一種管道檢測機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管道檢測機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高煤氣已漸漸成為城鎮(zhèn)居民日常生活的主要燃料能源，但是在焦?fàn)t煤氣的氣體中含有的大量的雜質(zhì)對煤氣管道具有一定的腐蝕作用，日積月累下管壁會很容易受腐蝕變薄，嚴(yán)重時則會導(dǎo)致氣體泄漏引發(fā)事故，所以為了保證居民的正常生活，對煤氣管道的檢測工作就顯得尤為重要。然而由于煤氣管道的口徑較一般管道要小，所以常常使煤氣管道的檢修工作無法順利進(jìn)行，這樣一來對煤氣管道檢測機(jī)器人的研究工作變得越來越有意義。
[0003]按被動適應(yīng)管徑的方式來說，主要包括具有伸縮式和滑塊式機(jī)構(gòu)兩種機(jī)器人。伸縮式被動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是機(jī)體與驅(qū)動輪間為壓縮彈簧，驅(qū)動輪的支撐桿即輪腿通過在機(jī)體垂直于軸向的方向上做伸縮運(yùn)動來達(dá)到適應(yīng)管徑變化的目的，這類機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，但是由于彈簧的力學(xué)特性曲線為線性變化，如果彈簧的行程過大則會使輪子與管壁間的摩擦力出現(xiàn)較大變化，在電機(jī)驅(qū)動力矩一定的情況下，容易發(fā)生驅(qū)動輪打滑或是驅(qū)動動力不足等問題，為了確保驅(qū)動力的穩(wěn)定性，所以彈簧的調(diào)節(jié)范圍有限，即不能夠適應(yīng)大范圍變化的管徑。
[0004]滑塊式被動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)即滑塊搖桿機(jī)構(gòu)，該類機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是通過滑塊的移動轉(zhuǎn)化為輪腿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動，使之達(dá)到適應(yīng)管徑變化的目的，該類型設(shè)計，設(shè)計簡便、易行，而且性能穩(wěn)定能夠滿足大多數(shù)實(shí)驗要求，但是仍然存在驅(qū)動輪打滑和驅(qū)動不足等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)大范圍變化的管徑。
[0005]因此以上機(jī)構(gòu)均存在驅(qū)動輪打滑或是驅(qū)動動力不足的問題，即不能夠適應(yīng)大范圍變化的管徑。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提出一種管道檢測機(jī)器人，能夠被動自適應(yīng)管徑變化，能夠適應(yīng)較大范圍變化的管徑，運(yùn)行平穩(wěn)。
[0007]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種管道檢測機(jī)器人，包括第一機(jī)體，所述第一機(jī)體包括機(jī)架和安裝于所述機(jī)架上的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)用于將動力傳遞給所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括至少三組以機(jī)架中心軸旋轉(zhuǎn)對稱的四桿機(jī)構(gòu)，所述四桿機(jī)構(gòu)為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，包括安裝于所述機(jī)架上的搖桿和滑塊，所述搖桿在所述機(jī)架上的固定點(diǎn)位于所述搖桿兩端的中部，所述搖桿和滑塊通過連桿連接，所述搖桿遠(yuǎn)離所述連桿的一端與所述管道的內(nèi)壁貼合，所述搖桿隨所述管道內(nèi)徑的變化而搖擺。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述機(jī)架包括第一機(jī)架、第二機(jī)架以及連接所述第一機(jī)架和第二機(jī)架的支撐板，所述搖桿固定于所述支撐板上。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括安裝于所述第一機(jī)架上的調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)螺桿的中心軸與所述機(jī)架的中心軸重合，所述滑塊套設(shè)在所述調(diào)節(jié)螺桿上，所述調(diào)節(jié)螺桿上還套設(shè)有套管和彈簧，所述套管套在所述滑塊和所述調(diào)節(jié)螺桿之間，所述彈簧位于所述滑塊與所述第一機(jī)架之間，用于調(diào)節(jié)所述滑塊和第一機(jī)架之間的距離。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述傳動系統(tǒng)包括電機(jī)、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)，所述電機(jī)通過與所述電機(jī)連接的輸入軸帶動所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)，所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)與第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)之間通過中間軸傳動，所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)和所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)之間通過傳動軸傳動，所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)設(shè)在所述搖桿上。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述搖桿包括輪腿組，所述輪腿組包括兩個安裝于所述支撐板兩側(cè)的相互對稱的輪腿，所述兩個輪腿通過所述傳動軸與所述支撐板鉸接，所述輪腿遠(yuǎn)離所述支撐板的一端安裝有輸出軸，所述輸出軸上安裝有驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪與所述管道的內(nèi)壁貼合。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述傳動軸上安裝有第一帶輪，所述輸出軸上安裝第二帶輪，所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)包括所述第一帶輪、第二帶輪以及與所述第一帶輪和第二帶輪共同配合的第一同步帶，所述第二帶輪直徑大于第一帶輪直徑。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)，包括主動斜齒輪，所述主動斜齒輪設(shè)在所述輸入軸上，所述主動斜齒輪與從動斜齒輪嚙合，所述從動斜齒輪固定于所述中間軸上，所述中間軸為所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)提供動力，所述從動斜齒輪的個數(shù)與所述四桿機(jī)構(gòu)的個數(shù)相對應(yīng)。
[0015]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)包括第三帶輪和第四帶輪，所述第三帶輪和第四帶輪共同與第二同步帶配合，所述第三帶輪和第四帶輪分別固定于所述中間軸和傳動軸上。
[0016]進(jìn)一步的技術(shù)方案，管道檢測機(jī)器人還包括第二機(jī)體，所述第二機(jī)體的結(jié)構(gòu)與所述第一機(jī)體的結(jié)構(gòu)相同，所述第一機(jī)體和第二機(jī)體之間通過聯(lián)軸器連接。
[0017]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述輸出軸上設(shè)有棘輪機(jī)構(gòu)，所述棘輪機(jī)構(gòu)包括棘輪和棘爪，所述棘輪與所述第二帶輪并列固定，與所述棘輪配合的棘爪固定在所述輸出軸上，所述第二帶輪與輸出軸之間設(shè)有軸承。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果:
[0019]本實(shí)用新型提出的管道檢測機(jī)器人，包括四桿機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)上，搖桿在機(jī)架上的固定點(diǎn)位于搖桿兩端的中部，搖桿的自由端與管道的內(nèi)壁接觸，該四桿機(jī)構(gòu)滑塊滑動較短的距離時，搖桿和管道接觸的一端能夠?qū)崿F(xiàn)較大幅度的移動，因此使得該四桿機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)較大范圍的管徑變化，且不會出現(xiàn)以往機(jī)構(gòu)中驅(qū)動輪打滑或動力不足的問題。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型提供的管道檢測機(jī)器人中第一機(jī)體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型提供的第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)與中間軸及傳動軸的裝配圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型提供的第一機(jī)體和第二機(jī)體的裝配關(guān)系示意圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型提供的管道檢測機(jī)器人轉(zhuǎn)彎過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型提供的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型提供的雙向棘輪機(jī)構(gòu)的正視圖。
[0026]其中，1、第一機(jī)體;11、機(jī)架；111、第一機(jī)架；112、第二機(jī)架；113、支撐板;12、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；121、四桿機(jī)構(gòu)；1211、搖桿;12111、輪腿;1212、滑塊;1213、連桿；1214、彈簧;122、調(diào)節(jié)螺桿;1221、套管；123、鎖緊螺母;13、傳動系統(tǒng)；131、電機(jī);132、輸入軸；133、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)；1331、主動斜齒輪；1332、從動斜齒輪；134、中間軸；135、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)；1351、第三帶輪；1352、第四帶輪；1353、第二同步帶；136、傳動軸；137、第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)；1371、第一帶輪;1372、第二帶輪;1373、第一同步帶；1374、張緊裝置;138、雙向棘輪機(jī)構(gòu)；1381、第一單向棘輪機(jī)構(gòu)；13811、棘輪；13812、第一棘爪；13813、第二棘爪；1382、第二單向棘輪機(jī)構(gòu)；139、輸出軸；1391、支架；1392、驅(qū)動輪;2、第二機(jī)體;3、聯(lián)軸器。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0028]實(shí)施例1
[0029]如圖1所示，一種管道檢測機(jī)器人，包括第一機(jī)體I，第一機(jī)體I包括機(jī)架11和安裝于機(jī)架11上的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)13用于將動力傳遞給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12包括至少三組以機(jī)架11中心軸旋轉(zhuǎn)對稱的四桿機(jī)構(gòu)121，四桿機(jī)構(gòu)121為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，包括安裝于機(jī)架11上的搖桿1211和滑塊1212，搖桿1211在機(jī)架11上的固定點(diǎn)位于搖桿1211兩端的中部，搖桿1211和滑塊1212通過連桿1213連接，搖桿1211遠(yuǎn)離連桿1213的一端與管道的內(nèi)壁貼合，搖桿1211隨管道內(nèi)徑的變化而搖擺，該四桿機(jī)構(gòu)121克服了以往結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)適應(yīng)大范圍管徑變化的問題，解決了驅(qū)動不足或打滑等問題。
[0030]機(jī)架11包括第一機(jī)架111、第二機(jī)架112以及連接第一機(jī)架111和第二機(jī)架112的支撐板113，搖桿1211固定于支撐板113上。
[0031]如圖1所示，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12還包括安裝于第一機(jī)架111上的調(diào)節(jié)螺桿122，調(diào)節(jié)螺桿122的中心軸與機(jī)架11的中心軸重合，滑塊1212套設(shè)在調(diào)節(jié)螺桿122上，調(diào)節(jié)螺桿122上還套設(shè)有套管1221和彈簧1214，套管1221套在滑塊1212和調(diào)節(jié)螺桿122之間，便于滑塊1212沿調(diào)節(jié)螺桿122來回滑動，彈簧1214位于滑塊1212與第一機(jī)架111之間，用于調(diào)節(jié)滑塊1212和第一機(jī)架111之間的距離，調(diào)節(jié)螺桿122上遠(yuǎn)離滑塊1212的一端設(shè)有鎖緊螺母123，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿122可以改變滑塊1212的初始位置與第一機(jī)架111之間的距離，可以對彈簧1214施加預(yù)壓力，調(diào)節(jié)完后利用鎖緊螺母123進(jìn)行鎖緊。
[0032]傳動系統(tǒng)13包括電機(jī)131、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137，電機(jī)131通過與電機(jī)131連接的輸入軸132帶動所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133，交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133與第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135之間通過中間軸134傳動，第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137之間通過傳動軸136傳動。
[0033]其中，第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137設(shè)在搖桿1211上，搖桿1211包括輪腿組，輪腿組包括兩個安裝于支撐板113兩側(cè)的相互對稱的輪腿12111，兩個輪腿12111通過傳動軸136與支撐板113鉸接，輪腿12111遠(yuǎn)離支撐板113的一端安裝有輸出軸139，輸出軸139上安裝有驅(qū)動輪1392，驅(qū)動輪1392與管道的內(nèi)壁貼合;傳動軸136上安裝有第一帶輪1371，輸出軸139上安裝第二帶輪1372，第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137包括第一帶輪1371、第二帶輪1372以及與第一帶輪1371和第二帶輪1372共同配合的第一同步帶1373，第二帶輪1372直徑大于第一帶輪1371直徑，優(yōu)選地，第一帶輪1371和第二帶輪1372之間設(shè)有張緊裝置1374，張緊裝置1374固定在兩個輪腿12111之間，對第一同步帶1373起到張緊的作用，保證了傳動的可靠性。
[0034]交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133，包括主動斜齒輪1331，主動斜齒輪1331設(shè)在輸入軸132上，主動斜齒輪1331與從動斜齒輪1332嚙合，從動斜齒輪1332固定于中間軸134上，中間軸134為第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135提供動力，從動斜齒輪1332的個數(shù)與四桿機(jī)構(gòu)121的個數(shù)相對應(yīng)，由于從動斜齒輪1332與同一個主動斜齒輪1331嚙合，使得不同從動斜齒輪1332的轉(zhuǎn)動速度相同。
[0035]如圖2所示，第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135包括第三帶輪1351和第四帶輪1352，第三帶輪1351和第四帶輪1352共同與第二同步帶1353配合，第三帶輪1351和第四帶輪1352分別固定于中間軸134和傳動軸136上。
[0036]以上傳動系統(tǒng)13的配合，使得第一級同