一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，所述鎖止螺母安裝在絲桿上，所述連桿安裝在軸套和箱體上；所述前足通過前足銷釘和扭彈簧安裝在連桿上，所述步進電機安裝在箱體內(nèi)，且步進電機與絲杠連接，箱體與連桿連接，所述彈簧安裝在彈簧固定桿上。該基于電控永磁鐵的足式管道機器人，采用電控永磁鐵作為前進驅(qū)動方式，使機器人的傳動方式和驅(qū)動方式都簡化了，并且動作迅速、可靠，且安全、節(jié)能、環(huán)保，采用偏心輪作為足腿，可始終與管壁保持接觸，能夠越程行走，提高行走效率，機器人前中后部分采用兩個萬向聯(lián)軸節(jié)連接，具有兩個自由度的旋轉(zhuǎn)，故可順暢通過彎道。
【專利說明】-種基于電控永磁鐵的足式管道機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及管道機器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于電控永磁鐵的足式管道機 器人。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，管道的檢測和維護成了工業(yè) 生產(chǎn)中的一道難題，管道機器人常用來進行管道檢測。傳統(tǒng)的管道機器人幾乎都是電機 驅(qū)動，然而電機驅(qū)動存在系統(tǒng)比較復(fù)雜、維修率高、難以在小管徑的管道中工作等缺點，為 此，我們提出一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，以解決上述

【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于電控永磁鐵的足式管 道機器人，包括鎖止螺母、絲桿、連桿、軸套、前足、前足銷釘、扭彈簧、箱體、步進電機、萬向 聯(lián)軸節(jié)、環(huán)形永磁鐵、電磁鐵、永磁鐵、彈簧、后足和后足銷釘，所述鎖止螺母安裝在絲桿上， 所述連桿安裝在軸套和箱體上；所述前足通過前足銷釘扭彈簧和安裝在連桿上，所述步進 電機安裝在箱體內(nèi)，且步進電機與絲杠連接，箱體與連桿連接；所述萬向聯(lián)軸節(jié)連接上下兩 個箱體，所述電磁鐵、環(huán)形永磁鐵和永磁鐵從上到下依次位于箱體內(nèi)，所述彈簧安裝在彈簧 固定桿上。
[0005] 優(yōu)選的，所述軸套和箱體上設(shè)有連桿的安裝機構(gòu)。
[0006] 優(yōu)選的，所述連桿是一個四桿結(jié)構(gòu)，且有三組，沿著絲杠圓周方向成120°均勻分 布。
[0007] 優(yōu)選的，所述箱體由前中后三個部分組成。
[0008] 優(yōu)選的，所述箱體的下部設(shè)有一個彈簧固定桿。
[0009] 優(yōu)選的，所述下部運動機構(gòu)與上部運動機構(gòu)相同，且通過萬向聯(lián)軸節(jié)與彈簧的固 定軸連接。
[0010] 工作原理：管道機器人通過管徑自適應(yīng)機構(gòu)以及單片機控制模塊調(diào)節(jié)足擴張與收 縮，使機器人恰能向前運動。
[0011] 狀態(tài)1 :電磁鐵通電，此時電磁鐵與永磁鐵極性相同。電磁鐵與永磁鐵相互 排斥，彈簧由壓縮狀態(tài)逐漸恢復(fù)原長，在磁力與彈簧的回復(fù)力共同作用下，伸縮機構(gòu) 伸長。此時后足有向后運動的趨勢，后足所受摩擦力向前，摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使 后足繞后足銷釘順時針旋轉(zhuǎn)，后足與管壁間的壓力增大，摩擦力也隨之增大，后足 自鎖，無法向后移動。同時前足有向前運動的趨勢，前足受到的摩擦力向后，摩 擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使前足繞前足銷釘逆時針旋轉(zhuǎn)，前足與管壁間的壓力減小，摩擦力 也隨之減小，前足向前移動，前部移動機構(gòu)也隨之向前移動，管道機器人向前運動 As/2。
[0012] 狀態(tài)2 :電磁鐵斷電，此時電磁鐵極性消失。電磁鐵與永磁鐵吸合，在磁力作用下， 彈簧收縮，伸縮機構(gòu)收縮。此時前足有向后運動的趨勢，前足所受摩擦力向前，摩擦力產(chǎn) 生的轉(zhuǎn)矩使前足繞前足銷釘順時針旋轉(zhuǎn)，前足與管壁間的壓力增大，摩擦力也隨之增大， 前足自鎖，無法向后移動。同時后足有向前運動的趨勢，后足受到的摩擦力向后，摩擦 力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使后足繞后足銷釘逆時針旋轉(zhuǎn)，后足與管壁間的壓力減小，摩擦力也隨之 減小，后足向前移動，后部移動機構(gòu)也隨之向前移動。管道機器人向前運動

【權(quán)利要求】
1. 一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，包括鎖止螺母、絲桿、連桿、軸套、前足、前 足銷釘、扭彈簧、箱體、步進電機、萬向聯(lián)軸節(jié)、環(huán)形永磁鐵、電磁鐵、永磁鐵、彈簧、后足和后 足銷釘，其特征在于：所述鎖止螺母安裝在絲桿上，所述連桿安裝在軸套和箱體上；所述前 足通過前足銷釘和扭彈簧安裝在連桿上，所述步進電機安裝在箱體內(nèi)，且步進電機與絲杠 連接，箱體與連桿連接；所述萬向聯(lián)軸節(jié)連接上下兩個箱體，所述電磁鐵、環(huán)形永磁鐵和永 磁鐵從上到下依次位于箱體內(nèi)，所述彈簧安裝在彈簧固定桿上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，其特征在于：所述 軸套和箱體上設(shè)有連桿的安裝機構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，其特征在于：所述 連桿是一個四桿結(jié)構(gòu)，且有三組，沿著絲杠圓周方向成120°均勻分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，其特征在于：所述 箱體由前中后三個部分組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電控永磁鐵的足式管道機器人，其特征在于：所述 箱體的下部設(shè)有一個彈簧固定桿。
【文檔編號】F16L55/34GK203847916SQ201420232110
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】方上鵬, 鄭長毅, 鄒運武, 黃夏亮 申請人:方上鵬, 鄭長毅, 鄒運武, 黃夏亮