本發(fā)明涉及氣液體輸送管道工程領(lǐng)域，特別涉及一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)。

背景技術(shù)：

氣液體輸送管道檢測和修復的管道機器人有靠流體壓差驅(qū)動、輪式驅(qū)動、履帶式、仿生蠕動式等牽引驅(qū)動方式。

靠流體壓差驅(qū)動屬于被動式驅(qū)動，牽引力不可調(diào)控，帶載能力差。

輪式驅(qū)動過彎道處驅(qū)動難度大，效率低，雖然提出了多電機獨立驅(qū)動理論及由單電機輸入，同時帶動周向多個輪轉(zhuǎn)動，理論上這樣方法可以過彎道，但機構(gòu)復雜，導致可靠性降低。

履帶式驅(qū)動越障能力強，能輸出較大牽引力，但結(jié)構(gòu)復雜，轉(zhuǎn)向性差，通過彎道困難，能耗大。

本發(fā)明的研究基礎(chǔ)是之前申請的專利技術(shù)一種蠕動式管道機器人移動牽引機構(gòu)(ZL201220229959.9)，而該技術(shù)雖然有主動牽引，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能耗低等優(yōu)點，但在彎道通過方面仍不太方便。主要是其中間的絲杠是剛性的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)不足，設計了一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)。將蠕動式管道機器人移動牽引機構(gòu)(ZL201220229959.9)中三個用于同軸的剛性滑桿和中間的剛性絲杠改為中間的柔性絲杠，結(jié)合準直螺母等其它部件使該牽引機構(gòu)能順利過彎。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，其特征是由行走機構(gòu)，傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)組成，其特征在于其中行走機構(gòu)由前行走部件和后行走部件組成，其中傳動機構(gòu)由帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)、齒輪(9)、準直螺母(6)、軸承(7)和限位開關(guān)a(5)、限位螺母(13)組成，其中驅(qū)動機構(gòu)由電機支撐桿(25)、電機(11)、電機軸齒輪(24)組成；其中后行走部件與傳動機構(gòu)通過帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)上的M10螺母(23)固定連接，前行走部件通過準直螺母(6)與帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)形成的螺旋副連接，傳動機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)通過齒輪(9)和電機軸齒輪(24)嚙合連接；驅(qū)動機構(gòu)通過電機支撐桿(25)安裝于前行走部件的底座內(nèi)。

其特征在于其中行走機構(gòu)由前行走部件和后行走部件組成，二者都包含有腿(2)、銷釘a(14)、伸縮簧(15)、滑動銷釘(16)、套筒(17)、腿支座(18)，其中前行走部件的底座內(nèi)通過電機支撐桿(25)安裝著驅(qū)動機構(gòu)的電機(11)，前行走部件的底座內(nèi)的有周向限位滑鍵的滑塊(8)通過軸承(7)和準直螺母(6)連接，有周向限位滑鍵的滑塊(8)通過其內(nèi)置的滑鍵(10)和帶滑鍵槽中空柔 性絲杠(4)連接，滑鍵(10)在帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)的外圓周軸向的滑鍵槽(28)內(nèi)滑動，確保前行走部件不能周向旋轉(zhuǎn)，只能和準直螺母(6)一起沿柔性絲杠(4)軸向滑動。

其特征在于其中帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)是在交錯接續(xù)連接的多節(jié)萬向節(jié)(26)上刻螺紋形成柔性絲杠，各節(jié)之間通過銷釘b(27)連接，柔性絲杠外邊側(cè)開有滑鍵槽(28)，柔性絲杠有軸向的中心孔(29)。

其特征是在于其中準直螺母(6)的兩端頭設計做成錐形口，和帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)使用，便于帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)準直，準直螺母(6)外圓周帶有齒輪(9)和輻條(30)。

其特征是在于其中限位開關(guān)a(5)和限位開關(guān)b(12)采用開關(guān)霍爾元件。

該牽引機構(gòu)沿管道運動時兩組腿(2)交替與管道壁(1)的摩擦力持續(xù)增強形成正反饋效果，使該機構(gòu)具有大的牽引力。當帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)連接的底座(3)和有周向限位滑鍵的滑塊(8)間距離減小時，底座(3)相對管道靜止，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對管道前向移動。當帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)連接的底座(3)和有周向限位滑鍵的滑塊(8)間距離增大時，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對管道靜止，底座(3)相對管道前向移動，即形成行走機構(gòu)的前行走部件和后行走部件交替向前運動的形式，使整個牽引機構(gòu)形成蠕動式前行的效果。

本發(fā)明的有益效果：一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，該機構(gòu)可順利通過彎型管道，采用較長的柔性軸提高了整個牽引機構(gòu)運動的連續(xù)性，該機構(gòu)迎流體面積小，適合在役管道的特殊環(huán)境。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)簡明示意圖；

圖2本發(fā)明一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)詳細示意圖；

圖3本發(fā)明一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)帶滑鍵槽中空柔性絲杠的剖面示意圖；

圖4本發(fā)明一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)準直螺母示意圖。

其中1是管道，2是腿，3是底座，4是帶滑鍵槽中空柔性絲杠，5是限位開關(guān)a，6是準直螺母，7是軸承，8是有周向限位滑鍵的滑塊，9是齒輪，10是滑鍵，11是電機，12是限位開關(guān)b，13是限位螺母，14是銷釘a，15是伸縮簧，16是滑動銷釘，17是套筒，18是腿支座，19是軸承端蓋，20是M3螺釘，21是M5螺釘，22是軸承座，23是M10螺母，24是電機軸齒輪，25是電機支撐桿，26是萬向節(jié)，27是銷釘b，28滑鍵槽，29中心孔，30是輻條。

具體實施方式

根據(jù)附圖，一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，其特征是由行走機構(gòu)，傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)組成，其特征在于其中行走機構(gòu)由前行走部件和后行走部件組 成，其中傳動機構(gòu)由帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)、齒輪(9)、準直螺母(6)、軸承(7)和限位開關(guān)a(5)、限位螺母(13)組成，其中驅(qū)動機構(gòu)由電機支撐桿(25)、電機(11)、電機軸齒輪(24)組成；其中后行走部件與傳動機構(gòu)通過帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)上的M10螺母(23)固定連接，前行走部件通過準直螺母(6)與帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)形成的螺旋副連接，傳動機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)通過齒輪(9)和電機軸齒輪(24)嚙合連接；驅(qū)動機構(gòu)通過電機支撐桿(25)安裝于前行走部件的底座內(nèi)。

其特征在于其中行走機構(gòu)由前行走部件和后行走部件組成，二者都包含有腿(2)、銷釘a(14)、伸縮簧(15)、滑動銷釘(16)、套筒(17)、腿支座(18)，其中前行走部件的底座內(nèi)通過電機支撐桿(25)安裝著驅(qū)動機構(gòu)的電機(11)，前行走部件的底座內(nèi)有周向限位滑鍵的滑塊(8)通過軸承(7)和準直螺母(6)連接，有周向限位滑鍵的滑塊(8)通過其內(nèi)置的滑鍵(10)和帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)連接，滑鍵(10)在帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)的外圓周軸向的滑鍵槽(28)內(nèi)滑動，確保前行走部件不能周向旋轉(zhuǎn)，只能和準直螺母(6)一起沿柔性絲杠(4)軸向滑動。

其特征是在于其中帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)是在交錯接續(xù)連接的多節(jié)萬向節(jié)(26)上刻螺紋形成柔性絲杠，各節(jié)之間通過銷釘b(27)連接，柔性絲杠外邊側(cè)開有滑鍵槽(28)，柔性絲杠有軸向的中心孔(29)。

其特征是在于其中準直螺母(6)的兩端頭設計做成錐形口，和帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)使用，便于帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)準直，準直螺母(6)外圓周帶有齒輪(9)和輻條(30)。

其特征是在于其中限位開關(guān)a(5)和限位開關(guān)b(12)采用開關(guān)霍爾元件。

該牽引機構(gòu)沿管道運動時兩組腿(2)交替與管道壁(1)的摩擦力持續(xù)增強形成正反饋效果，使該機構(gòu)具有大的牽引力。當帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)連接的底座(3)和有周向限位滑鍵的滑塊(8)間距離減小時，底座(3)相對管道靜止，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對管道前向移動。當帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)連接的底座(3)和有周向限位滑鍵的滑塊(8)間距離增大時，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對管道靜止，底座(3)相對管道前向移動，即形成行走機構(gòu)的前行走部件和后行走部件交替向前運動的形式，使整個牽引機構(gòu)形成蠕動式前行的效果。