一种管道内用于切割障碍的机器人平台的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明属于管道机器人技术领域，尤其涉及一种管道内用于切割障碍的机器人平台ο
【背景技术】
[0002]目前管道机器人主要用于管道勘测，管道清理等，用于管道内大的和不好清理的堆积物，机器人无法顺利清理，往往人工使用水枪冲击达到疏通的目的，但是因为堆积物没有被完全切割和破坏，所以经常被冲掉的堆积物又在另一个管道处慢慢积累产生堆积发生堵塞，所以如何让机器人自主地清理掉大的和不容易清理的管道堆积物是非常需要解决的问题。
[0003]本发明设计一种管道内用于切割障碍的机器人平台解决如上问题。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种管道内用于切割障碍的机器人平台，它是采用以下技术方案来实现的。
[0005]—种管道内用于切割障碍的机器人平台，其特征在于:它包括驱动轮、驱动动力箱、履带、支撑侧挡板、支撑顶板、弯形杠杆架架、支撑轮、顶板上导轮、调节导轨套、调节轮、驱动轮转轴支板、调节导轨、驱动轴、导轮支撑、调节轮转轴、锥齿组、驱动轮转轴、支撑轮转轴、导轨弹簧、导轨弹簧顶块、动力箱支板、驱动轮转轴支板支撑、减震结构、杠杆轴支撑、杠杆转轴、外壳、稳定支柱、旋转柱、外壳端盖、切割电机第一支板、径向轨、切割变速箱、切割电机第二支板、切割圆锯、切割电机、径向轨固定套、齿轮、径向轨电机、外壳旋转柱固定套、外壳旋转柱、外壳固定套支板、稳定支柱电机、稳定支柱电机转轴、稳定支柱方壳、旋转柱变速箱、稳定支柱电机底座、稳定支柱螺帽、橡胶头、稳定支柱方块、旋转柱电机、旋转柱电机固定结构、径向轨电机固定结构、切割圆锯转轴、履带行走机构，其中外壳为空心半圆柱，夕卜壳安装在外壳旋转柱上，外壳旋转柱安装在外壳旋转柱固定套内部，外壳旋转柱固定套安装在外壳固定套支板上，外壳固定套支板安装在两个并列的履带行走机构的支撑侧板上；外壳可以通过外壳旋转柱与外壳旋转柱固定套的配合在履带行走机构上转动，这样的设计增加了切割范围。
[0006]对于每一个履带行走机构，其中杠杆轴支撑为一个细长平板，两侧分别安装有三条长度不同的杠杆转轴，杠杆转轴位于杠杆轴支撑每侧的一端，对于每侧一端，从外端向中点所安装的杠杆转轴长度依次减小，六条杠杆转轴在杠杆轴支撑上安装的位置之间距离相等，六条完全相同的弯形杠杆架分别以相同的形式安装在六条杠杆转轴一端，杠杆转轴长度不同的设计目的在于可以让安装在转轴上的弯形杠杆在上下摆动的空间不在一个平面内，形成了多层杠杆摆动平面，这样杠杆摆动时即不会相互干涉和发生碰撞，又能起到缓解路面起伏的目的；六条支撑轮转轴分别安装在六条弯形杠杆架下端上的圆孔处，六对支撑轮分别安装在六条支撑轮转轴两端，支撑轮可以围绕支撑轮转轴转动，在履带上用来支撑车身，六个减震结构一端分别安装在六条弯形杠杆架上且靠近杠杆转轴处，减震结构另一端均安装在支撑顶板底面；两个支撑侧板分别安装在支撑顶板两侧；在本发明中的整个机构使用时，车身是固定在顶板或者侧板上的，顶板的震动和上下起伏代表了车身的震动与起伏，顶板的稳定性和抗路面起伏的特性代表了车身内部的舒适性，顶板通过六个减震结构安装在弯形杠杆上，进而将车身的重量分布到了六个杠杆上，六个减震结构均安装在对应弯形杠杆架上且靠近杠杆转轴处，目的在于杠杆围绕转轴转动，杠杆上各点中越靠近转轴的点摆动幅度越小，这样的设计能够达到如下效果:当路面起伏很大，杠杆与支撑轮接触的一端起伏必然很大，但是减震结构安装位置的起伏将会很小，加上顶板与杠杆之间为减震结构，减震结构的弹性变形会进一步减小顶板的震动，对车身起到一定的稳定作用。
[0007]上述动力箱支板安装在两侧板底面，驱动动力箱安装在动力箱支板上，两个驱动轮转轴支板支撑安装在动力箱支板一端的两侧，两个驱动轮转轴支板分别安装在两个驱动轮转轴支板支撑上，驱动轮转轴安装在两个驱动轮转轴支板上，驱动轴一端与驱动动力箱连接，另一端与驱动轮转轴中心上的锥齿组连接，一对驱动轮安装在驱动轮转轴两侧；驱动轴与驱动轮转轴垂直，驱动轴采用传统成熟锥齿组或者其他成熟的方式带动驱动转轴转动。
[0008]上述两个调节导轨套分别安装在两个支撑侧板外侧的下侧，两个调节导轨一端分别安装在两个调节导轨套内部，另一端均安装在调节轮转轴上的两侧，一对调节轮分别安装在调节轮转轴两端；导轨弹簧安装在调节导轨套内部，一端与调节导轨接触，另一端与安装在调节导轨套顶端的导轨弹簧顶块接触；因为路面的较大凸起和凹陷，导致与地面接触的履带内凹，这将会增加与地面接触履带的长度，因为履带总长一定，所以设计了调节轮能够减小调节轮与车身的距离，从而减少不与地面接触的履带的长度，起到调节与地面接触履带和不与地面接触履带的长度比例，调节轮通过调节导轨在调节导轨套内部滑动达到调节作用，导轨弹簧起到保持调节导轨有向外的力，这样不仅可以对履带起到张紧的作用而且当路面从起伏变平后对履带起到恢复作用。
[0009]上述两对顶板上导轮分别安装在两个导轮支撑上，两个导轮支撑安装在顶板上侧的两端上，履带安装在导轮、驱动轮、支撑轮和调节轮上。
[0010]本发明中的履带、驱动轮、支撑轮、调节轮、导轮的具体结构使用传统成熟技术。本发明不做特殊设计。
[0011]上述稳定支柱一端安装有橡胶头，另一端安装有稳定支柱方块，稳定支柱带有螺纹且穿过稳定支柱螺帽，稳定支柱螺帽安装在外壳上，稳定支柱安装在稳定支柱方壳中，稳定支柱方块与稳定支柱方壳内表面接触摩擦配合，稳定支柱方壳安装在稳定支柱电机转轴上，稳定支柱电机安装在稳定支柱电机底座上，稳定支柱电机底座安装在外壳底面上；在机器人切割时，机器人的稳定性对切割效率起到重要的作用；在切割时，设计稳定支柱能够在稳定支柱电机的带动下，通过稳定支柱方壳带动稳定支柱方块转动，稳定支柱随着稳定支柱方块转动，转动的稳定支柱由于螺纹与螺帽的配合，逐渐伸出外壳，直到顶住管道，与履带行走机构一起起到稳定机器人的目的。
[0012]上述旋转柱电机通过旋转柱电机固定结构安装在外壳底面上，旋转柱通过旋转柱变速箱与旋转柱电机转轴连接；径向轨固定套安装在旋转柱一端，径向轨安装在径向轨固定套内部，径向轨一侧带有齿型，径向轨电机通过径向轨电机固定结构安装在径向轨固定套上，齿轮安装在径向轨电机转轴上，齿轮与径向轨一侧的齿型配合，切割电机第一支板安装在径向轨上，切割电机安装在切割电机第一支板上，切割变速箱安装在切割电机上，切割圆锯通过切割圆锯转轴安装在切割变速箱上，切割电机第二支板安装在径向轨一端；径向轨可以在径向电机控制下在径向轨固定套上径向移动，同时径向轨还能在旋转柱电机带动下整体旋转，这些设计使切割圆锯适应管道各个方向和各个位置的切割；
[0013]作为本技术的进一步改进，上述支撑轮转轴长度相同，且六对支撑轮每侧前后对齐。支撑轮上需要安装履带，所以需要保证支撑轮转轴长度相同，支撑轮前后对齐，这将导致弯形杠杆安装在支撑轮转轴上的位置是不同的，设计中根据对齐的支撑轮的位置确定弯形杠杆与支撑轮转轴的安装位置。
[0014]作为本技术的进一步改进，上述减震结构包括杠杆减震支撑、支撑顶板减震支撑、减震弹簧、减震套件、减震内套件，其中杠杆减震支撑一端安装在弯形杠杆架上，另一端通过旋转副安装在减震内套件一端，减震套件一端安装在减震内套件上，另一端通过旋转副安装在支撑顶板减震支撑上，支撑顶板减震支撑安装在支撑顶板下侧；减震弹簧安装在减震内套件上，且一端与减震套件下端面接触，另一端与弯形杠杆架接触。减震套件比减震内套件粗，减震弹簧设计的直径保证能够允许减震弹簧套于减震内套外表面，却小于减震套件的直径，保证了减震套件能够卡住减震弹簧。
[0015]作为本技术的进一步改进，上述驱动动力箱内部可以为电机驱动，也可以为燃油发动机驱动。
[0016]作为本技术的进一步改进，上述基于杠杆组合支撑的履带行走机构可以两个或两个以上并列组合使用作为行走平台。以上履带行走机构为独立驱动的单条履带，一般车辆需要选着两条履带左右配合支撑，如坦克。
[0017]相对于传统的管道机器人技术领域，本发明中两组履带行走机构并列安装在外壳底部，外壳可以通过外壳旋转柱在履带行走机构上转动，径向轨可以在径向电