一种行走装置及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器运动技术领域，尤其涉及一种行走装置及机器人。

背景技术：

随着科学技术的发展以及工作任务复杂性的增加，在现代的工业领域里，机器人已经逐渐成为一种不可缺少的设备，充分的发挥着它的优势，改变着我们的生活。

不少劳动条件恶劣、生产要求苛刻的场合里，工业机器人代替人力劳动已经是必然的趋势。如管道作业，管道是当代重要的物质运输工具之一，在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中，管道作为一种有效的物料运输手段而得到广泛的应用。管道在使用过程中，由于各种因素的影响，会形成各种管道损伤和污渍，如果不及时对管道检测、清理就可能会产生事故或者造成不必要的损失浪费，因此需要通过管道行走装置或管道机器人来实现对管道内部的检测维修或清理。

但是现有管道行走装置大多结构复杂，价格昂贵而且体积较大，导致适用性不强，因此，如何提高管道行走装置的适用性成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例为了有效克服现有技术所存在的上述缺陷，创造性地提供一种行走装置，所述行走装置包括主体框架和张紧机构，所述主体框架上设有驱动机构，所述张紧机构安装于所述主体框架外侧并与所述驱动机构活动连接，所述张紧机构用于与管道工作面内壁相接触，所述管道工作面沿第一方向延伸，所述驱动机构用于驱动所述张紧机构在所述工作面内壁沿第二方向进行张合运动，从而带动所述行走装置在所述工作面上沿第一方向前进或后退，所述第二方向与所述第一方向成一斜角。

在一可实施方式中，所述张紧机构包括张紧件和限位件，所述限位件活动连接于所述主体框架上并设有限位孔洞；所述张紧件一端穿设于所述限位孔洞中，另一端与所述驱动机构活动连接，所述张紧件与所述第一方向形成第一夹角；所述驱动机构用于驱动所述张紧件在所述主体框架上沿所述第一方向前进或后退，从而带动所述张紧机构沿所述第二方向进行张合运动。

在一可实施方式中，所述张紧机构为一个或多个，当所述张紧机构为多个时，所述多个张紧机构对称安装于所述主体框架外侧。

在一可实施方式中，所述张紧机构还包括拉簧，所述拉簧一端连接于所述张紧件，另一端连接于所述驱动机构。

在一可实施方式中，所述驱动机构包括电机和滑动装置，所述滑动装置滑动安装在所述主体框架上，所述张紧机构活动连接在所述滑动装置上，所述电机与所述滑动装置相连接，并用于驱动所述滑动装置沿所述第一方向前进或后退，从而带动所述张紧机构沿所述第一方向前进或后退。

在一可实施方式中，所述滑动装置包括连接于所述电机的输出端的丝杠，以及套设在所述丝杠上的滑套，所述张紧机构活动连接在所述滑套上，所述丝杠沿所述第一方向设置，所述电机用于驱动所述丝杠进行顺时针或逆时针的旋转运动，从而带动所述滑套沿所述第一方向前进或后退，进而带动所述张紧机构沿所述第一方向前进或后退。

在一可实施方式中，所述滑套包括内滑套、外滑套和滑套连接杆，所述内滑套套设连接在所述丝杠上，所述丝杠安装于所述主体框架内部；所述外滑套套设连接在所述主体框架表面，并通过所述滑套连接杆与所述内滑套相连接；所述主体框架上设有多条沿所述第一方向设置的条形孔洞，所述滑套连接杆一端连接所述内滑套，另一端从所述条形孔洞穿设出去并连接于所述外滑套。

在一可实施方式中，所述行走装置还包括移动机构，所述移动机构安装在所述主体框架表面，用于带动所述行走装置在所述工作面上沿所述第一方向前进或后退。

在一可实施方式中，所述移动机构包括多个滚轮，所述主体框架表面设有多根滚轮支架，所述多根滚轮支架沿所述第一方向均匀间隔排列设置，所述多个滚轮均匀间隔穿设在所述滚轮支架上。

本实用新型另一方面提供一种机器人，其特征在于，所述机器人包括一个或多个上述中任一项所述的行走装置，当所述机器人包括多个所述行走装置时，所述多个行走装置之间依次首尾相连。

本实用新型实施例提供了一种包括有张紧机构的行走装置及机器人，行走装置的主体框架上设有驱动机构，张紧机构安装于主体框架外侧并贴紧于管道工作面，驱动机构驱动张紧机构沿第二方向进行张合运动，在张紧机构进行张开或闭合运动时，张紧机构会对管道工作面施加以不同方向的压力，这样管道工作面便会对张紧机构给予一相对方向的反作用力，从而推动行走装置在工作面上能够沿第一方向前进或后退。本实用新型实施例通过设置一可活动的张紧机构，并通过驱动张紧机构进行张合运动来使其对工作面产生不同方向的压力，从而利用工作面所产生的反作用力来推动行走装置向前或向后进行运动，这样的行走装置结构简单，便于生产，而且体积小，搭载作业装置后可适用于生活中的各种场景，有效提升了行走装置的适用性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所提供的一种行走装置的组成结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所提供的一种行走装置的一种剖面图；

图3为本实用新型一实施例所提供的一种机器人的组成结构示意图；

图4为本实用新型一实施例所提供的一种活动连接件的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1为本实用新型一实施例所提供的一种行走装置的组成结构示意图，请参考图1。

本实用新型实施例一方面提供一种行走装置，行走装置包括主体框架1和张紧机构2，主体框架1上设有驱动机构3，张紧机构2安装于主体框架1外侧并与驱动机构3活动连接，张紧机构2与管道工作面内壁相接触，管道工作面沿第一方向延伸，驱动机构3用于驱动张紧机构2在工作面内壁沿第二方向进行张合运动，从而带动行走装置在工作面上沿第一方向前进或后退，第二方向与第一方向成一斜角。

本实用新型实施例提供了一种包括有张紧机构2的行走装置，行走装置的主体框架1上设有驱动机构3，张紧机构2安装于主体框架1外侧并贴紧于管道工作面，驱动机构3驱动张紧机构沿第二方向进行张合运动，在进行张开或闭合运动时，张紧机构2会对管道工作面施加以不同方向的压力，这样管道工作面便会对张紧机构2给予一相对方向的反作用力，从而推动行走装置在工作面上能够沿第一方向前进或后退。本实用新型实施例通过设置一可活动的张紧机构2，并通过驱动张紧机构2进行张合运动来使其对工作面产生不同方向的压力，进而利用工作面所产生的反作用力来推动行走装置向前或向后进行运动，这样的行走装置结构简单，便于生产，而且体积小，搭载作业装置后可适用于生活中的各种场景，有效提升了行走装置的适用性。

其中，主体框架1可以为适应于管道工作面的环形或长方体等形状；张紧机构2也可以为弧形或扇形、甚至环形等形状，本实用新型实施例在此不对主体框架1以及张紧机构2的具体形状进行限制。

图2为本实用新型一实施例所提供的一种行走装置的一种剖面图，请参考图2。

在一可实施方式中，张紧机构2包括张紧件201和限位件202，限位件202活动连接于主体框架1上并设有限位孔洞；张紧件201一端穿设于限位孔洞中，另一端与驱动机构3活动连接，张紧件201与第一方向形成第一夹角；驱动机构3用于驱动张紧件201在主体框架1上沿第一方向前进或后退，从而带动张紧机构2沿第二方向进行张合运动。

本实用新型实施例中，张紧机构2中的张紧件201一端与驱动机构3活动连接，并通过驱动机构3的驱动力来实现在第一方向上的前进或后退，另一端穿设在限位件202的限位孔洞中，其中限位孔洞由于位于主体框架1外侧，因此限位孔洞相对于主体框架1具有一定高度，这样使得张紧件201便能够与主体框架1，即第一方向形成第一夹角。由于主体框架1与管道内壁工作面相平行，因此当张紧件201与主体框架1形成第一夹角时，张紧件201同时与所抵接的管道内壁工作面之间也形成了第一夹角。当驱动机构3驱动张紧件201在第一方向上前进时，由于限位孔洞高度不变，因此张紧件201与主体框架1，即第一方向之间的夹角变小，即带动张紧机构2闭合时，使得张紧件201与管道内壁工作面之间的夹角也相应变小，导致管道内壁工作面给予张紧件201的在第一方向上的反作用力相应变大，因此推动了张紧件201以及行走装置沿第一方向往前运动；而当驱动机构3驱动张紧件201在第一方向上后退时，由于限位孔洞高度不变，因此张紧件201与第一方向之间的夹角变大，即带动张紧机构2张开时，使得张紧件201与管道内壁工作面之间的夹角也相应变大，导致管道内壁工作面给予张紧件201的在第一方向上的反作用力相应变小，甚至往反方向给予作用力，使得张紧件201以及行走装置能够沿第一方向往后运动。本实用新型实施例通过设置张紧机构2内部之间，以及与驱动机构3之间的位置结构关系来实现推动行走装置进行不同方向的运动，结构简单，鲁棒性高。

在一可实施方式中，张紧机构2为一个或多个，当张紧机构2为多个时，多个张紧机构2对称安装于主体框架1外侧。

本实用新型实施例中，张紧机构2可以为一个或多个，当张紧机构2为一个时，可以将其设置为环形，即将张紧件201设置为环形张紧件201，并且将限位件202也设置为环形限位件202，环形限位件202上设置有环形限位孔洞；将环形张紧件201一端连接于驱动机构3，另一端穿设于环形限位孔洞中，并与管道内壁工作面相抵接，同样能够达到利用管道内壁工作面推动行走装置进行运动的效果，而且环形的结构还有利于增加结构稳定性。当张紧机构2为多个时，多个张紧机构2可以相对于主体框架1轴心左右对称设置，使得当张紧机构2与管道内壁工作面相抵接时，管道内壁能够对行走装置施以各个方向上较为对称的反作用力，从而有利于增加行走装置的运动稳定性，而且能够提高运动速率。当然，多个张紧机构2还可以相对于主体框架1前后对称设置，即形成多层张紧机构2共同配合进行张合运动，从而能够大大增加行走装置的运动速度。

在一可实施方式中，张紧机构2还包括拉簧203，拉簧203一端连接于张紧件201，另一端连接于驱动机构3，拉簧203位于张紧件201沿第一方向上的前侧。本实用新型实施例中，通过在张紧件201上连接拉簧203，并且拉簧203与张紧件201共同连接与驱动机构3的方式，使得拉簧203能够跟随张紧件201共同运动；并且，由于拉簧203位于张紧件201沿第一方向上的前侧，使得拉簧203能够给张紧件201以一个向前的拉力，增加张紧机构2的的结构稳定性，并使其运动更为流畅。

在一可实施方式中，驱动机构3包括电机301和滑动装置302，滑动装置302滑动安装在主体框架1上，张紧机构2活动连接在滑动装置302上，电机301与滑动装置302相连接，并用于驱动滑动装置302沿第一方向前进或后退，从而带动张紧机构2沿第一方向前进或后退。

本实用新型实施例中，驱动机构3包括电机301和由电机301驱动的滑动装置302，其中滑动装置302滑动安装在主体框架1上，使得当电机301驱动时，滑动装置302能够带动张紧机构2在主体框架1上沿第一方向进行运动。其中滑动装置302具体可以为滑轨与滑动件，滑轨沿第一方向固定安装在主体框架1上，滑动件滑设于滑轨上，张紧机构2与滑动件活动连接，这样，当电机301直接驱动滑动件在滑轨上进行运动时，便能使张紧机构2也能在主体框架1上沿第一方向进行运动；当然滑动装置302具体也可以为其他结构形式，本实用新型在此不对滑动装置302的具体结构进行限制。

在一可实施方式中，滑动装置302包括连接于电机301的输出端的丝杠3021，以及套设在丝杠3021上的滑套3022，张紧机构2活动连接在滑套3022上，丝杠3021沿第一方向设置，电机301用于驱动丝杠3021进行顺时针或逆时针的旋转运动，从而带动滑套3022沿第一方向前进或后退，进而带动张紧机构2沿第一方向前进或后退。本实用新型实施例中，通过将滑套3022套设在丝杠3021上，使得当电机301驱动丝进行逆时针或顺时针旋转时，能够带动滑套3022以及连接于滑套3022的张紧机构2沿第一方向前进或后退，这种方式结构简单，成本较低而且安装简便。

在一可实施方式中，滑套3022包括内滑套、外滑套和滑套连接杆，内滑套套设连接在丝杠3021上，丝杠3021安装于主体框架1内部；外滑套套设连接在主体框架1表面，并通过滑套连接杆与内滑套相连接；主体框架1上设有多条沿第一方向设置的条形孔洞，滑套3022连接杆一端连接内滑套，另一端从条形孔洞穿设出去并连接于外滑套。

本实用新型实施例通过将内滑套套设在主体框架1内部的丝杠3021上，将外滑套3022套设在主体框架1表面，能够有效减小行走装置的体积。并且本实用新型实施例通过在主体框架1上设置多条条形孔洞，以使滑套3022连接杆能够通过条形孔洞连接内滑套和外滑套的方式，不仅结构简单，而且还有利于降低行走装置的重量，便于运输。具体的，当电机301驱动丝杠3021进行逆时针或顺时针旋转时，套设于丝杠3021上的内滑套便可以沿第一方向前进或后退，从而内滑套可以带动滑套连接杆通过沿第一方向设置的条形孔洞进行运动，并最终使得外滑套也能够沿第一方向前进或后退。

在一可实施方式中，行走装置还包括移动机构，移动机构安装在主体框架1表面，用于带动行走装置在工作面上沿第一方向前进或后退。

本实用新型实施例中，行走装置上还设有移动机构，当张紧机构2通过张合运动来利用管道内壁工作面的反作用力来推动行走装置向前移动时，行走装置还可以通过设置在主体框架1表面的移动机构来协助运动，使行走装置能够更加灵活的行走。其中移动机构具体可以安装在主体框架1的周面上；或者通过在主体框架1的头部和尾部设置连接件的方式，将移动机构活动安装在主体框架1的头部和尾部；移动机构具体可以为履带或万向轮等，本实用新型在此不对移动机构的具体结构和安装位置进行限制。本实用新型实施例中的移动机构还可以起到一定支撑作用，防止主体框架1于管道内壁发送碰撞，不仅能够协助运动，还能够起到保护行走装置的作用。

在一可实施方式中，移动机构包括多个滚轮4，主体框架1表面设有多根滚轮支架5，多根滚轮支架5沿第一方向均匀间隔排列设置，多个滚轮4均匀间隔穿设在滚轮支架5上。本实用新型实施例通过在主体框架1表面均匀间隔排列设置多根滚轮支架5，并在滚轮支架5上均匀间隔穿设滚轮4的方式，使得行走装置能够被多个滚轮4较为均匀的支撑并行走，这些均匀间隔设置的滚轮4不仅能够保护到主体框架1的各个部位，而且还能使整个行走装置保持在一个较为稳定的行走状态，有利于提高行走装置的稳定性。

图3为本实用新型一实施例所提供的一种机器人的组成结构示意图，请参考图3。

本实用新型另一方面提供一种机器人，机器人包括一个或多个上述任一项的行走装置。

本实用新型实施例提供了一种包括有一个或多个上述行走装置的机器人，当包括有多个上述行走装置时，多个行走装置之间依次首尾相连，多个行走装置之间可以进行活动连接，以增加机器人转弯时的灵活性。其中，请参考图4，优选的活动连接件6为铰链和柔性连接件。包括有多个行走装置的机器人具有更好的负载能力，能够搭载更多作业装置，从而可以实现在管道中进行运输，对管道进行检测、清理甚至维修工作。

其中，行走装置包括有张紧机构2，行走装置的主体框架1上设有驱动机构3，张紧机构2安装于主体框架1外侧并贴紧于管道工作面，驱动机构3驱动张紧装置沿第二方向进行张合运动，在进行收缩或伸展运动时，张紧机构2会对管道工作面施加以不同方向的压力，这样管道工作面便会对张紧机构2给予一相对方向的反作用力，从而推动行走装置在工作面上能够沿第一方向前进或后退。本实用新型实施例通过设置一可活动的张紧机构2，通过驱动张紧机构2进行张合运动来使其对工作面产生不同方向的压力，并利用工作面所产生的反作用力来推动行走装置向前或向后进行运动。本实用新型实施例中的机器人结构简单，便于生产，而且体积小，搭载作业装置后可适用于生活中的各种场景，有效提升了机器人的适用性。

其中主体框架1可以为适应于管道工作面的环形或长方体等形状；张紧机构2也可以为弧形或扇形、甚至环形等形状，本实用新型实施例在此不对主体框架1以及张紧机构2的具体形状进行限制。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。