一種適應不同管徑的管內作業機器人的製作方法

2023-07-01 15:07:26

一種適應不同管徑的管內作業機器人的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適應不同管徑的管內作業機器人，包括前端支撐模塊、作業模塊和後端支撐模塊；所述前端支撐模塊與後端支撐模塊結構相同，所述作業模塊固定安裝在前端支撐模塊與後端支撐模塊之間，三個模塊串聯對稱連接。本實用新型機器人能在不同直徑的管道中實現行走、夾緊定位、使機器人中心與管道中心自動對中的功能，且作業模塊可根據需要安裝工具，進行不同種類的作業，結構簡單，可靠性高。
【專利說明】—種適應不同管徑的管內作業機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適應不同管徑的管內作業機器人。
【背景技術】
[0002]管道機器人是特種機器人的重要分支之一，現代石化工業、城市建設等管道施工技術推動下產生的。管道機器人在管道所屬的特定空間內工作，可以攜帶各種檢測儀器或作業裝置，在操作人員的遙控或自主控制下進入管道內，完成諸如管道探傷、防腐塗層檢測及塗敷、管道內異物識別與清除、管道內加工等任務。
[0003]隨著科學技術水平的不斷提高。管道機器人的應用範圍要求越來越廣，現有的管道機器人系統僅能適應一定的有限作業範圍，管道機器人的大範圍應用推廣受到了一定的限制。管道機器人對工作環境的適應能力能擴大其應用範圍。為了提高管道機器人在管道內的適應性，研製和開發能夠在複雜管道系統內自由行走並能進行完成不同作業的管道機器人，現已成為管道開發應用領域的要務以及機械研究領域的熱點。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是針對已有技術存在的缺陷，提出一種適應不同管徑的管內作業機器人，是一種適應不同管徑，能在管道內移動，實現夾緊定位，自動對中心的機器人。
[0005]為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是:
[0006]一種適應不同管徑的管內作業機器人，包括前端支撐模塊、作業模塊和後端支撐模塊；所述前端支撐模塊與後端支撐模塊結構相同，所述作業模塊固定安裝在前端支撐模塊與後端支撐模塊之間，三個模塊串聯對稱連接。
[0007]所述前端支撐模塊與後端支撐模塊結構相同，包括作業模塊驅動機構和伸縮機構:
[0008]I)所述的作業模塊驅動機構包括機架、第一電機、輪子、第一主動輪、固定板、第一從動輪；所述第一電機和輪子固定安裝在機架上，所述第一電機的輸出軸連接第一主動輪，所述第一主動輪和第一從動輪相嚙合，形成傳動系，所述固定板固定安裝在第一從動輪上；所述作業模塊通過U型板的兩端分別固定安裝在前端支撐模塊和後端支撐模塊的固定板上，當第一電機轉動時，通過傳動系帶動固定板旋轉，安裝在固定板上的U形板攜帶作業模塊周向旋轉；
[0009]2)所述伸縮機構包括第二從動輪、支撐板、絲槓、三角形絲槓螺母、第一支撐杆、頂杆、第二支撐杆、第二主動輪、第二電機、圓形直杆；所述機架與支撐板通過圓形直杆進行固定連接；所述第一支撐杆和第二支撐杆呈交叉狀，交叉點鉸接，所述第一支撐杆一端固定安裝在頂杆的一端，另一端固定安裝在三角形絲槓螺母上，所述第二支撐杆的一端固定安裝在頂杆的另一端，另一端固定安裝在支撐板上，構成剪型機構，若干所述剪型機構周向均勻分布；所述絲槓的一端固定連接在支撐板上，另一端固定安裝在機架上，所述三角形絲槓螺母安裝在絲槓上；所述第二電機固定在支撐板上，第二電機的輸出軸連接第二主動輪，第二從動輪與第二主動輪相嚙合，形成傳動系；所述絲槓的伸出端固定連接第二從動輪，當第二電機轉動時，通過傳動系帶動絲槓旋轉，三角形絲槓螺母實現與絲槓平行的直線運動，使得剪型機構伸縮，帶動頂杆實現與絲槓垂直的直線運動，頂杆的上升與下降使機器人能夠適應不同管道直徑。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有如下實質性特點和進步:
[0011]本實用新型機器人能在不同直徑的管道中實現行走、夾緊定位、使機器人中心與管道中心自動對中的功能，且可根據需要安裝工具，進行不同種類的作業，結構簡單，可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的立體結構示意圖。
[0013]圖2為圖1中作業模塊驅動機構示意圖。
[0014]圖3為圖1中伸縮機構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0016]圖1所示，一種適應不同管徑的管內作業機器人，包括前端支撐模塊1、作業模塊2和後端支撐模塊3 ;所述前端支撐模塊I與後端支撐模塊3結構相同，所述作業模塊2固定安裝在前端支撐模塊I與後端支撐模塊3之間，三個模塊串聯對稱連接。
[0017]所述前端支撐模塊I與後端支撐模塊3結構相同，包括作業模塊驅動機構和伸縮機構:
[0018]圖2所示，所述的作業模塊驅動機構包括機架4、第一電機5、輪子6、第一主動輪
7、固定板8、第一從動輪9 ;所述第一電機5和輪子6固定安裝在機架4上,所述第一電機5的輸出軸連接第一主動輪7，所述第一主動輪7和第一從動輪9相哨合,形成傳動系,所述固定板8固定安裝在第一從動輪9上；所述作業模塊2通過U型板的兩端分別固定安裝在前端支撐模塊I和後端支撐模塊3的固定板8上，當第一電機5轉動時，通過傳動系帶動固定板8旋轉，安裝在固定板8上的U形板攜帶作業模塊2周向旋轉。
[0019]圖3所示，所述伸縮機構包括第二從動輪10、支撐板11、絲槓12、三角形絲槓螺母13、第一支撐杆14、頂杆15、第二支撐杆16、第二主動輪19、第二電機18、圓形直杆17 ;所述機架4與支撐板11通過圓形直杆17進行固定連接；所述第一支撐杆14和第二支撐杆16呈交叉狀，交叉點鉸接，所述第一支撐杆14 一端固定安裝在頂杆15的一端，另一端固定安裝在三角形絲槓螺母13上，所述第二支撐杆16的一端固定安裝在頂杆15的另一端，另一端固定安裝在支撐板11上，構成剪型機構，本實施例中，三個剪型機構呈120°周向均勻分布；所述絲槓12的一端固定連接在支撐板11上，另一端固定安裝在機架4上，所述三角形絲槓螺母13安裝在絲槓12上；所述第二電機18固定在支撐板11上，第二電機18的輸出軸連接第二主動輪19，第二從動輪10與第二主動輪19相嚙合，形成傳動系；所述絲槓12的伸出端固定連接第二從動輪10，當第二電機18轉動時，通過傳動系帶動絲槓12旋轉，三角形絲槓螺母13實現與絲槓12平行的直線運動，使得剪型機構伸縮，帶動頂杆15實現與絲槓12垂直的直線運動，頂杆15的上升與下降使機器人能夠適應不同管道直徑。
【權利要求】
1.一種適應不同管徑的管內作業機器人，其特徵在於，包括前端支撐模塊(I)、作業模塊(2 )和後端支撐模塊(3 );所述前端支撐模塊(I)與後端支撐模塊(3 )結構相同，所述作業模塊(2)固定安裝在前端支撐模塊(I)與後端支撐模塊(3)之間，三個模塊串聯對稱連接。
2.根據權利要求1所述的適應不同管徑的管內作業機器人，其特徵在於，所述前端支撐模塊(I)與後端支撐模塊(3)結構相同，包括作業模塊驅動機構和伸縮機構: 所述的作業模塊驅動機構包括機架(4)、第一電機(5)、輪子(6)、第一主動輪(7)、固定板(8)、第一從動輪(9);所述第一電機(5)和輪子(6)固定安裝在機架(4)上,所述第一電機(5)的輸出軸連接第一主動輪(7)，所述第一主動輪(7)和第一從動輪(9)相嚙合，形成傳動系，所述固定板(8)固定安裝在第一從動輪(9)上；所述作業模塊(2)通過U型板的兩端分別固定安裝在前端支撐模塊(I)和後端支撐模塊(3)的固定板(8)上，當第一電機(5)轉動時，通過傳動系帶動固定板(8)旋轉，安裝在固定板(8)上的U形板攜帶作業模塊(2)周向旋轉； 所述伸縮機構包括第二從動輪(10)、支撐板(11)、絲槓(12)、三角形絲槓螺母(13)、第一支撐杆(14)、頂杆(15)、第二支撐杆(16)、圓形直杆(17)、第二電機(18)、第二主動輪(19);所述機架(4)與支撐板(11)通過圓形直杆(17)進行固定連接；所述第一支撐杆(14)和第二支撐杆(16)呈交叉狀，交叉點鉸接，所述第一支撐杆(14) 一端固定安裝在頂杆(15)的一端，另一端固定安裝在三角形絲槓螺母(13)上,所述第二支撐杆(16)的一端固定安裝在頂杆(15)的另一端，另一端固定安裝在支撐板(11)上，構成剪型機構，若干所述剪型機構周向均勻分布；所述絲槓(12)的一端固定連接在支撐板(11)上，另一端固定安裝在機架(4)上，所述三角形絲槓螺母(13)安裝在絲槓(12)上；所述第二電機(18)固定在支撐板(11)上，第二電機(18)的輸出軸連接第二主動輪(19)，第二從動輪(10)與第二主動輪(19)相嚙合，形成傳動系；所述絲槓(12)的伸出端固定連接第二從動輪(10)，當第二電機(18)轉動時，通過傳動系帶動絲槓(12)旋轉，三角形絲槓螺母(13)實現與絲槓(12)平行的直線運動，使得剪型機構伸縮，帶動頂杆(15)實現與絲槓(12)垂直的直線運動，頂杆(15)的上升與下降使機器人能夠適應不同管道直徑。
【文檔編號】F16L55/32GK203743734SQ201420105598
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】徐子力, 張偉森, 黃蓉, 韓麗楠, 王永波, 陳振華, 羅均 申請人:上海大學