝座(12)，碼盤安裝座(12)上設(shè)置有碼盤(16)，電機(jī)(9)置于殼體(20)內(nèi)，電機(jī)(9)的輸出軸從碼盤(16)中心伸出，電機(jī)安裝板(18)上設(shè)置有光電感應(yīng)塊(6)，殼體(20)上設(shè)置有六針插孔(21)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述殼體(20)上開設(shè)有若干散熱孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述拉升機(jī)構(gòu)包括通過模塊化電機(jī)(3)驅(qū)動的帶輪(11)，帶輪(11)驅(qū)動平帶(17)，平帶的一端固定在帶輪(11)上，另一端固定在監(jiān)控用盒子(14)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道清污多足機(jī)器人，其特征在于，所述連接件(8)的一端通過垂直轉(zhuǎn)銷(4)固定在一個底盤上，另一端鉸接在水平轉(zhuǎn)銷(1)上，水平轉(zhuǎn)銷(1)固定在另一個底盤上的水平轉(zhuǎn)銷安裝盤(7)上。8.權(quán)利要求1所述的一種管道清污多足機(jī)器人的工作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將三個獨立的機(jī)器人順次通過連接件(8)連接在一起； 步驟二，將第二機(jī)器人的拉升機(jī)構(gòu)與首端機(jī)器人的監(jiān)控用盒子連接在一起； 步驟三，啟動清理部件旋轉(zhuǎn)，并控制輪子(2)轉(zhuǎn)動，使所有機(jī)器人前進(jìn)； 步驟四，當(dāng)遇到障礙時，控制拉升機(jī)構(gòu)，使首端機(jī)器人向上或向下運到，從而越過障礙。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種管道清污多足機(jī)器人的工作方法，其特征在于，所述步驟三中，由于輪子(2)為具有輪緣凸起部(22)和輪緣內(nèi)凹部(23)的8字型輪子，輪緣凸起部(22)的角度為120°，輪緣內(nèi)凹部(23)的角度為60°，將相鄰機(jī)器人的斜向輪子(2)設(shè)置為一組，所有輪子分為兩組，兩組輪子相位角相差60°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道清污多足機(jī)器人及工作方法，通過模塊化電機(jī)驅(qū)動輪子轉(zhuǎn)動，帶動機(jī)器人前進(jìn)，模塊化電機(jī)驅(qū)動清理部件轉(zhuǎn)動，達(dá)到清理的目的，當(dāng)障礙物尺寸比較大而超過了輪子的越障能力時，拉升機(jī)構(gòu)能夠使首端機(jī)器人向上或向下運動，從而越過障礙，越障能力顯著提高，相連的底盤之間連接件鉸接在一起，機(jī)器人能夠很靈活的轉(zhuǎn)向，使得其在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管道中的生存能力顯著提高，本發(fā)明采用模塊化電機(jī)，使得電機(jī)更換更為方便，旋轉(zhuǎn)清理部件可以根據(jù)需要進(jìn)行更換，這使得其清理障礙物更加徹底。
【IPC分類】B25J11/00, B25J9/00
【公開號】CN105437243
【申請?zhí)枴緾N201510953455
【發(fā)明人】王國慶, 陳威振, 翟佳星, 李兆路, 李哲
【申請人】長安大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月17日