一种单驱双向蠕行式管道清理机器人的制作方法

文档序号:12768774阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,包括前机体组件(1)、传动组件(2)和后机体组件(3);

其中,所述传动组件(2)由一个动力驱动,且通过连杆机构、齿轮机构和等休凸轮机构的传动作用,实现前机体组件(1)和后机体组件(3)沿径向的交替收缩与支撑,以及前机体组件(1)和后机体组件(3)之间的轴向伸缩,同时实现清淤刀盘(1-2)的同步旋转,从而实现机器人沿水平管道正反双向的蠕动式行走以及管道清理作业。

2.根据权利要求1所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述前机体组件(1)包括前机壳(1-1)、清淤刀盘(1-2)、前机架(1-3)、上下两侧的前弹性伸缩臂(1-4)以及左右两侧的前弹性支撑轮(1-5);

其中,所述前机壳(1-1)套装在前机架(1-3)外,且与前机架(1-3)固接;清淤刀盘(1-2)设置于前机架(1-3)前侧,其包括轮盘(1-2-3)、沿轮盘(1-2-3)周向均布的刀杆(1-2-2)以及与刀杆(1-2-2)固接的清淤刀片(1-2-1);

所述前弹性伸缩臂(1-4)包括弹性橡胶垫(1-4-1)、滑动杆(1-4-2)、第一压簧(1-4-3)、弹簧限位片(1-4-4)以及滚子(1-4-5),且弹性橡胶垫(1-4-1)设置于滑动杆(1-4-2)的顶端;所述第一压簧(1-4-3)套装在滑动杆(1-4-2)上,并通过滑动杆(1-4-2)底部的弹簧限位片(1-4-4)实现第一压簧(1-4-3)的下限位;滑动杆(1-4-2)一侧外壁处设置有连通底部的凹槽(1-4-6),所述滚子(1-4-5)通过支撑杆(1-4-7)安装于凹槽(1-4-6)底部,并通过支撑杆(1-4-7)沿凹槽(1-4-6)的滑动固定实现滚子(1-4-5)与滑动杆(1-4-2)间距的调整;所述前弹性伸缩臂(1-4)的底部穿过前机壳(1-1),并通过前机壳(1-1)实现滑动杆(1-4-2)上第一压簧(1-4-3)的上限位;

所述前弹性支撑轮(1-5)包括伸缩轴(1-5-2)、套设于伸缩轴(1-5-2)外的伸缩套(1-5-3)及设置于伸缩轴(1-5-2)顶端的轮子(1-5-1),且伸缩套(1-5-3)内设置有与伸缩轴(1-5-2)底部相连的第二压簧,通过第二压簧实现伸缩轴(1-5-2)与伸缩套(1-5-3)的伸缩运动;所述前弹性支撑轮(1-5)通过伸缩套(1-5-3)设置于前机壳(1-1)的左右两侧。

3.根据权利要求2所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述后机体组件(3)包括后机壳(3-1)、后机架(3-2)、上下两侧的后弹性伸缩臂(3-3)以及左右两侧的后弹性支撑轮(3-4);其中,所述后机壳(3-1)套装在后机架(3-2)外,且与后机架(3-2)固接;所述后弹性伸缩臂(3-3)及后弹性支撑轮(3-4)的结构分别与前机体组件(1)中的前弹性伸缩臂(1-4)、前弹性支撑轮(1-5)相同。

4.根据权利要求3所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述传动组件(2)包括旋转电机(2-6)、刀盘驱动组件、前驱组件、后驱组件及中驱组件;其中,所述旋转电机(2-6)设置于后机架(3-2)前侧,其穿过后机架(3-2)前侧板的输出轴上套设有第一直齿轮(2-7),且第一直齿轮(2-7)与后机架(3-2)前侧板的后侧相贴合;

所述中驱组件包括连接前机架(1-3)与后机架(3-2)的若干导向机构、传动机构(2-12)及曲柄连杆机构;所述导向机构包括设置于前机架(1-3)后侧板上的导向杆(2-4)及设置于后机架(3-2)前侧板上的直线轴承(2-5),通过导向杆(2-4)与直线轴承(2-5)的滑动配合实现前机架(1-3)与后机架(3-2)的伸缩连接;

所述传动机构(2-12)包括一组相适配的滑动轴(2-12-3)及轴承套(2-12-5),所述轴承套(2-12-5)的侧壁上设置有长条形通槽(2-12-6),且滑动轴(2-12-3)的侧壁上设置有圆柱销(2-12-4),通过圆柱销(2-12-4)与通槽(2-12-6)的滑动配合实现滑动轴(2-12-3)与轴承套(2-12-5)的同步转动及伸缩滑动;所述滑动轴(2-12-3)远离轴承套(2-12-5)的一侧贯穿前机架(1-3)的后侧板,且滑动轴(2-12-3)上设置有两个第一限位环(2-12-2),所述第一限位环(2-12-2)分别与前机架(1-3)后侧板的前后两侧相贴合,通过两个第一限位环(2-12-2)限制滑动轴(2-12-3)相对于前机架(1-3)后侧板的轴向滑动;所述轴承套(2-12-5)远离滑动轴(2-12-3)的一侧贯穿后机架(3-2)的前侧板,且轴承套(2-12-5)上设置有第二限位环(2-12-7)及第二直齿轮(2-12-8),所述第二限位环(2-12-7)与后机架(3-2)前侧板的前侧相贴合,第二直齿轮(2-12-8)与后机架(3-2)前侧板的后侧相贴合;通过第二限位环(2-12-7)及第二直齿轮(2-12-8)限制轴承套(2-12-5)相对于后机架(3-2)前侧板的轴向滑动,且第二直齿轮(2-12-8)与第一直齿轮(2-7)啮合传动;所述滑动轴(2-12-3)远离轴承套(2-12-5)的一端套设有第一锥齿轮(2-12-1),且轴承套(2-12-5)远离滑动轴(2-12-3)的一端套设有第二锥齿轮(2-12-9);

所述前驱组件包括设置于前机架(1-3)内的前转轴(2-15)、前等休凸轮组(2-3)及第三锥齿轮(2-14),且前等休凸轮组(2-3)及第三锥齿轮(2-14)套设于前转轴(2-15)上;所述第三锥齿轮(2-14)与第一锥齿轮(2-12-1)啮合传动,并带动前转轴(2-15)及前等休凸轮组(2-3)的同步转动;所述前等休凸轮组(2-3)包括两个完全相同的前等休凸轮,且两个前等休凸轮180°错位叠装;所述前机体组件(1)中上下两侧的前弹性伸缩臂(1-4)底部的滚子(1-4-5)分别与两个前等休凸轮抵触安装,通过两个前等休凸轮实现两个前弹性伸缩臂(1-4)的同步径向伸缩调整;

所述后驱组件包括设置于后机架(3-2)内的后转轴(2-8)、后等休凸轮组(2-9)及第四锥齿轮(2-10),且后驱组件的连接结构与前驱组件相同;所述第四锥齿轮(2-10)与第二锥齿轮(2-12-9)啮合传动,并带动后转轴(2-8)及后等休凸轮组(2-9)的同步转动;所述后等休凸轮组(2-9)包括两个完全相同的后等休凸轮,通过两个后等休凸轮实现两个后弹性伸缩臂(3-3)的同步径向伸缩调整;

所述刀盘驱动组件包括第五锥齿轮(2-16)、带传动机构(2-2)及刀盘转轴(2-1),所述第五锥齿轮(2-16)与第三锥齿轮(2-14)啮合传动,并通过带传动机构(2-2)带动刀盘转轴(2-1)的转动,且清淤刀盘(1-2)的轮盘(1-2-3)套设于刀盘转轴(2-1)穿过前机架(1-3)前侧板的一侧;

所述曲柄连杆机构包括设置于前机架(1-3)及后机架(3-2)左右两侧的连杆(2-13)及曲柄(2-11),且曲柄(2-11)套设于延伸至后机架(3-2)外的后转轴(2-8)上而与后转轴(2-8)同步转动;所述连杆(2-13)的一端铰接于前机架(1-3)的左/右侧板上,其另一端铰接于该侧的曲柄(2-11)上,通过曲柄连杆机构实现前机体组件(1)和后机体组件(3)之间的轴向伸缩调整。

5.根据权利要求4所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述清淤刀盘(1-2)的刀杆(1-2-2)及清淤刀片(1-2-1)均为可拆卸式。

6.根据权利要求4所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述支撑杆(1-4-7)上开有第一长槽,且凹槽(1-4-6)内开有第一螺纹孔,通过紧固螺栓穿过第一长槽后与第一螺纹孔的紧固配合实现支撑杆(1-4-7)沿凹槽(1-4-6)的伸缩调整。

7.根据权利要求4所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述伸缩套(1-5-3)的侧壁上开有第二长槽,且伸缩轴(1-5-2)的侧壁上设置有第二圆柱销,通过第二圆柱销与第二长槽的配合限制伸缩轴(1-5-2)沿伸缩套(1-5-3)的伸缩运动。

8.根据权利要求4所述的一种单驱双向蠕行式管道清理机器人,其特征在于,所述前等休凸轮的远休止角小于180°。

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