双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人。
【背景技术】
[0002]管道机器人是一种可沿管道自动行走，携带有一种或多种传感器，在遥控操纵或计算机控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电仪一体化系统。各工业发达国家管道方面做了大量研究工作，其中日本从事管道机器人研究的人员最多，成果也最多。管道机器人从驱动方式看主要有车轮式、履带式、蠕动式、爬行式等几类。多数管道机器人是贴于管道底部爬行，对管道环境适应能力差，特别是在管道底部有淤泥环境下，现有管道机器人很难爬行。另外在管道直径有变化情况下，普通管道机器人也很难适应。再者，一般支撑于管道两侧壁面的管道机器人在初始放入管道时比较困难。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人，通过销轴连接，可以使得两个驱动腿壳变形快速进入管道;另外，通过销轴和弹簧的综合作用，可以自适应通过变截面管道，具有较好的适应能力，适于检测变截面管道的空蚀、破损问题。
[0004]本实用新型包括壳体、双输出电机、驱动腿壳、调节杆、弹簧固定座、摄像头和驱动轮组件;所述的摄像头设置在壳体前部;所述的弹簧固定座固定在壳体内；两根调节杆内端对称套置在弹簧固定座内，并通过弹簧连接;调节杆外端与驱动腿壳中部通过销轴铰接;所述的驱动腿壳内固定双输出电机;双输出电机的两端驱动对称设置的两个驱动轮组件;两侧的驱动轮组件也为对称设置;所述的驱动轮组件包括输出轴、主动锥齿轮一、从动锥齿轮一、传动轴、主动锥齿轮二、从动锥齿轮二和驱动轮;所述的输出轴由双输出电机驱动;所述的主动锥齿轮一固定在输出轴上，并与从动锥齿轮一啮合;所述的从动锥齿轮一和主动锥齿轮二均固定在传动轴上;从动锥齿轮二固定在驱动轮的安装轴上，并与主动锥齿轮二啮合;所述驱动轮的安装轴与驱动腿壳铰接。
[0005]本实用新型具有的有益效果:
[0006]1、方便机器人初始进入管道。本实用新型自由状态下的横向尺寸要比管道直径大，由于驱动腿壳可以绕销轴转动，因此机器人进入管道侧的横向尺寸可以变小，机器人呈现T型状，两个驱动轮先进入管道，通过驱动轮向前的驱动，带动机器人顺利进入管道。
[0007]2、方便通过变尺寸管道。本实用新型在经过不同尺寸管道时，驱动腿可以根据管壁锥度绕销轴自动调节，并在弹簧力的作用下，四个驱动轮可以紧贴管壁，保证足够的驱动力，实现变尺寸管道通行。
[0008]3、两侧各由一个双输出电机驱动，减少电机数量，减轻管道机器人重量，提高管道机器人的拖动能力。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构不意图；
[0010]图2为本实用新型初始进入管道图；
[0011 ]图3为本实用新型通过变尺寸管道图。
[0012]图中:1、双输出电机，2、输出轴，3、主动锥齿轮一，4、从动锥齿轮一，5、传动轴，6、主动锥齿轮二，7、从动锥齿轮二，8、驱动轮，9、驱动腿壳，1、销轴，11、调节杆，12、弹簧，13、
弹簧固定座，14、摄像头。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0014]如图1所示，双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人，包括壳体、双输出电机1、驱动腿壳9、调节杆11、弹簧固定座13、摄像头14、驱动轮组件。摄像头14设置在壳体前部;弹簧固定座13固定在壳体内；两根调节杆11内端对称套置在弹簧固定座13内，并通过弹簧12连接;调节杆11外端与驱动腿壳9中部通过销轴10铰接;驱动腿壳9内固定双输出电机I;双输出电机I的两端驱动对称设置的两个驱动轮组件;两侧的驱动轮组件也为对称设置；驱动轮组件包括输出轴2、主动锥齿轮一 3、从动锥齿轮一 4、传动轴5、主动锥齿轮二 6、从动锥齿轮二 7和驱动轮8;输出轴2由双输出电机I驱动;主动锥齿轮一 3固定在输出轴2上，并与从动锥齿轮一 4啮合;从动锥齿轮一 4和主动锥齿轮二 6均固定在传动轴5上;从动锥齿轮二 7固定在驱动轮8的安装轴上，并与主动锥齿轮二 6啮合;驱动轮8的安装轴与驱动腿壳9铰接。
[0015]该双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人，工作原理如下:
[0016]双输出电机I驱动输出轴2带动主动锥齿轮一3转动，与主动锥齿轮一 3啮合的从动锥齿轮一 4通过传动轴5带动主动锥齿轮二 6转动，与主动锥齿轮二 6啮合的从动锥齿轮二 7带动驱动轮8旋转。驱动腿壳9可绕销轴10转动，并根据管道实际情况压缩弹簧12，在弹簧力作用下，四个驱动轮组件的驱动轮紧贴管壁，在驱动力作用下管道机器人沿着管壁前行。
[0017]驱动腿壳9的转动可以方便管道机器人爬入管道，通过销轴10和弹簧12协调配合，可以通过变截面管道。具体如图2、3所示。
[0018]如图2所示，该管道机器人在开始进入管道时，对称的两个驱动腿壳9绕销轴10转动一个角度，使得管道机器人前端变窄小于管道直径，前部的两个驱动轮8进入管道后，带动管道机器人前行，随后后部的两个驱动轮也进入管道。
[0019]如图3所示，该管道机器人在变尺寸管道内爬行时，驱动腿壳9可以根据管壁的形状和锥度绕销轴10转动，同时弹簧12也随管壁压缩和拉伸，保证四个驱动轮紧贴管壁。
[0020]该双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人通过由销轴连接的铰链和弹簧实现实时变形，可以在开始阶段方便快速进入管道，能够在尺寸变化的管道内通行;可以随管道尺寸和锥度自动调整角度，在驱动力和弹簧弹力的作用下，该管道机器人可以牢固贴附在管壁上；由于管道环境复杂，多数管道底部有积水、淤泥等障碍物，该管道机器人始终在管道中间通行，可以最大限度地避底部水、淤泥等障碍物。该管道机器人一侧只有一个驱动电机，可以最大限度减轻管道机器人重量，更有利于管道机器人在复杂的环境中工作。
[0021]上述实施例仅表示本实用新型的个案，任何依据本实用新型技术方案的结合，如:驱动轮增加，电机位置的改变，均理解为未脱离本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人，包括壳体、双输出电机、驱动腿壳、调节杆、弹簧固定座、摄像头和驱动轮组件，其特征在于:所述的摄像头设置在壳体前部;所述的弹簧固定座固定在壳体内；两根调节杆内端对称套置在弹簧固定座内，并通过弹簧连接;调节杆外端与驱动腿壳中部通过销轴铰接;所述的驱动腿壳内固定双输出电机;双输出电机的两端驱动对称设置的两个驱动轮组件;两侧的驱动轮组件也为对称设置;所述的驱动轮组件包括输出轴、主动锥齿轮一、从动锥齿轮一、传动轴、主动锥齿轮二、从动锥齿轮二和驱动轮;所述的输出轴由双输出电机驱动;所述的主动锥齿轮一固定在输出轴上，并与从动锥齿轮一啮合;所述的从动锥齿轮一和主动锥齿轮二均固定在传动轴上;从动锥齿轮二固定在驱动轮的安装轴上，并与主动锥齿轮二啮合;所述驱动轮的安装轴与驱动腿壳铰接。
【专利摘要】本实用新型公开了双输出电机驱动的两侧对称驱动轮管道机器人。普通管道机器人很难适应变直径管道，且初始放入管道较困难。本实用新型的两根调节杆内端对称套置在弹簧固定座内，并通过弹簧连接；调节杆外端与驱动腿壳中部通过销轴铰接；驱动腿壳内固定双输出电机；双输出电机的两端驱动两个驱动轮组件；驱动轮组件的输出轴由双输出电机驱动；主动锥齿轮一固定在输出轴上，并与从动锥齿轮一啮合；从动锥齿轮一和主动锥齿轮二均固定在传动轴上；从动锥齿轮二固定在驱动轮的安装轴上，并与主动锥齿轮二啮合；驱动轮的安装轴与驱动腿壳铰接。本实用新型可使两个驱动腿壳变形快速进入管道，且可以自适应通过变截面管道。
【IPC分类】F16L55/32, F16L55/40
【公开号】CN205371944
【申请号】CN201620018583
【发明人】徐高欢, 谢怡杰, 杨光, 张夏良, 钱锦芳, 潘聪华
【申请人】浙江水利水电学院
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月8日