本實(shí)用新型涉及一種管道機(jī)器人，尤其涉及一種管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

城市燃?xì)夤艿雷鳛槌鞘腥細(xì)饨橘|(zhì)的主要輸送方式，隨著城市燃?xì)獾娘w速發(fā)展也進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)、維護(hù)新階段，然而在管道建成使用過程中，受長(zhǎng)期腐蝕老化、工程質(zhì)量、運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)等因素的影響，將出現(xiàn)裂紋、腐蝕等缺陷。就當(dāng)前我國(guó)已建成使用的城市燃?xì)夤艿蓝?，絕大部分運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，已進(jìn)入了故障頻發(fā)的“老齡期”。如果缺陷管道不能及時(shí)加以檢修，就會(huì)存在管壁減薄、燃?xì)庑孤兜劝踩[患，而泄露形成的燃空混合氣極易發(fā)生火災(zāi)或爆炸。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)事故對(duì)于人口密集、生產(chǎn)生活資料相對(duì)集中的城市，不可避免將會(huì)造成巨大損失。因此，從加強(qiáng)管道安全生產(chǎn)與管理、提高管道運(yùn)營(yíng)效益與使用安全等方面考慮，必須對(duì)城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)進(jìn)行定期檢測(cè)，由于我國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)具有環(huán)境復(fù)雜、管內(nèi)空間有限、管徑尺寸變化大、多彎管和T型管接頭等特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)成為限制管道機(jī)器人載體在管道內(nèi)順利行進(jìn)的主要障礙，最終影響燃?xì)夤艿廊毕輽z測(cè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、彎道及T型管接頭通過能力強(qiáng)，能主動(dòng)適應(yīng)管道彎曲方向變化的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，包括基體和一對(duì)分別設(shè)置在所述基體的兩端的二自由度關(guān)節(jié)；

所述二自由度關(guān)節(jié)包括連接蓋、內(nèi)齒輪托架、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中：

所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直齒圓柱外齒輪和直齒圓柱內(nèi)齒輪，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定設(shè)置在所述基體上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與所述直齒圓柱外齒輪固定連接，所述直齒圓柱內(nèi)齒輪固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架上，且所述直齒圓柱外齒輪與所述直齒圓柱內(nèi)齒輪相嚙合；

所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)電機(jī)、第一斜齒輪和第二斜齒輪，所述擺動(dòng)電機(jī)固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架上，所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出軸與所述第一斜齒輪固定連接，所述第二斜齒輪固定設(shè)置在所述連接蓋上，且所述第一斜齒輪與所述第二斜齒輪相嚙合。

由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、彎道及T型管接頭通過能力強(qiáng)，能主動(dòng)適應(yīng)管道彎曲方向變化。依靠步進(jìn)電機(jī)輸出的扭矩為管道機(jī)器人提供轉(zhuǎn)向力的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，特別適用于各類管道機(jī)器人在管道轉(zhuǎn)彎的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中二自由度關(guān)節(jié)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中二自由度關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)電機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)軸架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中連接蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其較佳的具體實(shí)施方式是：

包括基體和一對(duì)分別設(shè)置在所述基體的兩端的二自由度關(guān)節(jié)；

所述二自由度關(guān)節(jié)包括連接蓋、內(nèi)齒輪托架、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中：

所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直齒圓柱外齒輪和直齒圓柱內(nèi)齒輪，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定設(shè)置在所述基體上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與所述直齒圓柱外齒輪固定連接，所述直齒圓柱內(nèi)齒輪固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架上，且所述直齒圓柱外齒輪與所述直齒圓柱內(nèi)齒輪相嚙合；

所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)電機(jī)、第一斜齒輪和第二斜齒輪，所述擺動(dòng)電機(jī)固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架上，所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出軸與所述第一斜齒輪固定連接，所述第二斜齒輪固定設(shè)置在所述連接蓋上，且所述第一斜齒輪與所述第二斜齒輪相嚙合。

所述二自由度關(guān)節(jié)還包括轉(zhuǎn)軸架、穿軸和滾針軸承，所述轉(zhuǎn)軸架一端與所述內(nèi)齒輪托架固定連接在一起，所述轉(zhuǎn)軸架的另一端通過所述穿軸與所述連接蓋活動(dòng)連接，所述滾針軸承套設(shè)在所述內(nèi)齒輪托架上，且所述滾針軸承的外圈抵擋在所述基體的內(nèi)壁上。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括銜接塊和旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和銜接塊均固定設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架上，且所述銜接塊固定連接在所述基體上。

所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括減速器，所述減速器的輸入軸與所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定連接，所述減速器的輸出軸與所述第一斜齒輪固定連接。

所述連接蓋上至少設(shè)有一個(gè)第一凸耳，所述轉(zhuǎn)軸架上至少設(shè)有一個(gè)第二凸耳，且所述穿軸依次穿過所述第一凸耳和所述第二凸耳。

本實(shí)用新型的管道機(jī)器人的主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、彎道及T型管接頭通過能力強(qiáng)，能主動(dòng)適應(yīng)管道彎曲方向變化。

本實(shí)用新型的原理是：

如圖3所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)組件通過直齒圓柱外齒輪驅(qū)動(dòng)直齒圓柱內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸架一同旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸架周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)第一斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)固連在連接蓋上的第二斜齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)連接蓋繞著轉(zhuǎn)軸架上的穿軸擺動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)二自由度關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)，主動(dòng)適應(yīng)管道任意方向的彎曲變化。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：

采用本實(shí)用新型的管道機(jī)器人的各個(gè)模塊可以在管道內(nèi)主動(dòng)繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以在管道內(nèi)主動(dòng)擺動(dòng)，使得本實(shí)用新型能夠主動(dòng)適應(yīng)管道彎曲方向的變化，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和靈活性。

具體實(shí)施例：

如圖1所示的一種管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置，包括基體1和一對(duì)分別設(shè)置在所述基體1的兩端的二自由度關(guān)節(jié)2，所述二自由度關(guān)節(jié)2可以旋轉(zhuǎn)，可以擺動(dòng)。

如圖2所示，所述二自由度關(guān)節(jié)2包括連接蓋21、轉(zhuǎn)軸架22、內(nèi)齒輪托架23、滾針軸承24、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)25和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26，所述轉(zhuǎn)軸架22一端與所述內(nèi)齒輪托架23固定連接在一起，所述轉(zhuǎn)軸架22的另一端與所述連接蓋21可擺動(dòng)連接，所述內(nèi)齒輪托架23與所述轉(zhuǎn)軸架22同軸固定連接，所述滾針軸承24套設(shè)在所述內(nèi)齒輪托架23上，且所述滾針軸承24的外圈抵擋在所述基體1的內(nèi)壁上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)25和所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)均位于所述內(nèi)齒輪托架23內(nèi)。

如圖3和圖4所示，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)25包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)251、銜接塊252、旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架253、直齒圓柱外齒輪254和直齒圓柱內(nèi)齒輪255，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)251和銜接塊252均固定設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架253上，且所述銜接塊252固定連接在所述基體1上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)251的輸出軸與所述直齒圓柱外齒輪254固定連接，所述直齒圓柱內(nèi)齒輪255固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架23上，且所述直齒圓柱外齒輪254與所述直齒圓柱內(nèi)齒輪255相嚙合，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)251通過所述直齒圓柱外齒輪254與所述直齒圓柱內(nèi)齒輪255的嚙合來(lái)帶動(dòng)所述內(nèi)齒輪托架23旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)所述連接蓋21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使機(jī)器人單個(gè)模塊在管道橫向截面內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖3所示，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26包括擺動(dòng)電機(jī)261、減速器262、第一斜齒輪263和第二斜齒輪264，所述擺動(dòng)電機(jī)261固定設(shè)置在所述內(nèi)齒輪托架23上，所述減速器262的輸入軸與所述擺動(dòng)電機(jī)261的輸出軸固定連接，所述減速器262的輸出軸與所述第一斜齒輪263固定連接，所述第二斜齒輪264固定設(shè)置在所述連接蓋21上，且所述第一斜齒輪263與所述第二斜齒輪264相嚙合，所述擺動(dòng)電機(jī)261通過所述第一斜齒輪263與所述第二斜齒輪264的嚙合來(lái)帶動(dòng)所述連接蓋21進(jìn)行擺動(dòng)，使機(jī)器人單個(gè)模塊在管道縱向截面內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)擺動(dòng)。

如圖2至圖6所示，所述二自由度關(guān)節(jié)2還包括穿軸28，所述轉(zhuǎn)軸架22的另一端通過所述穿軸28與所述連接蓋21活動(dòng)連接，所述連接蓋21上至少設(shè)有一個(gè)第一凸耳211，所述轉(zhuǎn)軸架22上至少設(shè)有一個(gè)第二凸耳221，且所述穿軸28依次穿過所述第一凸耳211和所述第二凸耳221，所述二自由度關(guān)節(jié)2還包括卡圈27和調(diào)心球軸承29，所述第一凸耳211通過所述調(diào)心球軸承29與所述穿軸28活動(dòng)連接，所述卡圈27套設(shè)在所述穿軸28上，且所述卡圈27的一側(cè)抵擋在所述調(diào)心球軸承29的內(nèi)圈上，所述卡圈27的另一側(cè)抵擋在所述第二凸耳221上，最優(yōu)地，所述第一凸耳211的個(gè)數(shù)為2個(gè)，所述第二凸耳221的個(gè)數(shù)為2個(gè)，且所述第一凸耳211位于所述第二凸耳221之間。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。