專利名稱：一種螺旋式管道機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種螺旋式管道機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，對于其他機(jī)構(gòu)的布置沒有相對充分的空間，而且中間有復(fù)雜的傳動環(huán)節(jié)，經(jīng)常不可避免的發(fā) 生機(jī)械故障，運(yùn)行也并不穩(wěn)定。且大多數(shù)機(jī)器人只能適應(yīng)圓形截面的管道行走，對于其余形狀截面的適應(yīng)性較差，運(yùn)動的靈活性也相對較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種螺旋式管道機(jī)器人，用于管道的清理、勘察、修復(fù)等作業(yè)，能夠適應(yīng)各種不同截面的管道。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種螺旋式管道機(jī)器人，包括萬向節(jié)、電機(jī)、底盤、環(huán)形錐齒輪、輪架機(jī)構(gòu)，所述的萬向節(jié)兩端分別連接固定架，所述的固定架內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述的固定架另一端連接底盤，所述的底盤上方安裝有環(huán)形錐齒輪，所述的底盤前、后、左、右分別連接輪架機(jī)構(gòu)；所述的輪架機(jī)構(gòu)包括滑桿、輪組、錐齒輪套，所述的滑桿前端連接輪組，后部套有錐齒輪套，并可在錐齒輪套內(nèi)滑動，后端套合有端頭套；所述的錐齒輪套前端固定有端蓋，所述的端蓋連接底盤，所述的錐齒輪套后端位于環(huán)形錐齒輪上方，并與環(huán)形錐齒輪嚙合；所述的端頭套與桿件鉸接，所述的桿件另一端連接底盤。所述的輪組為雙排大間距輪組。所述的端頭套開有相互對稱的兩個具有一定角度跨度的槽口，所述的滑桿后端設(shè)有定位釘。所述的槽口角度跨度為90°。所述的桿件包括桿件彈片、桿件固定架，所述的桿件彈片后端連接底盤，前端固定有桿件固定架，所述的桿件固定架與端頭套鉸接。管道常常會因?yàn)橥饬Φ淖饔枚a(chǎn)生變形或破損，使得管道截面不規(guī)則。但是對于不同的截面都可以近似的找到一個最大的內(nèi)切圓，本實(shí)用新型就是根據(jù)最大內(nèi)切圓的原理通過四組輪架機(jī)構(gòu)的均勻分布來實(shí)現(xiàn)對各種管道截面的適應(yīng)性。有益效果本實(shí)用新型用于管道的清理、勘察、修復(fù)等作業(yè)，能夠適應(yīng)各種不同截面的管道，結(jié)構(gòu)簡潔且緊湊、運(yùn)動靈活且可靠、實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖I為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型整體立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型組件機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖4為本實(shí)用新型輪架機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；I.萬向節(jié)2.固定架3.電機(jī)4.底盤5.環(huán)形錐齒輪6.錐齒輪套7.滑桿8.桿件9. 頭套10.知蓋11.定位釘12.輪子81.桿件固定架82.桿件彈片
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作 各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。如圖I 圖4所示，本實(shí)用新型包括萬向節(jié)I、電機(jī)3、底盤4、環(huán)形錐齒輪5、輪架機(jī)構(gòu)，所述的萬向節(jié)I兩端分別連接固定架2，所述的固定架2內(nèi)設(shè)有電機(jī)3，所述的固定架2另一端連接底盤4，所述的底盤4上方安裝有環(huán)形錐齒輪5，所述的底盤4前、后、左、右分別連接輪架機(jī)構(gòu)；所述的輪架機(jī)構(gòu)包括滑桿7、輪組、錐齒輪套6，所述的滑桿7前端連接輪組，后部套有錐齒輪套6,并可在錐齒輪套6內(nèi)滑動,后端套合有端頭套9 ;所述的錐齒輪套
6前端固定有端蓋10,所述的端蓋10連接底盤4,所述的錐齒輪套6后端位于環(huán)形錐齒輪5上方，并與環(huán)形錐齒輪5嚙合；所述的端頭套9與桿件8鉸接，所述的桿件8另一端連接底盤4。所述的輪組為雙排大間距輪組。所述的端頭套9開有相互對稱的兩個具有一定角度跨度的槽口，所述的滑桿7后端設(shè)有定位釘11。所述的槽口角度跨度為90°。所述的桿件8包括桿件彈片82、桿件固定架81，所述的桿件彈片82后端連接底盤4，前端固定有桿件固定架81，所述的桿件固定架81與端頭套9鉸接。本實(shí)用新型由兩組結(jié)構(gòu)相同、對稱設(shè)置的組件組成，兩組組件之間通過萬向節(jié)I連接；滑桿7的前端連接輪組，后端套合有錐齒輪套6,并可在錐齒輪套6內(nèi)順暢滑動,錐齒輪套6則通過端蓋10鉸接安裝在底盤4上；通過旋轉(zhuǎn)傳動的方式來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，通過底盤4上的環(huán)形錐齒輪5和輪架機(jī)構(gòu)上的錐齒輪套6嚙合傳動來實(shí)現(xiàn)四組輪架機(jī)構(gòu)在安裝位置上的自轉(zhuǎn)角度的同步調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)輪架機(jī)構(gòu)上輪子12相對于截面的角度，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)動速度的調(diào)整。在調(diào)整輪架機(jī)構(gòu)外張尺寸時采用的是四桿機(jī)構(gòu)傳動方式，其中，用于連接滑桿7的桿件8由桿件彈片82和桿件固定架81組合而成，該桿件8通過套合在滑桿7上的端頭套9與滑桿7鉸接(滑桿7連同錐齒輪套6 —同轉(zhuǎn)動時端頭套9沒有轉(zhuǎn)動，它們之間有90°的自由活動空間，通過在端頭套9上開取對稱的兩個跨度為90°的槽口配合固定在滑桿7上的定位釘11來實(shí)現(xiàn))，通過桿件彈片82自身的彈性變形來實(shí)現(xiàn)滑桿7外張位置的變化，從而實(shí)現(xiàn)單個輪架機(jī)構(gòu)的外張尺寸的微調(diào)。輪架機(jī)構(gòu)上的輪子12采用的是雙排大間距的輪組設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可有效地將工作面單元轉(zhuǎn)換為工作體單元(單排輪設(shè)計(jì)時的螺旋面并不能有效的保證該面始終與管道截面平行，但是采用雙排輪設(shè)計(jì)后形成的柱體可以達(dá)到該要求)，進(jìn)而在防止工作面在管道中錯位的設(shè)計(jì)上節(jié)省了許多的空間資源(大多常見的該類設(shè)計(jì)在解決該問題時多采用增添保持機(jī)架的方式來設(shè)計(jì))。該種設(shè)計(jì)方法機(jī)器人可通過四組輪架的對應(yīng)分布及尺寸可調(diào)性來適應(yīng)各種不同截面的工作環(huán)境。在底盤4和萬向節(jié)I之間是通過電機(jī)3連接在一起的，電機(jī)3安裝在固定架2上，固定架2的外圍空間用于存放控制面板及安裝相關(guān)電路。本實(shí)用新型使用時，將機(jī)器人放入管道中，調(diào)整輪架機(jī)構(gòu)的外張尺寸使其每個輪子12都受到一定預(yù)載力后，調(diào)整好輪子12與截面的夾角來保證運(yùn)動的平穩(wěn)及可靠性，可采用以下兩種運(yùn)動模式模式一只將目標(biāo)運(yùn)動方向的前組件上的輪子12調(diào)整成與截面成一定夾角，后組件上的輪子12則調(diào)整成與徑向保持平行的位置來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，該模式下的運(yùn)動由前組件螺
旋傳動原理來提供動力，后組件輪子12間的配合只是起到構(gòu)建支架的作用以保持運(yùn)行平穩(wěn)；模式二 將后組件的輪子12也調(diào)整成與截面形成一定夾角的形式通過逆向轉(zhuǎn)動來提供推力，由于前組件和后組件的螺旋方向相反，速度一致因此整套裝置可實(shí)現(xiàn)機(jī)身的動態(tài)平衡，通過兩組件的共同作用來實(shí)現(xiàn)牽引，使運(yùn)動更有效同時也可翻越部分小型障礙。由此可見，本實(shí)用新型通過調(diào)整四組輪架結(jié)構(gòu)的伸縮、轉(zhuǎn)動來適應(yīng)各種管道環(huán)境，適應(yīng)能力強(qiáng)，能輕松實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、越障等功能，結(jié)構(gòu)簡潔且緊湊，運(yùn)動靈活且可靠。
權(quán)利要求1.一種螺旋式管道機(jī)器人，包括萬向節(jié)(I)、電機(jī)(3)、底盤(4)、環(huán)形錐齒輪(5)、輪架機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的萬向節(jié)(I)兩端分別連接固定架(2)，所述的固定架(2)內(nèi)設(shè)有電機(jī)(3)，所述的固定架(2)另一端連接底盤(4)，所述的底盤(4)上方安裝有環(huán)形錐齒輪(5)，所述的底盤(4)前、后、左、右分別連接輪架機(jī)構(gòu)；所述的輪架機(jī)構(gòu)包括滑桿(7)、輪組、錐齒輪套(6),所述的滑桿(7)前端連接輪組,后部套有錐齒輪套(6),并可在錐齒輪套(6)內(nèi)滑動，后端套合有端頭套(9);所述的錐齒輪套(6)前端固定有端蓋(10)，所述的端蓋(10)連接底盤(4)，所述的錐齒輪套(6)后端位于環(huán)形錐齒輪(5)上方，并與環(huán)形錐齒輪(5)嚙合；所述的端頭套(9)與桿件(8)鉸接，所述的桿件(8)另一端連接底盤(4)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種螺旋式管道機(jī)器人，其特征在于所述的輪組為雙排大間距輪組。
3.如權(quán)利要求I所述的一種螺旋式管道機(jī)器人，其特征在于所述的端頭套(9)開有相互對稱的兩個具有一定角度跨度的槽口，所述的滑桿(7)后端設(shè)有定位釘(11)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種螺旋式管道機(jī)器人，其特征在于所述的槽口角度跨度為90。。
5.如權(quán)利要求I所述的一種螺旋式管道機(jī)器人，其特征在于所述的桿件(8)包括桿件彈片(82)、桿件固定架(81)，所述的桿件彈片(82)后端連接底盤(4)，前端固定有桿件固定架(81)，所述的桿件固定架(81)與端頭套(9)鉸接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種螺旋式管道機(jī)器人，包括萬向節(jié)、電機(jī)、底盤、環(huán)形錐齒輪、輪架機(jī)構(gòu)，所述的萬向節(jié)兩端分別連接固定架，所述的固定架內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述的固定架另一端連接底盤，所述的底盤上方安裝有環(huán)形錐齒輪，所述的底盤前、后、左、右分別連接輪架機(jī)構(gòu)；所述的輪架機(jī)構(gòu)包括滑桿、輪組、錐齒輪套，所述的滑桿前端連接輪組，后部套有錐齒輪套，后端套合有端頭套；所述的錐齒輪套后端與環(huán)形錐齒輪嚙合；所述的端頭套與桿件鉸接，所述的桿件另一端連接底盤。本實(shí)用新型用于管道的清理、勘察、修復(fù)等作業(yè)，能夠適應(yīng)各種不同截面的管道，結(jié)構(gòu)簡潔且緊湊、運(yùn)動靈活且可靠、實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號F16L55/32GK202580477SQ20122015788
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者張輝, 王生澤, 王永興, 叢國棟, 楊帥, 孫娜 申請人:東華大學(xué)