管道機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種管道機(jī)器人，包括：機(jī)器人骨架，進(jìn)一步由第一十字軸萬向鉸鏈和第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；支桿，支桿之一端鉸鏈連接在機(jī)器人骨架上，之另一端固定設(shè)置傳動(dòng)輪，且支桿之連接機(jī)器人骨架的一端通過彈性元件調(diào)節(jié)支桿的張開角度；傳動(dòng)輪，設(shè)置在支桿之一端，并通過錐齒和萬向聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接；傳感器，分別設(shè)置在機(jī)器人骨架兩端；無線信號(hào)收發(fā)器，設(shè)置在管道機(jī)器人上；以及控制單元，根據(jù)傳感器之信號(hào)和外部電腦之指令控制管道機(jī)器人工作。本發(fā)明通過采用由第一十字軸萬向鉸鏈和第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架，結(jié)構(gòu)緊湊，并可確保管道機(jī)器人能夠在彎角管道中自由轉(zhuǎn)向，同時(shí)通過無線信號(hào)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
【專利說明】管道機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電一體化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種管道機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、化工、天然氣和核工業(yè)的發(fā)展，以及管道檢測(cè)或維修等工作的需要，管道機(jī)器人也得到了更為深入的研究和廣泛的使用。針對(duì)各種生產(chǎn)設(shè)備的輸送管道(水、汽、油等)，以及特殊設(shè)備(高壓管道等)的安全檢測(cè)及維護(hù)，管道機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中具有很重要的實(shí)用價(jià)值。
[0003]通常地，現(xiàn)有管道機(jī)器人多采用以下幾種結(jié)構(gòu):履帶車結(jié)構(gòu)，底部采用履帶帶動(dòng)所述管道機(jī)器人在所述管道內(nèi)行走；支撐桿結(jié)構(gòu)，采用端部帶有輪子的折疊桿結(jié)構(gòu)將所述管道機(jī)器人支撐在所述管道中間，然后再實(shí)現(xiàn)行走運(yùn)動(dòng)；輪式結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)車輪或特殊結(jié)構(gòu)的車輪與管道內(nèi)壁面接觸，使所述管道機(jī)器人在所述管道內(nèi)行駛。
[0004]但是，所述現(xiàn)有的管道機(jī)器人由于自身結(jié)構(gòu)限制，在實(shí)際應(yīng)用中存在如下問題:第一、對(duì)管道的適應(yīng)性差，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，所述管道機(jī)器人的尺寸不可能做得過小，難以在管徑很小的管道中應(yīng)用；第二、在管道內(nèi)轉(zhuǎn)彎困難，特別是丁字路口的轉(zhuǎn)彎;第三、管道內(nèi)的異物，或者是管道本身發(fā)生變形，這些都將阻礙所述管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，甚至導(dǎo)致所述管道機(jī)器人側(cè)翻或者卡死等問題。尋求一種能靈活應(yīng)用于各種管道檢測(cè)與維護(hù)等工作中的管道機(jī)器人，且所述管道機(jī)器人可適應(yīng)管道之形狀，并進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行走的管道機(jī)器人已成為本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。
[0005]故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種管道機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)管道機(jī)器人對(duì)管道的適應(yīng)性差、自由度低，以及不能根據(jù)所述管道之形狀進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行走等缺陷提供一種管道機(jī)器人。
[0007]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種管道機(jī)器人，所述管道機(jī)器人包括:
[0008]機(jī)器人骨架，進(jìn)一步由所述第一^h字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；
[0009] 支桿，所述支桿之一端鉸鏈連接在所述機(jī)器人骨架上，所述支桿之另一端固定設(shè)置所述傳動(dòng)輪，且所述支桿之連接所述機(jī)器人骨架的一端通過所述彈性元件調(diào)節(jié)所述支桿的張開角度；
[0010]傳動(dòng)輪，設(shè)置在所述支桿之異于所述機(jī)器人骨架的一端，并通過所述錐齒和所述萬向聯(lián)軸器與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接；
[0011]傳感器，分別設(shè)置在所述機(jī)器人骨架之兩端，以檢測(cè)所述管道之走向；
[0012]無線信號(hào)收發(fā)器，設(shè)置在所述管道機(jī)器人上，并通過與外部電腦連接且設(shè)置在所述管道之管道口處的信號(hào)接收裝置進(jìn)一步與所述外部電腦訊號(hào)連接；以及，[0013]控制單元，根據(jù)所述傳感器之信號(hào)和所述外部電腦之指令控制所述管道機(jī)器人工作。
[0014]可選地，所述彈性元件為彈簧。
[0015]可選地，所述控制單元為單片機(jī)。
[0016]可選地，所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈上的傳動(dòng)輪的數(shù)量分別為3?4個(gè)。
[0017]可選地，設(shè)置在所述管道機(jī)器人之兩端的傳感器檢測(cè)所述管道之走向，并將所述檢測(cè)信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進(jìn)一步處理所述信息，以控制所述管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
[0018]可選地，所述控制單元對(duì)所述管道機(jī)器人之運(yùn)動(dòng)的控制系通過控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而對(duì)所述傳動(dòng)輪進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)。
[0019]可選地，所述管道機(jī)器人采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架，并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和內(nèi)齒轉(zhuǎn)副傳動(dòng)。
[0020]綜上所述，本發(fā)明管道機(jī)器人通過采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架，結(jié)構(gòu)緊湊，并可確保所述管道機(jī)器人能夠在彎角管道中自由轉(zhuǎn)向；同時(shí)，通過設(shè)置在所述管道機(jī)器人上的無線信號(hào)收發(fā)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述管道機(jī)器人的遠(yuǎn)程操控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1所示為本發(fā)明管道機(jī)器人之結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明管道機(jī)器人之結(jié)構(gòu)示意圖。所述管道機(jī)器人1，包括:機(jī)器人骨架11，所述機(jī)器人骨架11進(jìn)一步由所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112串聯(lián)形成；支桿12，所述支桿12之一端鉸鏈連接在所述機(jī)器人骨架
11上，所述支桿12之另一端固定設(shè)置所述傳動(dòng)輪13，且所述支桿12之連接所述機(jī)器人骨架11的一端通過所述彈性元件14調(diào)節(jié)所述支桿12的張開角度；傳動(dòng)輪13，所述傳動(dòng)輪13設(shè)置在所述支桿12之異于所述機(jī)器人骨架11的一端，并通過所述錐齒(未圖示)和所述萬向聯(lián)軸器(未圖示)與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)電連接；傳感器15，所述傳感器15分別設(shè)置在所述機(jī)器人骨架11之兩端，以檢測(cè)所述管道2之走向；無線信號(hào)收發(fā)器(未圖示)，所述無線信號(hào)收發(fā)器設(shè)置在所述管道機(jī)器人1上，并通過與外部電腦連接且設(shè)置在所述管道2之管道口 21處的信號(hào)接收裝置(未圖示)進(jìn)一步與所述外部電腦訊號(hào)連接；以及控制單元(未圖示)，所述控制單元根據(jù)所述傳感器15之信號(hào)和所述外部電腦之指令控制所述管道機(jī)器人1工作。
[0024]為了更直觀的闡述本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)以具體的實(shí)施方式為例進(jìn)行闡述。在所述【具體實(shí)施方式】中，優(yōu)選地，所述彈性元件14為彈簧。所述控制單元為單片機(jī)。所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112上的傳動(dòng)輪13的數(shù)量分別為3?4個(gè)。所述【具體實(shí)施方式】中的元器件選擇僅為列舉，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0025]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，詳述本發(fā)明管道機(jī)器人的工作原理。所述管道機(jī)器人I在工作時(shí)，包括:
[0026]通過設(shè)置在所述管道機(jī)器人I之兩端的傳感器15檢測(cè)所述管道2之走向，并將所述檢測(cè)信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進(jìn)一步處理所述信息，以控制所述管道機(jī)器人I的運(yùn)動(dòng)；
[0027]所述控制單元對(duì)所述管道機(jī)器人I之運(yùn)動(dòng)的控制系通過控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而對(duì)所述傳動(dòng)輪13進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)；
[0028]所述支桿12之連接所述機(jī)器人骨架11的一端通過所述彈性元件14調(diào)節(jié)所述支桿12的張開角度，使得所述管道機(jī)器人I可適于不同內(nèi)徑之管道2 ；
[0029]所述管道機(jī)器人I采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架11，并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和內(nèi)齒轉(zhuǎn)副傳動(dòng)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且可確保所述管道機(jī)器人I能夠在彎角管道2中自由轉(zhuǎn)向；
[0030]所述管道機(jī)器人I上設(shè)置無線信號(hào)收發(fā)器，并通過與外部電腦連接且設(shè)置在所述管道2之管道口 21處的信號(hào)接收裝置(未圖示)進(jìn)一步與所述外部電腦訊號(hào)連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
[0031]綜上所述，本發(fā)明管道機(jī)器人通過采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架，結(jié)構(gòu)緊湊，并可確保所述管道機(jī)器人能夠在彎角管道中自由轉(zhuǎn)向；同時(shí)，通過設(shè)置在所述管道機(jī)器人上的無線信號(hào)收發(fā)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述管道機(jī)器人的遠(yuǎn)程操控。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種管道機(jī)器人，其特征在于，所述管道機(jī)器人包括:機(jī)器人骨架，進(jìn)一步由所述第一^h字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；支桿，所述支桿之一端鉸鏈連接在所述機(jī)器人骨架上，所述支桿之另一端固定設(shè)置所述傳動(dòng)輪，且所述支桿之連接所述機(jī)器人骨架的一端通過所述彈性元件調(diào)節(jié)所述支桿的張開角度；傳動(dòng)輪，設(shè)置在所述支桿之異于所述機(jī)器人骨架的一端，并通過所述錐齒和所述萬向聯(lián)軸器與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接；傳感器，分別設(shè)置在所述機(jī)器人骨架之兩端，以檢測(cè)所述管道之走向；無線信號(hào)收發(fā)器，設(shè)置在所述管道機(jī)器人上，并通過與外部電腦連接且設(shè)置在所述管道之管道口處的信號(hào)接收裝置進(jìn)一步與所述外部電腦訊號(hào)連接；以及， 控制單元，根據(jù)所述傳感器之信號(hào)和所述外部電腦之指令控制所述管道機(jī)器人工作。
2.如權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于，所述彈性元件為彈簧。
3.如權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于，所述控制單元為單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于，所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈上的傳動(dòng)輪的數(shù)量分別為3~4個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于，設(shè)置在所述管道機(jī)器人之兩端的傳感器檢測(cè)所述管道之走向，并將所述檢測(cè)信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進(jìn)一步處理所述信息，以控制所述管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的管道機(jī)器人，其特征在于，所述控制單元對(duì)所述管道機(jī)器人之運(yùn)動(dòng)的控制系通過控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而對(duì)所述傳動(dòng)輪進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)。
7.如權(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)器人采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機(jī)器人骨架，并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和內(nèi)齒轉(zhuǎn)副傳動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F16L55/32GK103672292SQ201310676422
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】劉棟, 曾佑軒, 楊博光, 陸蓉蓉, 辛紹杰 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院