两端的身座102与弹簧杆固定座203之间。具体连接为:每组中两根外折叠杆202的一端分别铰接于弹簧杆固定座203，每组中两根外折叠杆202的另一端与该组中两根内折叠杆201的一端通过销轴铰接，每组中两根内折叠杆201的另一端分别通过销轴与身座102上的耳板104铰接，每组中的弹簧204的扭转部分缠绕在该组中内、外折叠杆201、202铰接的销轴上，每组中弹簧204的一端由弹黃杆固定座203芽过、并固定在弹黃固定螺钉306上,每组中弹黃204的另一端由内折叠杆201与耳板104铰接的销轴处绕过，并固定在内弹簧固定螺钉103上。弹簧折叠机构2通过弹簧204的弹力实现驱动模块的扩张直径和仰俯角度的自适应调节，使管道移动机构能够适应不同管径、渐变管径及弯转管道。
[0033]本实施例电机驱动机构3中的传动机构包括锥齿轮轴303、第一锥齿轮304及第二锥齿轮305，该锥齿轮轴303转动安装在固定箱302上，锥齿轮轴303的两端分别与固定箱302两侧的驱动模块履带轮系4相连；第一锥齿轮304与驱动电机301的输出端相连，第二锥齿轮305安装在锥齿轮轴303上，并与第一锥齿轮304相啮合。
[0034]如图6所示，驱动模块履带轮系4包括履带轮401、履带402及履带轮挡板403，本实施例固定箱302每侧的履带轮401数量相同、均为四个，每侧的四个履带轮401之间通过位于每侧各履带轮401外侧的一块履带轮挡板403相连，并在每侧的四个履带轮401上套有一条履带402 ;每侧的第一个履带轮401分别与锥齿轮轴303固接，与锥齿轮轴303上的第二锥齿轮305同步旋转。每侧中间的两个履带轮401能够防止履带402在运动过程中变形塌陷。驱动模块履带轮系4安装在电机驱动机构3上，电机驱动机构3通过弹簧折叠机构2与中心固定组件I相连，成为管道移动机构的一条“腿”;管道移动机构中有三条这样的“腿”，均匀分布在中心固定组件I中躯干101的圆周上。
[0035]本发明的工作原理为:
[0036]如图7所示，将管道移动机构的三个驱动模块向中心固定组件I中的躯干101方向压缩，使弹簧折叠机构2中的弹簧204变形，然后将管道移动机构沿管道方向放入直管道5中。放开后，弹簧折叠机构2中的弹簧204将向原来的状态变化，该管道移动机构的直径也将逐渐变大。当驱动模块履带轮系4中的履带402接触到直管道5的管壁后，弹簧204停止变形，管壁对履带402产生正压力及摩擦力。此时，对三个电机驱动机构3中的驱动电机301通电使其旋转，运动通过第一、二锥齿轮304、305传递到履带轮401和履带402上，实现管道移动机构的前进。当将通入驱动电机301的电流方向改变，驱动电机301实现反转，则带动管道移动机构后退。
[0037]如图8所示，将管道移动机构放入“L”形管道6的入口 ；当管道移动机构通过直管段接触到“L”形管段时，驱动管道移动机构向前。由于“L”形弧度外侧的管壁一直保持与履带402接触，而内侧的管壁则在转弯处与履带402脱离，所以“L”形弧度外侧的管壁通过履带402对管道移动机构产生一个与弯管弧度的切线方向相同的摩擦力，在该摩擦力的带动下使管道移动机构转向，当管道移动机构进入下一段直管段时继续前进。
【主权项】
1.一种具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:包括中心固定组件(I)、弹簧折叠机构(2 )、电机驱动机构(3 )及驱动模块履带轮系(4)，其中中心固定组件(I)的周向均布有多个电机驱动机构(3 )，每个电机驱动机构(3 )分别通过所述弹簧折叠机构(2 )与中心固定组件(I)相连，所述电机驱动机构(3)的两侧均安装有驱动模块履带轮系(4);所述电机驱动机构(3)与中心固定组件(I)之间的径向距离通过弹簧折叠机构(2)的伸缩改变、以适应不同直径的管道，所述管道移动机构通过电机驱动机构(3)的驱动在不同直径的管道内移动，至少一个电机驱动机构(3)两侧的驱动模块履带轮系(4)在移动过程中始终与管道内壁抵接。2.按权利要求1所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述弹簧折叠机构(2)包括两组内折叠杆(201)、外折叠杆(202)、弹簧杆固定座(203)及弹簧(204)，所述电机驱动机构(3)的两端分别安装有弹簧杆固定座(203)，每组中外折叠杆(202)的一端分别铰接于所述弹簧杆固定座(203)，每组中外折叠杆(202)的另一端与该组中内折叠杆(201)的一端铰接，每组中内折叠杆(201)的另一端铰接于所述中心固定组件(I)上，每组中的弹簧(204)缠绕在该组中所述内、外折叠杆(201、202)的铰接处，所述弹簧(204)的一端由所述弹簧杆固定座(203)穿过、并连接于所述电机驱动机构(3)上，弹簧(204)的另一端由所述内折叠杆(201)与中心固定组件(I)的铰接处绕过、并连接于所述中心固定组件(I)上。3.按权利要求2所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:每组中的内、外折叠杆(201、202)各两根，两根内折叠杆(201)相互平行，两根外折叠杆(202)相互平行；所述两根内折叠杆(201)的一端通过销轴与两根外折叠杆(202)的另一端铰接，所述弹簧(204)缠绕在所述销轴上；所述两根内折叠杆(201)的另一端通过销轴与中心固定组件(I)铰接，所述弹簧(204)的另一端由该销轴绕过，连接于所述中心固定组件(I)上。4.按权利要求2或3所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述中心固定组件(I)包括躯干(101)、身座(102)及内弹簧固定螺钉(103)，该躯干(101)的两端分别安装有身座(102)，每端的身座(102)分别与各弹簧折叠机构(2)每组中内折叠杆(201)的另一端铰接；所述躯干(101)上设有内弹簧固定螺钉(103)，每组中弹簧(204)的另一端分别固定在所述内弹簧固定螺钉(103 )上。5.按权利要求4所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述躯干(101)为中空圆柱，两端的身座(102)为圆环形，在所述躯干(101)中间的圆周面上均布有多个内弹簧固定螺钉(103)。6.按权利要求2或3所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述电机驱动机构(3 )包括驱动电机(301)、固定箱(302 )、传动机构及弹簧固定螺钉(306 )，该固定箱(302)的两端分别安装有所述弹簧杆固定座(203)，并在固定箱(302)的两侧分别设有驱动模块履带轮系(4);所述驱动电机(301)位于固定箱(302)内，通过所述传动机构驱动两侧的驱动模块履带轮系(4)移动；所述弹簧固定螺钉(306)安装在固定箱(302)上，所述弹簧(204)的一端固定在弹簧固定螺钉(306)上。7.按权利要求6所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述传动机构包括锥齿轮轴(303)、第一锥齿轮(304)及第二锥齿轮(305)，该锥齿轮轴(303)转动安装在所述固定箱(302)上，锥齿轮轴(303)的两端分别与固定箱(302)两侧的驱动模块履带轮系(4)相连；所述第一锥齿轮(304)与所述驱动电机(301)的输出端相连，所述第二锥齿轮(305)安装在锥齿轮轴(303)上，并与所述第一锥齿轮(304)相啮合。8.按权利要求6所述具有自适应功能的管道移动机构，其特征在于:所述驱动模块履带轮系(4)包括履带轮(401)、履带(402)及履带轮挡板(403),所述固定箱(302)每侧的履带轮(401)数量相同、均为多个，每侧的各履带轮(401)之间通过位于每侧各履带轮(401)外侧的履带轮挡板(403)相连，每侧的第一个履带轮(401)分别与所述锥齿轮轴(303)相连，所述履带(402)套在各履带轮(401)上。
【专利摘要】本发明属于机械自动化工程领域，具体地说是一种具有自适应功能的管道移动机构，中心固定组件的周向均布有多个电机驱动机构，每个电机驱动机构分别通过弹簧折叠机构与中心固定组件相连，电机驱动机构的两侧均安装有驱动模块履带轮系；电机驱动机构与中心固定组件之间的径向距离通过弹簧折叠机构的伸缩改变、以适应不同直径的管道，管道移动机构通过电机驱动机构的驱动在不同直径的管道内移动，至少一个电机驱动机构两侧的驱动模块履带轮系在移动过程中始终与管道内壁抵接。本发明结构简单、紧凑，配套设备少且操作简单，能够自适应不同直径的管道，实现在管道中的前进、后退并能够随管道的弯曲进行转向。
【IPC分类】F16L55/28, F16L101/10
【公开号】CN104976485
【申请号】CN201410143469
【发明人】李斌, 王聪, 李志强, 郑怀兵, 张国伟
【申请人】中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月10日