一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型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)】
[0002]氣液體輸送管道檢測和修復(fù)的管道機器人有靠流體壓差驅(qū)動、輪式驅(qū)動、履帶式、仿生婦動式等牽弓I驅(qū)動方式。
[0003]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。
[0004]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(fù)雜，導(dǎo)致可靠性降低。
[0005]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(fù)雜，轉(zhuǎn)向性差，通過彎道困難，能耗大。
[0006]本實用新型的研究基礎(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)不足，設(shè)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(zhǔn)直螺母等其它部件使該牽引機構(gòu)能順利過彎。
[0008]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0009]—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(zhǔn)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MlO螺母(23)固定連接，前行走部件通過準(zhǔn)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)。
[0010]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(zhǔn)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(zhǔn)直螺母(6) —起沿柔性絲杠(4)軸向滑動。
[0011]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)。
[0012]其特征在于其中準(zhǔn)直螺母￠)的兩端頭設(shè)計做成錐形口，和帶滑鍵槽中空柔性絲杠⑷使用，便于帶滑鍵槽中空柔性絲杠⑷準(zhǔn)直，準(zhǔn)直螺母(6)外圓周帶有齒輪(9)和輻條(30)ο
[0013]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。
[0014]該牽引機構(gòu)沿管道運動時兩組腿(2)交替與管道壁(I)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(dāng)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⑶間距離減小時，底座⑶相對管道靜止，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對前向移動。當(dāng)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。
[0015]本實用新型的有益效果: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】
[0016]圖1本實用新型一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)簡明示意圖；
[0017]圖2本實用新型一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)詳細示意圖；
[0018]圖3本實用新型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；
[0019]圖4本實用新型一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)準(zhǔn)直螺母示意圖。
[0020]其中I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(zhǔn)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MlO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】
[0021]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(zhǔn)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MlO螺母(23)固定連接，前行走部件通過準(zhǔn)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)。
[0022]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(zhǔn)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(zhǔn)直螺母(6) —起沿柔性絲杠(4)軸向滑動。
[0023]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)。
[0024]其特征是在于其中準(zhǔn)直螺母￠)的兩端頭設(shè)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(zhǔn)直，準(zhǔn)直螺母(6)外圓周帶有齒輪(9)和輻條(30) ο
[0025]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。
[0026]該牽引機構(gòu)沿管道運動時兩組腿(2)交替與管道壁(I)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(dāng)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⑶間距離減小時，底座⑶相對管道靜止，有周向限位滑鍵的滑塊(8)相對前向移動。當(dāng)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。
【主權(quán)項】
1.一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(zhǔn)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MlO螺母(23)固定連接，前行走部件通過準(zhǔn)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)。2.如權(quán)利要求1所述的一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，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(zhǔn)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⑷連接，滑鍵(10)在帶滑鍵槽中空柔性絲杠⑷的外圓周軸向的滑鍵槽(28)內(nèi)滑動，和準(zhǔn)直螺母(6) —起沿柔性絲杠(4)軸向滑動。3.如權(quán)利要求1所述的一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，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)。4.如權(quán)利要求1所述的一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，其特征在于其中準(zhǔn)直螺母(6)的兩端頭設(shè)計做成錐形口，和帶滑鍵槽中空柔性絲杠(4)聯(lián)合使用，準(zhǔn)直螺母(6)外圓周帶有齒輪(9)和輻條(30)。5.如權(quán)利要求1所述的一種蠕動式管道柔性機器人牽引機構(gòu)，其特征在于其中限位開關(guān)a(5)和限位開關(guān)b(12)采用開關(guān)霍爾元件。
【專利摘要】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，其中行走機構(gòu)由前行走部件和后行走部件組成，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(zhǔn)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)。本實用新型的有益效果是一種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。
【IPC分類】F16L101/30, F16L55/32
【公開號】CN204879274
【申請?zhí)枴緾N201520260225
【發(fā)明人】段穎妮, 韓佐軍, 李國柱, 王業(yè)旭, 張徐熙, 雷俊紅, 戴君
【申請人】西安文理學(xué)院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年4月27日