一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置的制作方法

本发明涉及机器人相关领域，尤其是一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置。

背景技术：

管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员操作下，进行一系列管道作业，如今管道机器人再管道内工作前需人为检测水流方向，再沿水流方向放下管道机器人，这样不仅人为判断繁琐，还可能存在再检测过程中掉入管道内的的风险，另一方面，再管道机器人作用时，若管道内水位过高，可能会损坏作业设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置，包括主箱体，所述主箱体内设有丝杆锥齿轮腔，所述丝杆锥齿轮腔上侧设有伸降杆腔，所述伸降杆腔上侧连通设有开口向上的作业块腔，所述作业块腔右侧连通设有伸缩杆抵接腔，所述作业块腔左侧连通设有伸缩杆腔，所述伸缩杆腔左侧设有皮带腔，所述皮带腔右侧设有位于所述伸缩杆腔下侧的换位腔，所述换位腔右侧连通设有右换位磁铁腔，所述换位腔左侧连通设有位于所述皮带腔下侧的右换位轴腔，所述右换位轴腔左侧连通设有电机齿轮腔，所述电机齿轮腔左侧连通设有左换位轴腔，所述左换位轴腔左侧连通设有左换位磁铁腔，所述电机齿轮腔左侧连通设有左换向板腔，所述电机齿轮腔右侧连通设有换向轴腔，所述换向轴腔右侧连通设有换向腔，所述换向腔右侧连通设有右换向板腔，所述换向腔后侧设有车轮皮带腔，所述右换向板腔右侧设有阻力板磁铁腔，所述阻力板磁铁腔下侧连通设有开口向下的阻力板腔，所述阻力板磁铁腔内滑动配合连接设有阻力板磁铁，所述阻力板磁铁腔上固定连接设有向下延伸贯穿所述阻力板腔至外界的阻力板，所述阻力板磁铁左右两侧端面与所述阻力板磁铁腔左右两侧端壁之间固定连接设有阻力磁铁弹簧，所述阻力板磁铁腔上侧连通设有以所述阻力板为中心左右对称设置的磁性块腔，所述磁性块腔内滑动配合连接设有磁性块，所述皮带腔左侧设有开口向左的浮块腔，所述浮块腔内滑动配合连接设有浮块，所述浮块上端面与所述浮块腔上端壁之间固定连接设有浮块拉绳，所述浮块腔右侧端壁内固定连接设有浮块触发块。

在上述技术方案基础上，所述换向轴腔内滑动配合连接设有向左延伸贯穿所述电机齿轮腔至所述左换向板腔内且向右延伸贯穿所述换向腔至所述右换向板腔内的换向轴，所述换向轴左侧末端转动配合连接设有与所述左换向板腔滑动配合连接的左换向板，所述左换向板与左侧所述磁性块之间固定连接设有磁性块左拉绳，所述换向轴上花键配合连接设有位于所述电机齿轮腔内的换向从动齿轮，所述换向轴上固定连接设有位于所述换向腔内的换向锥齿轮，所述换向轴上固定连接设有位于所述换向锥齿轮右侧的换向斜齿轮，所述换向轴右侧末端转动配合连接设有与所述右换向板腔滑动配合连接的右换向板，所述右换向板与右侧所述磁性块之间固定连接设有磁性块右拉绳，所述换向腔后端壁内转动配合连接设有向前延伸至所述换向腔内且向后延伸至所述车轮皮带腔内的传动斜齿轮轴，所述传动斜齿轮轴前侧末端固定连接设有能够与所述换向锥齿轮和所述换向斜齿轮啮合的传动斜齿轮，所述传动斜齿轮轴上侧末端固定连接设有车轮传动带轮。

在上述技术方案基础上，所述车轮皮带腔前端壁内转动配合连接设有向后延伸贯穿所述车轮皮带腔至所述外界且向前延伸至外界的车轮轴，所述车轮轴上固定连接设有位于所述车轮皮带腔内的车轮轴带轮，所述车轮轴带轮与所述车轮传动带轮之间动力配合连接设有车轮皮带，所述电机齿轮腔左侧设有与所述主箱体固定连接且位于所述左换位磁铁腔下侧的电动机，所述电动机右端面固定连接设有向右延伸至所述电机齿轮腔内的电机轴，所述电机轴上固定连接设有与所述换向从动齿轮啮合的电机齿轮，所述换位腔右端壁内转动配合连接设有向左延伸至所述换位腔内且向右延伸至所述丝杆锥齿轮腔内的传动正齿轮轴，所述传动正齿轮轴左侧末端固定连接设有传动正齿轮，所述传动正齿轮轴右侧末端固定连接设有丝杆锥齿轮。

在上述技术方案基础上，所述伸降杆腔内滑动配合连接设有伸降杆，所述伸降杆内设有丝杆腔，所述伸降杆上端面固定连接设有与所述作业块腔滑动配合连接的作业块，所述伸降杆内固定连接设有丝杆主接触块，所述丝杆腔内螺纹配合连接设有向下延伸至所述丝杆锥齿轮腔内的丝杆，所述丝杆下侧末端固定连接设有与所述丝杆锥齿轮啮合的丝杆斜齿轮，所述伸降杆腔左端壁内固定连接设有能够与所述丝杆主接触块接触的丝杆副接触块，所述伸缩杆腔内滑动配合连接设有能够贯穿所述作业块腔至所述伸缩杆抵接腔内的伸缩杆，所述伸缩杆内设有丝杠腔，所述伸缩杆内固定连接设有丝杠主触发块，所述丝杠腔内螺纹配合连接设有向左延伸至所述皮带腔内的丝杠，所述丝杠左侧末端固定连接设有丝杠从动带轮，所述伸缩杆腔下端壁内固定连接设有能够与所述丝杠主触发块接触的丝杠副触发块，所述皮带腔右端壁内转动配合连接设有向左延伸至所述皮带腔内且向右延伸至所述换位腔内的传动皮带轮轴，所述传动皮带轮轴右侧末端固定连接设有传动直齿轮，所述传动皮带轮轴左侧末端固定连接设有传动皮带轮，所述传动皮带轮与所述丝杠从动带轮之间动力配合连接设有皮带。

在上述技术方案基础上，所述右换位轴腔内滑动配合连接设有向右延伸至贯穿所述换位腔至所述右换位磁铁腔内且向左延伸贯穿所述左换位轴腔至所述左换位磁铁腔内的换位轴，所述换位轴左侧末端固定连接设有与所述左换位磁铁腔滑动配合连接的左换位磁铁，所述左换位磁铁腔左端壁内固定连接设有左换位电磁铁，所述换位轴上花键配合连接设有位于所述电机齿轮腔内且与所述电机齿轮啮合的换位从动齿轮，所述换位轴上固定连接设有位于所述换位腔内且能够与所述传动直齿轮和所述传动正齿轮啮合的换位传动齿轮，所述换位轴右侧末端自动配合连接设有与所述右换位磁铁腔滑动配合连接的右换位磁铁，所述右换位磁铁腔右端壁内固定连接设有右换位电磁铁，所述右换位磁铁右端面与所述右换位电磁铁左端面之间固定连接设有换位磁铁弹簧。

本发明的有益效果：本装置通过伸缩杆和伸降杆的配合来达到在水位过高时对作业设备进行封闭处理，避免作业设备因进水而损坏，另一方面，通过阻力板与水流之间的阻力大小，判断水流的方向，从而使管道机器人可自动向水流方向前进，无需人为判断，减少了工作人员的工作量，同时在水位突然升高时，可使管道机器人封闭设备后原路返回。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置整体结构示意图；

图2是图1中a处的放大结构示意图；

图3是图1中b处的放大结构示意图；

图4是图1中c处的放大结构示意图；

图5是图1中d-d方向剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图1-5所述的一种可检测水位和水流方向的管道机器人辅助装置，包括主箱体10，所述主箱体10内设有丝杆锥齿轮腔18，所述丝杆锥齿轮腔18上侧设有伸降杆腔22，所述伸降杆腔22上侧连通设有开口向上的作业块腔25，所述作业块腔25右侧连通设有伸缩杆抵接腔26，所述作业块腔25左侧连通设有伸缩杆腔34，所述伸缩杆腔34左侧设有皮带腔47，所述皮带腔47右侧设有位于所述伸缩杆腔34下侧的换位腔60，所述换位腔60右侧连通设有右换位磁铁腔62，所述换位腔60左侧连通设有位于所述皮带腔47下侧的右换位轴腔49，所述右换位轴腔49左侧连通设有电机齿轮腔55，所述电机齿轮腔55左侧连通设有左换位轴腔52，所述左换位轴腔52左侧连通设有左换位磁铁腔14，所述电机齿轮腔55左侧连通设有左换向板腔68，所述电机齿轮腔55右侧连通设有换向轴腔66，所述换向轴腔66右侧连通设有换向腔76，所述换向腔76右侧连通设有右换向板腔78，所述换向腔76后侧设有车轮皮带腔73，所述右换向板腔78右侧设有阻力板磁铁腔41，所述阻力板磁铁腔41下侧连通设有开口向下的阻力板腔43，所述阻力板磁铁腔41内滑动配合连接设有阻力板磁铁42，所述阻力板磁铁腔41上固定连接设有向下延伸贯穿所述阻力板腔43至外界的阻力板44，所述阻力板磁铁42左右两侧端面与所述阻力板磁铁腔41左右两侧端壁之间固定连接设有阻力磁铁弹簧45，所述阻力板磁铁腔41上侧连通设有以所述阻力板44为中心左右对称设置的磁性块腔39，所述磁性块腔39内滑动配合连接设有磁性块40，所述皮带腔47左侧设有开口向左的浮块腔11，所述浮块腔11内滑动配合连接设有浮块13，所述浮块13上端面与所述浮块腔11上端壁之间固定连接设有浮块拉绳12，所述浮块腔11右侧端壁内固定连接设有浮块触发块33。

另外，在一个实施例中，所述换向轴腔66内滑动配合连接设有向左延伸贯穿所述电机齿轮腔55至所述左换向板腔68内且向右延伸贯穿所述换向腔76至所述右换向板腔78内的换向轴82，所述换向轴82左侧末端转动配合连接设有与所述左换向板腔68滑动配合连接的左换向板67，所述左换向板67与左侧所述磁性块40之间固定连接设有磁性块左拉绳83，所述换向轴82上花键配合连接设有位于所述电机齿轮腔55内的换向从动齿轮69，所述换向轴82上固定连接设有位于所述换向腔76内的换向锥齿轮81，所述换向轴82上固定连接设有位于所述换向锥齿轮81右侧的换向斜齿轮79，所述换向轴82右侧末端转动配合连接设有与所述右换向板腔78滑动配合连接的右换向板77，所述右换向板77与右侧所述磁性块40之间固定连接设有磁性块右拉绳46，所述换向腔76后端壁内转动配合连接设有向前延伸至所述换向腔76内且向后延伸至所述车轮皮带腔73内的传动斜齿轮轴75，所述传动斜齿轮轴75前侧末端固定连接设有能够与所述换向锥齿轮81和所述换向斜齿轮79啮合的传动斜齿轮80，所述传动斜齿轮轴75上侧末端固定连接设有车轮传动带轮74。

另外，在一个实施例中，所述车轮皮带腔73前端壁内转动配合连接设有向后延伸贯穿所述车轮皮带腔73至所述外界且向前延伸至外界的车轮轴71，所述车轮轴71上固定连接设有位于所述车轮皮带腔73内的车轮轴带轮70，所述车轮轴带轮70与所述车轮传动带轮74之间动力配合连接设有车轮皮带72，所述电机齿轮腔55左侧设有与所述主箱体10固定连接且位于所述左换位磁铁腔14下侧的电动机17，所述电动机17右端面固定连接设有向右延伸至所述电机齿轮腔55内的电机轴54，所述电机轴54上固定连接设有与所述换向从动齿轮69啮合的电机齿轮53，所述换位腔60右端壁内转动配合连接设有向左延伸至所述换位腔60内且向右延伸至所述丝杆锥齿轮腔18内的传动正齿轮轴65，所述传动正齿轮轴65左侧末端固定连接设有传动正齿轮64，所述传动正齿轮轴65右侧末端固定连接设有丝杆锥齿轮19。

另外，在一个实施例中，所述伸降杆腔22内滑动配合连接设有伸降杆28，所述伸降杆28内设有丝杆腔23，所述伸降杆28上端面固定连接设有与所述作业块腔25滑动配合连接的作业块27，所述伸降杆28内固定连接设有丝杆主接触块24，所述丝杆腔23内螺纹配合连接设有向下延伸至所述丝杆锥齿轮腔18内的丝杆21，所述丝杆21下侧末端固定连接设有与所述丝杆锥齿轮19啮合的丝杆斜齿轮20，所述伸降杆腔22左端壁内固定连接设有能够与所述丝杆主接触块24接触的丝杆副接触块29，所述伸缩杆腔34内滑动配合连接设有能够贯穿所述作业块腔25至所述伸缩杆抵接腔26内的伸缩杆38，所述伸缩杆38内设有丝杠腔37，所述伸缩杆38内固定连接设有丝杠主触发块36，所述丝杠腔37内螺纹配合连接设有向左延伸至所述皮带腔47内的丝杠35，所述丝杠35左侧末端固定连接设有丝杠从动带轮32，所述伸缩杆腔34下端壁内固定连接设有能够与所述丝杠主触发块36接触的丝杠副触发块30，所述皮带腔47右端壁内转动配合连接设有向左延伸至所述皮带腔47内且向右延伸至所述换位腔60内的传动皮带轮轴57，所述传动皮带轮轴57右侧末端固定连接设有传动直齿轮58，所述传动皮带轮轴57左侧末端固定连接设有传动皮带轮48，所述传动皮带轮48与所述丝杠从动带轮32之间动力配合连接设有皮带56。

另外，在一个实施例中，所述右换位轴腔49内滑动配合连接设有向右延伸至贯穿所述换位腔60至所述右换位磁铁腔62内且向左延伸贯穿所述左换位轴腔52至所述左换位磁铁腔14内的换位轴51，所述换位轴51左侧末端固定连接设有与所述左换位磁铁腔14滑动配合连接的左换位磁铁16，所述左换位磁铁腔14左端壁内固定连接设有左换位电磁铁15，所述换位轴51上花键配合连接设有位于所述电机齿轮腔55内且与所述电机齿轮53啮合的换位从动齿轮50，所述换位轴51上固定连接设有位于所述换位腔60内且能够与所述传动直齿轮58和所述传动正齿轮64啮合的换位传动齿轮59，所述换位轴51右侧末端自动配合连接设有与所述右换位磁铁腔62滑动配合连接的右换位磁铁61，所述右换位磁铁腔62右端壁内固定连接设有右换位电磁铁63，所述右换位磁铁61右端面与所述右换位电磁铁63左端面之间固定连接设有换位磁铁弹簧31。

本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。

如图1-5所示，本发明的设备处于初始状态时，换位传动齿轮59与传动直齿轮58和传动正齿轮64都不啮合，作业块27在作业块腔25内，伸缩杆38处于伸缩杆抵接腔26内，传动斜齿轮80与换向斜齿轮79啮合，与换向锥齿轮81不啮合；整个装置的机械动作的顺序：开始工作时，把管道机器人放入管道内，当管道内水位使浮块13浮起与浮块触发块33接触，则无法启动电动机17，当管道内水位正常，则启动电动机17正转，同时启动左换位电磁铁15得电吸附左换位磁铁16克服右换位磁铁腔62的拉力通过换位轴51带动换位传动齿轮59与传动直齿轮58啮合；当管道内水流方向与小车行驶方向同时向左时，阻力板44的阻力无法克服阻力磁铁弹簧45的弹力带动阻力板磁铁42与磁性块腔39相对应，电动机17转动通过电机轴54带动电机齿轮53转动，电机齿轮53转动通过换向从动齿轮69带动换向轴82转动，换向轴82转动通过换向斜齿轮79带动传动斜齿轮80转动，传动斜齿轮80转动通过传动斜齿轮轴75带动车轮传动带轮74转动，车轮传动带轮74转动通过车轮皮带72带动车轮轴带轮70转动，从而通过车轮轴71带动小车行走；当管道内水流方向与小车行驶方向相反时，阻力板44的阻力带动阻力板磁铁42克服阻力磁铁弹簧45的弹力与右侧磁性块腔39相对应，阻力板磁铁42吸附右侧磁性块40通过磁性块右拉绳46拉动右换向板77通过换向轴82带动换向锥齿轮81与传动斜齿轮80啮合，换向斜齿轮79与传动斜齿轮80脱离啮合，从而保证小车与水流方向同向行驶；电机齿轮53转动的同时通过换位从动齿轮50带动换位轴51转动，换位轴51转动通过换位传动齿轮59带动传动直齿轮58转动，传动直齿轮58转动通过传动皮带轮轴57带动传动皮带轮48转动，传动皮带轮48转动通过皮带56带动丝杠从动带轮32转动，丝杠从动带轮32转动通过丝杠35带动伸缩杆38向左运动，直至丝杠主触发块36与丝杠副触发块30接触，左换位电磁铁15失电，右换位电磁铁63得电吸附右换位磁铁61克服换位磁铁弹簧31的推力通过换位轴51得电换位传动齿轮59与传动正齿轮64啮合，与传动直齿轮58脱离啮合，此时换位传动齿轮59转动通过传动正齿轮64带动传动正齿轮轴65转动，传动正齿轮轴65转动通过丝杆锥齿轮19带动丝杆斜齿轮20转动，丝杆斜齿轮20转动通过丝杆21带动伸降杆28向上运动，从而使作业块27向上运动，当作业块27运动至可作业的位置时，右换位电磁铁63失电，换位传动齿轮59复位；当需要回收小车或管道内水位突然升高时，浮块13浮起与浮块触发块33接触，电动机17启动反转，同时右换位电磁铁63得电，使换位传动齿轮59与传动正齿轮64啮合，从而使作业块27缩回作业块腔25内，当丝杆主接触块24与丝杆副接触块29接触时，右换位电磁铁63失电，左换位电磁铁15得电，使换位传动齿轮59与传动直齿轮58啮合，使伸缩杆38运动至伸缩杆抵接腔26内，使作业块腔25完全封闭，此时左换位电磁铁15失电，换位传动齿轮59复位，小车也按照原路返回，直至出管道后，电动机17停止转动。

本发明的有益效果是：本装置通过伸缩杆和伸降杆的配合来达到在水位过高时对作业设备进行封闭处理，避免作业设备因进水而损坏，另一方面，通过阻力板与水流之间的阻力大小，判断水流的方向，从而使管道机器人可自动向水流方向前进，无需人为判断，减少了工作人员的工作量，同时在水位突然升高时，可使管道机器人封闭设备后原路返回。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。