一种勘探机器人行进机构的制作方法

1.本实用新型涉及管道勘探领域，特别涉及一种勘探机器人行进机构。


背景技术：

2.由于电缆排管施工周期长，需要等管道敷设完成方可进行后续电缆敷设工作，现阶段的中低压地下电缆管道多采用hdpe(高密度聚乙烯)、涂塑钢管、pvc、mpp等材质，整体结构容易因为地表坍塌或者其他外力导致管壁破裂、变形等，从而导致电缆管道堵塞，无法按照原有的施工图纸进行电缆敷设作业。所以在进行地下管道设计时，需要提前对空的电缆管道进行实地勘测，以便电缆能够顺利穿放。用的中低压地下电缆管道长度约为30m-100m，管道较长，如果采用人工配合工业内窥镜进行勘测作业的话效率低下，可勘测到的电缆管道长度有限，可行性不高；同时管道内径一般为160mm-220mm，可观测空间较小，目前市面上没有专用的电缆管道微型勘测机器人。在电力设计领域，亟需一款中低压地下电缆管道专用的危险性勘测机器人及相关的设计。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.本实用新型提供一种勘探机器人行进机构，包括：
5.车架；
6.驱动组件，所述驱动组件设在所述车架上；
7.行进组件，所述行进组件包括第一行进环带和第二行进环带，所述第一行进环带和所述第二行进环带分别设在所述车架的左右两侧，所述第一行进环带的外表面为第一弧面，所述第一弧面自背离所述车架中部的一侧向车架中部的一侧延伸的过程中向下弯折。
8.本实用新型的有益效果：本公开的行进机构配置第一行进环带，第二行进环带以及驱动组件实现行进的功能，其中第一行进环带的外表面配置为自外向内向下弯折的第一弧面，该行进机构在管道内使用时，第一弧面与管道的内壁贴合度更好，与管道的内壁接触面积更大，有利于提高第一行进环带与管道内壁之间的摩擦力，该行进机构与管道内壁之间不易打滑，移动能力较强。
9.作为上述技术方案的一些子方案，所述第二行进环带的外表面为第二弧面，所述第二弧面的弯折方向与所述第一弧面的弯折方向左右对称。
10.作为上述技术方案的一些子方案，所述驱动组件包括第一驱动器、驱动轴、第一支撑轮和第二支撑轮，所述第一驱动器设在所述车架上，所述第一驱动器带动所述驱动轴转动，所述第一支撑轮和所述第二支撑轮均可转动地设在所述车架上，以所述第一支撑轮和所述第二支撑轮的组合为支撑轮组，所述支撑轮组的数量为两组，两组所述支撑轮组分别与所述第一行进环带和所述第二行进环带传动连接。
11.作为上述技术方案的一些子方案，所述第一驱动器为直流有刷电机。
12.作为上述技术方案的一些子方案，所述驱动组件还包括第二驱动器，所述第二驱
动器设在所述车架上，所述第二驱动器与所述第一驱动器同时与所述驱动轴驱动连接。
13.作为上述技术方案的一些子方案，所述驱动轴的中部设有螺旋传动齿，所述驱动组件还包括第二驱动器和齿轮，所述第二驱动器设在所述车架上，所述第二驱动器与所述齿轮驱动连接，所述齿轮与所述螺旋传动齿传动连接。
14.作为上述技术方案的一些子方案，所述车架上设有牵引接头，所述牵引接头用于与牵引线连接。
15.作为上述技术方案的一些子方案，所述第一行进环带为履带。
16.作为上述技术方案的一些子方案，所述第二行进环带为履带。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为一种勘探机器人行进机构的实施例的结构示意图；
20.图2为第一行进环带的截面结构示意图；
21.图3为驱动轴的连接结构示意图；
22.图4为驱动轴的结构示意图。
23.附图中：100-车架；
24.210-第一支撑轮；220-第二支撑轮；230-驱动轴；240-第一驱动器；250-第二驱动器；260-齿轮；
25.310-第一行进环带；320-第二行进环带；311-第一弧面；321-第二弧面；
26.410-牵引接头。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。全文中出现的和/或，表示三个并列方案，例如，a和/或b表示a满足的方案、b满足的方案或者a和b同时满足的方案。
30.本实用新型的描述中，如有含有多个并列特征的短句，其中的定语所限定的是最
接近的一个特征，例如：设置在a上的b、c、与d连接的e，所表示的是b设置在a上，e与d连接，对c并不构成限定；但对于表示特征之间关系的定语，如“间隔设置”、“环形排布”等，不属于此类。定语前带有“均”字的，则表示是对该短句中所有特征的限定，如均设置在a上的b、c、d，则表示b、c和d均设置在a上。省略了主语的语句，所省略的主语为前一语句的主语，即a上设有b，包括c，表示a上设有b，a包括c。
31.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
32.下面结合图1至图4对本实用新型的实施例作出说明。
33.本实施例涉及一种勘探机器人行进机构，包括：
34.车架100；
35.驱动组件，所述驱动组件设在所述车架100上；
36.行进组件，所述行进组件包括第一行进环带310和第二行进环带320，所述第一行进环带310和所述第二行进环带320分别设在所述车架100的左右两侧，所述第一行进环带310的外表面为第一弧面311，所述第一弧面311自背离所述车架100中部的一侧向车架100中部的一侧延伸的过程中向下弯折。
37.本公开的行进机构配置第一行进环带310，第二行进环带320以及驱动组件实现行进的功能，其中第一行进环带310的外表面配置为自外向内向下弯折的第一弧面311，该行进机构在管道内使用时，第一弧面311与管道的内壁贴合度更好，与管道的内壁接触面积更大，有利于提高第一行进环带310与管道内壁之间的摩擦力，该行进机构与管道内壁之间不易打滑，移动能力较强。
38.第一行进环带310上设置第一弧面311有利于增大该行进机构在管道内行进时的摩擦力，提升第一行进环带310的移动能力，为了平衡第一行进环带310和第二行进环带320的移动能力，进一步的，所述第二行进环带320的外表面为第二弧面321，所述第二弧面321的弯折方向与所述第一弧面311的弯折方向左右对称。第二行进环带320的外表面设置为第二弧面321，第二行进环带320与管道的内壁之间接触面积更大，更进一步增大行进机构与管壁之间的接触力，提升行进机构的移动能力与越障能力。
39.为了更好地保证行进机构的行进能力，所述驱动组件包括第一驱动器240、驱动轴230、第一支撑轮210和第二支撑轮220，所述第一驱动器240设在所述车架100上，所述第一驱动器240带动所述驱动轴230转动，所述第一支撑轮210和所述第二支撑轮220均可转动地设在所述车架100上，以所述第一支撑轮210和所述第二支撑轮220的组合为支撑轮组，所述支撑轮组的数量为两组，两组所述支撑轮组分别与所述第一行进环带310和所述第二行进环带320传动连接。以第一行进环带310为例，第一支撑轮210和第二支撑轮220均位于第一行进环带310的内侧空间，第一驱动器240与第一支撑轮210通过驱动轴230传动连接，从而第一驱动器240启动时即带动第一行进环带310进行转动，而驱动轴230还与第二行进环带320内侧的第一支撑轮210传动连接，从而第一行进环带310转动时第二行进环带320也同时进行转动，且本实施例中两个第一支撑轮210的外径相同，以此使得第一行进环带310和第二行进环带320的转动速度相同。而由于驱动组件通过支撑轮组同时与第一行进环带310和第二行进环带320传动连接，如此当管道内出现障碍物导致第一行进环带310的前后端的其
中一端悬空时，第一行进环带310也能越过障碍，提升该行进机构的障碍克服能力。
40.为了进一步提高跨越障碍的能力，所述驱动组件还包括第二驱动器250，所述第二驱动器250设在所述车架100上，所述第二驱动器250与所述第一驱动器240同时与所述驱动轴230驱动连接。当行进机构遇障无法通过，同时启动第一驱动器240和第二驱动器250增大行进机构的动力助力越过障碍。该行进机构配置了第一驱动器240和第二驱动器250两个驱动器，两个驱动器均与驱动轴230传动连接并可为驱动轴230提供动力，能够在需要时同时启动两个驱动器共同驱动驱动轴230，增强了行进机构的越障能力。第一驱动器240在本实施例中为直流有刷电机，第二驱动器250也同样为直流有刷电机。第一驱动器240选用伺服电机具有动作简单、配套完善的优点。第一驱动器240在本实施例中通过蜗轮蜗杆机构(图中未示出)带动驱动轴230进行转动，蜗轮蜗杆机构被封装在第一驱动器240内。
41.为了提高第二驱动器250的越障能力，进一步的，所述驱动轴230的中部设有螺旋传动齿，所述驱动组件还包括第二驱动器250和齿轮260，所述第二驱动器250设在所述车架100上，所述第二驱动器250与所述齿轮260驱动连接，所述齿轮260与所述螺旋传动齿传动连接。驱动轴230的中部配置有螺旋传动齿，第二驱动器250通过齿轮260与驱动轴230传动连接，即第二驱动器250与驱动轴230之间通过齿轮260的形式进行传动，齿轮260蜗杆形式进行传动具有传动效率高、运行稳定的特点，从而增强第二驱动器250的越障能力，增强行进机构的越障能力。可以理解的，第一驱动器240和第二驱动器250在本实施例中均采用具有自由轴的电机，从而保证在第一驱动器240和第二驱动器250分别独立地驱动时互不干涉。当然了，为了报纸第一驱动器240和第二驱动器250能够协同驱动驱动轴230，该行进机构还包括控制器，控制器用于平衡第一驱动器240和第二驱动器250的速度，保证第一驱动器240和第二驱动器250能够实现协同驱动增力的效果。
42.进一步的，所述车架100上设有牵引接头410，所述牵引接头410用于与牵引线连接。行进机构被放置入管道内进行勘探时，牵引线与牵引接头410以物理连接的方式接合，当行进机构遇到故障无法前进或后退时，能够通过牵引线拉动行进机构从而拉出行进机构。或者，在行进机构遇到障碍被架起时，通过牵引线拉动车架100改变，改变行进机构在管道内的位置，使行进机构能够重新在管道内前进。
43.本实施例中，所述第一行进环带310为履带。所述第二行进环带320为履带。第一行进环带310和第二行进环带320均采用履带能够更好地适应管道内的复杂环境，增大与管道内壁之间的摩擦力，提高行进效率。
44.经过调研，有很大一部分的管道采用hdpe，pvc等塑料材质，此类塑料材质在潮湿环境下，其管道内部往往十分湿滑，传统的轮式机器人难以通行，且传统的轮毂电机设计，在其中一边的轮毂电机故障的情况下，机器人只能在原地打转，完全失去行动能力。本实用新型采用的履带式以及双驱动的设计可以提高行进机构的驱动部分与管道的接触面积，提高摩擦力，保障通行能力。同时，为了保证充足的动力本实用新型在综合考虑管道环境和机器人体积等环境因素的影响后，不再采用传统的轮毂电机作为机器人驱动机构的设计，而采用自主设计的双电机结构，电机采用扭矩更大，更容易驱动的直流有刷电机而非扭矩小、驱动复杂、发热严重的无刷电机，通过双电机驱动进行蜗轮蜗杆以及齿轮260的双动力输出，既提高了整体的防水性能，也提高了整体动力输出的扭矩，大大提高了在管道内部的行走能力。本实用新型的双电机设计，在其中一个电机故障的情况下，机器人整体依旧可以保
持完整的动力输出。
45.以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出各种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本实用新型创造权利要求所限定的范围内。