專利名稱：管道機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種管道機(jī)器人。
背景技術(shù)：
微型管道機(jī)器人主要用于人體血管或工業(yè)上一些不便于人工作業(yè)的細(xì)小管道內(nèi)。 目前所采用的微型管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)形式所產(chǎn)生的推進(jìn)速度非常有限，推進(jìn)效果不佳，且換向結(jié)構(gòu)占據(jù)空間大，不利于機(jī)器人的微型化。因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的問題，本發(fā)明提供了一種具有換向功能且微型化的管道機(jī)器人。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明管道機(jī)器人可采用如下技術(shù)方案一種管道機(jī)器人，包括機(jī)身、位于機(jī)身前端的前推進(jìn)器、位于機(jī)身后端的后推進(jìn)器、位于機(jī)身內(nèi)并連接前推進(jìn)器以提供前推進(jìn)器動(dòng)力的前電機(jī)、位于機(jī)身內(nèi)并連接后推進(jìn)器以提供后推進(jìn)器動(dòng)力的后電機(jī)，該管道機(jī)器人還包括安裝于機(jī)身上并在第一位置及第二位置之間移動(dòng)的換向板，當(dāng)所述換向板位于第一位置時(shí)，換向板的兩端均位于機(jī)身的長度范圍之內(nèi)；當(dāng)所述換向板位于第二位置時(shí)，該換向板向后延伸出機(jī)身的長度范圍并遮擋于后推進(jìn)器的一側(cè)。本發(fā)明所述的管道機(jī)器人，設(shè)置有安裝于機(jī)身上并在第一位置及第二位置之間移動(dòng)的換向板，當(dāng)所述換向板位于第一位置時(shí)，換向板的兩端均位于機(jī)身的長度范圍之內(nèi)，此時(shí)前、后推進(jìn)器產(chǎn)生同方向的推力可使管道機(jī)器人呈直線運(yùn)動(dòng)的前進(jìn)或后退；當(dāng)所述換向板位于第二位置時(shí)，該換向板向后延伸出機(jī)身的長度范圍并遮擋于后推進(jìn)器的一側(cè)，擋了后推進(jìn)器一側(cè)的流體補(bǔ)給，從而導(dǎo)致該側(cè)推力不足，產(chǎn)生換向扭矩，使機(jī)身前部朝換向板伸出的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到換向的目的。且該管道機(jī)器人通過換向板進(jìn)行換向，結(jié)構(gòu)簡單，使得本管道機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)微型化。


圖1是本發(fā)明管道機(jī)器人的立體圖，并展示了換向板位于第一位置時(shí)的狀態(tài)。圖2是本發(fā)明管道機(jī)器人的立體圖，并展示了換向板位于第二位置時(shí)的狀態(tài)。圖3是本發(fā)明管道機(jī)器人的立體分解圖。圖4是本發(fā)明管道機(jī)器人中換向電機(jī)、蝸桿以及換向板之間的配合示意圖。圖5是本發(fā)明管道機(jī)器人中機(jī)身上收容槽的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式
僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。請(qǐng)參閱圖1及圖3所示，本發(fā)明公開了一種管道機(jī)器人100，包括機(jī)身20、位于機(jī)身20前端的前推進(jìn)器31、位于機(jī)身20后端的后推進(jìn)器32、位于機(jī)身20內(nèi)并連接前推進(jìn)器 31以提供前推進(jìn)器31動(dòng)力的前電機(jī)41、位于機(jī)身20內(nèi)并連接后推進(jìn)器32以提供后推進(jìn)器32動(dòng)力的后電機(jī)42、安裝于機(jī)身20上的換向板50、位于機(jī)身20內(nèi)的換向電機(jī)43及與換向電機(jī)43連接的蝸桿44。所述管道機(jī)器人100還設(shè)有位于機(jī)身20內(nèi)的前隔板61、后隔板62及中隔板63，所述前隔板61設(shè)有用以固定前電機(jī)41的固定孔611，后隔板62設(shè)有用以固定后電機(jī)42的固定孔621，中隔板63具有固定換向電機(jī)43的固定孔631。所述機(jī)身 20包括管狀的主體部21及套設(shè)于主體部21兩端的前頭部22及后頭部23。所述前電機(jī)41 位于前頭部22內(nèi)，后電機(jī)42位于后頭部23內(nèi)。所述管道機(jī)器人100還設(shè)有套設(shè)于機(jī)身20 外的防護(hù)裝置70，該防護(hù)裝置70設(shè)有若干環(huán)繞前、后推進(jìn)器31、32外側(cè)的的防護(hù)環(huán)71及套設(shè)于機(jī)身20上的固定環(huán)72。防護(hù)環(huán)71環(huán)繞于前、后推進(jìn)器31、32外側(cè)以避免前、后推進(jìn)器31、32高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傷及周邊環(huán)境；固定環(huán)72通過過盈配合固定在機(jī)身20上以將該防護(hù)裝置70與機(jī)身固定。在本實(shí)施方式中，所述管道機(jī)器人100還設(shè)有陀螺儀(未圖示)作為位姿檢測裝置用以檢測管道機(jī)器人100的位姿。請(qǐng)參閱圖3及圖4所示，所述換向板50設(shè)有與所述蝸桿44配合的若干切槽51，所述切槽51沿?fù)Q向板50的延伸方向延伸。所述主體部21面對(duì)換向板50的一側(cè)設(shè)有供蝸桿 44部分伸出的開槽211以使蝸桿44能夠伸出與切槽51形成配合。請(qǐng)參閱圖3及圖5所示，所述換向板50的橫截面為圓弧狀，所述機(jī)身20設(shè)有用以收容換向板50且橫截面同樣為圓弧狀的收容槽M，所述收容槽M的兩側(cè)設(shè)有楔形槽M1， 而換向板50的兩側(cè)設(shè)有與所述楔形槽241配合的楔形側(cè)緣52。該楔形側(cè)緣52插入楔形槽 241中使換向板50可沿該楔形槽241滑動(dòng)，且可保證機(jī)身20與換向板之間的緊密貼合。請(qǐng)參閱圖1及圖2并結(jié)合圖4所示，在所述蝸桿44與切槽51的配合下，蝸桿44 的轉(zhuǎn)動(dòng)可使換向板50在第一位置及第二位置之間移動(dòng)。如圖1所示，為換向板50位于第一位置時(shí)，換向板50的兩端均位于機(jī)身20的長度范圍之內(nèi)。此時(shí)所述前、后推進(jìn)器31、32 的四周均無任何阻擋，前、后推進(jìn)器31、32產(chǎn)生同方向的推力可使管道機(jī)器人100呈直線運(yùn)動(dòng)的前進(jìn)或后退。當(dāng)蝸桿44的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)換向板50向機(jī)身20后移動(dòng)而位于第二位置時(shí)，該換向板50向后延伸出機(jī)身20的長度范圍并遮擋于后推進(jìn)器32的一側(cè)。此時(shí)換向板50擋了后推進(jìn)器32 —側(cè)的流體補(bǔ)給，從而導(dǎo)致該側(cè)推力不足，產(chǎn)生換向扭矩，使機(jī)身20前部朝換向板伸出的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到換向的目的。所述的前、后推進(jìn)器31、32均具有螺旋狀尾部， 該螺旋狀尾部為柔性尾部或者固定螺旋狀尾部。若該尾部為柔性尾部，則轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在流體介質(zhì)作用下自動(dòng)形成螺旋狀尾部，螺旋形狀由尾部形狀、材料柔度、旋轉(zhuǎn)速度及環(huán)境介質(zhì)特性決定；若尾部為固定螺旋狀尾部，其螺旋形狀由加工形成，不受介質(zhì)影響。在本實(shí)施方式中， 該螺旋狀尾部選用固定螺旋狀尾部。其中換向包括靜止換向以及運(yùn)動(dòng)換向靜止換向當(dāng)前、后推進(jìn)器31、32產(chǎn)生的推力方向相反、大小相等，該管道機(jī)器人 100無平移運(yùn)動(dòng)，但機(jī)身20因?yàn)閮赏七M(jìn)器產(chǎn)生的同向的扭矩的作用而作相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)可通過陀螺儀對(duì)機(jī)身20位姿的檢測，使換向板50轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)方向一側(cè)。到達(dá)目標(biāo)姿態(tài)后，換向板50伸出，同時(shí)使前、后推進(jìn)器31、32推動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)或后退，從而完成轉(zhuǎn)向。運(yùn)動(dòng)換向當(dāng)前、后推進(jìn)器31、32轉(zhuǎn)速不一致時(shí)，其對(duì)機(jī)身20產(chǎn)生的扭矩不一致， 從而導(dǎo)致機(jī)身20旋轉(zhuǎn)，當(dāng)換向板50旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)側(cè)時(shí)伸出，從而達(dá)到換向的目的。本發(fā)明管道機(jī)器人100設(shè)置前、后推進(jìn)器31、32產(chǎn)生動(dòng)力而使管道機(jī)器人100移動(dòng)，同時(shí)設(shè)置通過換向板50的伸縮進(jìn)行換向作業(yè)。該種管道機(jī)器人100的結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 能夠?qū)崿F(xiàn)微型化。
權(quán)利要求
1.一種管道機(jī)器人，包括機(jī)身、位于機(jī)身前端的前推進(jìn)器、位于機(jī)身后端的后推進(jìn)器、 位于機(jī)身內(nèi)并連接前推進(jìn)器以提供前推進(jìn)器動(dòng)力的前電機(jī)、位于機(jī)身內(nèi)并連接后推進(jìn)器以提供后推進(jìn)器動(dòng)力的后電機(jī)，其特征在于該管道機(jī)器人還包括安裝于機(jī)身上并在第一位置及第二位置之間移動(dòng)的換向板，當(dāng)所述換向板位于第一位置時(shí)，換向板的兩端均位于機(jī)身的長度范圍之內(nèi)；當(dāng)所述換向板位于第二位置時(shí)，該換向板向后延伸出機(jī)身的長度范圍并遮擋于后推進(jìn)器的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述管道機(jī)器人還設(shè)有位于機(jī)身內(nèi)的換向電機(jī)及與換向電機(jī)連接的蝸桿，所述換向板設(shè)有與所述蝸桿配合的若干切槽，所述切槽沿?fù)Q向板的延伸方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述換向板的橫截面為圓弧狀，機(jī)身設(shè)有用以收容換向板且橫截面同樣為圓弧狀的收容槽，所述收容槽的兩側(cè)設(shè)有楔形槽，而換向板的兩側(cè)設(shè)有與所述楔形槽配合的楔形側(cè)緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述管道機(jī)器人還設(shè)有位于機(jī)身內(nèi)的前隔板、后隔板及中隔板，所述前隔板設(shè)有用以固定前電機(jī)的固定孔，后隔板設(shè)有用以固定后電機(jī)的固定孔，中隔板具有固定換向電機(jī)的固定孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)身包括管狀的主體部及套設(shè)于主體部兩端的前頭部及后頭部，所述前電機(jī)位于前頭部內(nèi)，后電機(jī)位于后頭部內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述管道機(jī)器人還設(shè)有套設(shè)于機(jī)身外的防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置設(shè)有若干環(huán)繞前、后推進(jìn)器外側(cè)的環(huán)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述的前、后推進(jìn)器均具有螺旋狀尾部，該螺旋狀尾部為柔性尾部或者固定螺旋狀尾部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述管道機(jī)器人還設(shè)有位姿檢測直ο
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管道機(jī)器人，其特征在于所述位姿檢測裝置為陀螺儀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管道機(jī)器人，設(shè)置有安裝于機(jī)身上并在第一位置及第二位置之間移動(dòng)的換向板，當(dāng)所述換向板位于第一位置時(shí)，前、后推進(jìn)器產(chǎn)生同方向的推力可使管道機(jī)器人呈直線運(yùn)動(dòng)的前進(jìn)或后退；當(dāng)所述換向板位于第二位置時(shí)，該換向板向后延伸出機(jī)身的長度范圍并遮擋于后推進(jìn)器的一側(cè)，擋了后推進(jìn)器一側(cè)的流體補(bǔ)給，從而導(dǎo)致該側(cè)推力不足，產(chǎn)生換向扭矩，使機(jī)身前部朝換向板伸出的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到換向的目的。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明管道機(jī)器人通過換向板的伸縮進(jìn)行換向作業(yè)，驅(qū)動(dòng)效果佳，運(yùn)動(dòng)控制性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B62D57/036GK102392926SQ20111031767
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者吳洪濤, 朱玉川, 李成剛, 王凌, 王化明, 蔣素榮, 陳柏 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)