无线遥控自适应管道爬行机器人的制作方法
【专利摘要】无线遥控自适应管道爬行机器人，包括前滑筒、前套筒万向滚轮、步进电机、联轴器、后套筒、后滑筒、后套筒万向滚轮、后足、万向联轴器、中间轴、足长调节器、前足、前套筒，前套筒与前滑筒配合，后套筒与后滑筒配合，前套筒内连有电源和步进电机，步进电机通过联轴器与中间轴相连，中间轴通过万向联轴器与后套筒相连，前足与前滑筒连接，后足与后滑筒连接，两个前套筒万向滚轮安装在前套筒上，两个后套筒万向滚轮安装在后套筒上。本实用新型结构简单、体积小，可靠性高、自适应能力强、携带方便、成本低廉、操作方便、可以无线控制、适应于不同口径管道作业。
【专利说明】无线遥控自适应管道爬行机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到管道爬行机器人。
【背景技术】
[0002]20世纪70年代以来，石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展，各种管道作为一种重要的物料输送设施，得到了广泛应用。由于腐蚀、重压等作用，管道不可避免地会出现裂纹、漏孔等现象。而管道所处的环境往往是人们不易或不能直接接触的，因此，对于管道的检测和维护，成了工业生产中的一道难题。传统的管道检测方法有全面挖掘法、随机抽样法等，这些方法均存在工程量大、准确率低等缺点。
[0003]目前，管道的检测和维护多采用管道机器人来进行。管道机器人是一种可沿管道内壁行走的机械，它可以携带一种或多种传感器及操作装置(如CCD摄像机、位置和姿态传感器、超声传感器、涡流传感器、管道清理装置、管道裂纹及管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、简单的操作机械手等)，在操作人员的控制下进行一系列的管道检测维修作业。
[0004]管道机器人的工作空间复杂、作业风险大，它的运行距离一般较长，为了设计出满足实际需要的机器人，各国研究人员一直在努力着，虽然有一些研究成果，但基本都存在体积过大，适应性有限，结构复杂，行动缓慢，可靠性差，携带维修不便，价格昂贵等问题，这些不足给实际作业带来了严重不便。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、体积小，可靠性高、自适应能力强、携带方便、成本低廉、操作方便、可以无线控制、适应于不同口径管道作业的管道爬行机器人。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]无线遥控自适应管道爬行机器人，包括前滑筒、前套筒万向滚轮、步进电机、联轴器、后套筒、后滑筒、后套筒万向滚轮、后足、万向联轴器、中间轴、足长调节器、前足、前套筒，其特征在于:前套筒与前滑筒配合，后套筒与后滑筒配合，前套筒内连有电源和步进电机，步进电机通过联轴器与中间轴相连，中间轴通过万向联轴器与后套筒相连，前足与前滑筒连接，后足与后滑筒连接，两个前套筒万向滚轮安装在前套筒上，两个后套筒万向滚轮安装在后套筒上。
[0008]两前足和两后足分别通过足长调节器穿过可变位铰接孔与可铰接式滑块连接固定在前套筒和后套筒上。
[0009]机器人前套筒和后套筒为圆柱形。
[0010]前套筒、后套筒和与之配合的前滑筒和后滑筒间有一定间隙，且两者之间的间隙必须小于步进电机在丝杠上所能移动的最大距离。
[0011]本实用新型的优点为:
[0012]1、本实用新型的无线遥控自适应管道爬行机器人，四足的伸长量可调，左右两足的张角可调，可以适应在不同管径的管道内爬行；[0013]2、本实用新型的无线遥控自适应管道爬行机器人，它的机身是圆柱形，对称布置两个万向滚轮，可以在管道内360度旋转；
[0014]3、本实用新型的无线遥控自适应管道爬行机器人，前后两部分通过万向联轴器相连，方便转弯。而且左右两足是同时张开和收合，当遇到弯管时，由于受力不平衡，会使机身向管道内侧旋转一定的角度，从而实现在弯管中转弯；
[0015]4、本实用新型采用单片机技术和步进电机，实现了无线遥控，运行速度可调，使操作更加简单、方便；
[0016]5、本实用新型步进电机和电源固连在前滑筒内，使结构紧凑，节省空间，尺寸可做的很小，而且不需外加电源，确保在无外加电源的场合也可使用；
[0017]6、本实用新型前后滑筒通过万向联轴器连接，在拐弯时一定程度上减小机长，可以通过一定曲率半径的弯管。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的正视结构示意图。
[0019]图2为本实用新型的侧视结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1和2进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0021]无线遥控自适应管道爬行机器人，前滑筒1、电源2、前套筒万向滚轮3、螺栓4、前固定板5、螺母6、控制电路板7、后固定板8、步进电机9、联轴器10、后套筒11、后滑筒12、后套筒万向滚轮13、铰接孔14、后足15、可铰接式后滑块16、万向联轴器17、中间轴18、丝杠传动装置19、丝杠20、足长调节器21、前足22、可铰接式前滑块23、前套筒24，前足22与前滑筒I连接，后足15与后滑筒12连接，两个前套筒万向滚轮3安装在前套筒24上，两个后套筒万向滚轮13安装在后套筒11上，前套筒24和后套筒11通过中间轴18连接，前固定板5和后固定板8均与前滑筒I固连，前固定板5固定电源2,后固定板8固定步进电机9，控制电路板7固定在前固定板5和后固定板8之间，步进电机9两端分别接联轴器10和丝杠20。
[0022]使用时，先保证电源2充足电，根据管径通过足长调节器21来调节好前足22和后足15的长度，将机器人放在管道内，摆好位置，接通电源，开启电源，按下前进按钮，步进电机9开始转动，带动丝杠20转动，丝杠20传力给后滑筒12，使后滑筒12带动后套筒11 一起向前移动，当经过一定时间后，步进电机9开始反转,带动丝杠20也反转,丝杠20传力给后滑筒12，后滑筒12开始向后移动，当移动一定距离后，两后足15与管道内壁接触并撑紧，阻止后套筒11向后移动，从而传力到前滑筒1，前滑筒I填充了间隙后将带动前套筒24向前移动，当经过一段时间后，步进电机9开始反转，带动丝杠20也反转，丝杠20传力给前滑筒，前滑筒I开始向后移动，当移动一段距离后，两前足22开始与管道内壁接触并撑紧，阻止前套筒24向后移动,从而传力到后滑筒12,后滑筒12带动后套筒11向前移动,前后滑动部分如此交替往复的运动，从而实现了此机器人在管道内的连续爬行。
[0023]当遇到弯管时，由于左右两足是同时张开和收合，而在弯管处，机器人左右两足受力不平衡，在力的作用下会使机器人在弯道处向弯道内侧旋转，再加上万向联轴器17具有变向传递转矩的功能，可以实现机器人在一定曲率半径的弯管中转弯。
[0024]在进行具体作业时，按下停止按钮，步进电机停止转动，机器人静止不动，开启加装在前套筒前部的专业作业设备，完成机器人在特定环境下的特种作业。
【权利要求】
1.无线遥控自适应管道爬行机器人，包括前滑筒(I)、前套筒万向滚轮(3)、步进电机(9)、联轴器(10)、后套筒(11)、后滑筒(12)、后套筒万向滚轮(13)、后足(15)、万向联轴器(17)、中间轴(18)、足长调节器(21)、前足(22)、前套筒(24)，其特征在于:前套筒(24)与前滑筒(I)配合，后套筒(11)与后滑筒(12)配合，前套筒(24)内连有电源和步进电机(9)，步进电机(9)通过联轴器(10)与中间轴(18)相连，中间轴(18)通过万向联轴器(17)与后套筒(11)相连，前足(22)与前滑筒(I)连接,后足(15)与后滑筒(12)连接,两个前套筒万向滚轮(3)安装在前套筒(24)上，两个后套筒万向滚轮(13)安装在后套筒(11)上。
2.根据权利要求1所述的无线遥控自适应管道爬行机器人，其特征在于:两前足(22)和两后足(15)分别通过足长调节器(21)穿过可变位铰接孔(14)与可铰接式滑块(23)连接固定在前套筒(24)和后套筒(11)上。
3.根据权利要求1所述的无线遥控自适应管道爬行机器人，其特征在于:机器人前套筒(11)和后套筒(24)为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的无线遥控自适应管道爬行机器人，其特征在于:前套筒(24)、后套筒(11)和与之配合的前滑筒(I)和后滑筒(12)间有一定间隙，且两者之间的间隙必须小于步进电机(9)在丝杠(20)上一次所能移动的最大距离。
【文档编号】F16L55/32GK203395499SQ201320439757
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】李垚, 邓月 申请人:李垚