一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，它涉及一种微型管道机器人。本发明为解决现有的管道机器人体积过大，难以进入微型管道进行检测和维护的问题。本发明的管道机器人将动力源布置在管道的外部，通过柔性轴分别将行走动力和除垢动力远距离传输给机器人，完成了机器人的行走和除垢作业，实现了机器人小型化。柔性轴能适应微型管道曲率的变化，满足工业生产中多变管道的检测和维护需求。本发明用于水力、火力发电厂微型管道的检测和除垢作业。
【专利说明】
一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，具体涉及一种通过柔性轴驱动微型管道机器人的设备和方法。
【背景技术】
[0002]现阶段管道机器人的动力源采取的是布置在机器人本体内部的方式，由于受电机等驱动源尺寸的影响，目前的管道机器人体积过大，难以进入向电厂蒸汽回流管道等微型管道内部作业，影响了微型管道检测和维护作业的效率，电力运行企业对微型管道机器人有着较大的技术需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为解决现有管道机器人体积过大，难以进入微型管道内部检测的问题，提供一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人。
[0004]本发明包含外置动力源，柔性轴传动部分和球形机器人。所述的外置动力源包括四个行走驱动电机、除垢驱动电机、外置动力源底座。每个行走驱动电机的输出端与一根行走柔性驱动轴连接，四个行走驱动电机和除垢驱动电机布置在外置动力源底座上。所述的柔性轴驱动部分包括四根行走驱动软轴、除垢驱动软轴、柔性轴卡环。每根行走驱动软轴的输入端与行走驱动电机的输出端连接，输出端与球形机器人行走驱动轴连接;除垢驱动软轴的输入端与除垢驱动电机的输出端连接，输出端与球形机器人除垢驱动轴连接。四根行走驱动软轴和除垢驱动软轴通过柔性轴卡环聚拢在一起。所述的球形机器人包括球形机器人本体、四根行走驱动轴、四个行走驱动带轮、四个行走驱动带、四个行走驱动轮、除垢驱动轴、除垢驱动刀头。每根行走驱动轴的输入端与行走驱动软轴的输出端连接，每根行走驱动轴的输出端与一个行走驱动带轮连接，每个行走驱动带轮通过一条行走驱动带与一个行走驱动轮连接。除垢驱动轴的输入端与除垢驱动软轴的输出端连接，除垢驱动轴的输出端与除垢驱动刀头连接。所有的行走驱动轴、行走驱动带轮、行走驱动带、行走驱动轮、除垢驱动轴、除垢驱动刀都安装在球形机器人本体上。
[0005]本发明具有以下优点:一、驱动源的外置能够能够减小机器人本体的体积，有利于机器人设计的微型化，进而实现机器人进入微型管道作业。二、柔性轴驱动技术实现外置动力源向机器人本体长距离柔性传递动力，完成对机器人驱动的同时实现了对复杂多变管道的适应。三、球形机器人能够实现对变化管径的适应，同时在机器人经过管道弯路时具有非常好的适应性。四、本发明的提出的基于柔性轴驱动的机器人将在微型、多变管道的检测和维护上发挥巨大的作用。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的整体图，图2是本发明外置动力源的局部放大图，图3是本发明球形机器人的局部放大图，图4是柔性驱动软轴适应多变管道的外形变化图，图5是球形机器人进行管道除垢作业展示图，图6是球形机器人进行管道检测作业展示图，图7表示的是行走驱动软轴与行走驱动轮的对应连接关系。
【具体实施方式】
[0007]【具体实施方式】一:结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式包括外置动力源I，柔性轴传动部分2和球形机器人3。外置动力源I包括四个行走驱动电机1-1，1-2，1-3，1-4、除垢驱动电机1-5。行走驱动电机1-1的输出端与行走驱动软轴2-1的输入端连接，行走驱动电机1-2的输出端与行走驱动软轴2-2的输入端连接，行走驱动电机1-3的输出端与行走驱动软轴2-3的输入端连接，行走驱动电机1-4的输出端与行走驱动软轴2-4的输入端连接。除垢驱动电机1-5的输出端与除垢驱动软轴2-5的输入端连接。四个行走驱动电机和除垢驱动电机1-5全部连接在外置动力源底座1-6上。行走驱动软轴2-1的输出端与行走驱动轴3-1-1的输入端连接，行走驱动软轴2-2的输出端与行走驱动轴3-2-1的输入端连接，行走驱动软轴2-3的输出端与行走驱动轴3-3-1的输入端连接，行走驱动软轴2-4的输出端与行走驱动轴3-4-1的输入端连接。除垢驱动软轴2-5的输出端与除垢驱动轴3-5的输入端连接。四根行走驱动软轴与除垢驱动软轴2-5通过柔性轴卡环2-6聚拢在一起，沿微型管道2-7中心布置。行走驱动轴3-1-1的输出端连接行走驱动轮3-1-2，行走驱动轮3-1-2通过行走驱动带3-1-3与行走驱动轮3-1-4连接;行走驱动轴3-2-1的输出端连接行走驱动轮3-2-2，行走驱动轮3-2-2通过行走驱动带3-2-3与行走驱动轮3-2-4连接;行走驱动轴3-3-1的输出端连接行走驱动轮3-3-2，行走驱动轮3-3-2通过行走驱动带3-3-3与行走驱动轮3-3-4连接;行走驱动轴3-3-1的输出端连接行走驱动轮3-3-2，行走驱动轮3-3-2通过行走驱动带3-3-3与行走驱动轮3-4-4连接;除垢驱动轴3-5的输出端与除垢刀头3-6连接。行走驱动轴、行走驱动带轮、行走驱动轮、除垢驱动轴3-5、除垢刀头3-6全部安装在球形机器人3-7上。四个行走驱动轮与微型管道2-7通过摩擦方式接触。行走驱动软轴2-1，2-2，2-3，2-4的外径5mm，内径2mm，材料为65Mn弹簧钢;除垢驱动软轴2_5的外径I Imm，内径7mm，材料为65Mn弹簧钢。
[0008]【具体实施方式】二:结合图1、2、3、4说明本实施方式，本实施方式中行走驱动软轴2-1,2-2,2-3，2-4与除垢驱动软轴2-5通过柔性轴卡环2-6聚拢一起，分别微型管道2_7布置，保证球形机器人顺利通过微型管道2-7，适应微型管道曲率的变化。
[0009]【具体实施方式】三:结合图5、图6说明本实施方式，球形机器人3-7前端可以安装除垢刀头3-6，进行管道除垢作业;也可以通过除垢驱动软轴2-5的内径布置内窥镜3-8进行管道检测作业。
[0010]【具体实施方式】四:结合图1、2、3、7说明本实施方式，行走驱动软轴2-1，2-2，2-3，2-4与彳丁走驱动轮3-1-4，3-2-4，3-3~4，3-4-4 对应连接，形成连队差动彳丁走动力A-A和B-B，在球形机器人3-7通过管道弯路时可以调节行走驱动电机1-1，1-2，1-3，1-4的转速，通过行走驱动软轴2-1，2-2，2-3，2_4进入改变彳丁走驱动轮3_1_4，3-2-4，3-3-4，3_4_4的输出速度，进而实现球形机器人过弯操作。
[0011]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于包括外置动力源、柔性轴传动部分、球形机器人三部分。2.根据权利要求书I所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于外置动力源可以是普通直流电机、伺服直流电机、步进电机等等电动驱动形式，也可以是其它可以输出旋转运动的动力源。3.根据权利要求书I所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于布置四根行走驱动软轴和一根除垢驱动软轴，将外置动力源输出的动力长距离柔性传递给球形机器人。4.根据权利要求书I所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于四根行走驱动软轴分别带动四个行走驱动轮，形成两对差动行走驱动力。5.根据权利要求书I，2，3所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于四根行走驱动软轴和一根除垢驱动软轴可以是钢丝绳、弹簧钢丝轴等等柔性驱动轴，或者其它柔性驱动轴。6.根据权利要求书I所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于将机器人设计成球形。7.根据权利要求书I，3，4，5所述的一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人，其特征在于将通过柔性轴卡环将四根行走驱动软轴和除垢驱动软轴聚拢在一起。
【文档编号】F16L101/30GK105953027SQ201610156158
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】任立敏, 谭益松, 张海波
【申请人】东北电力大学