一種管道檢測機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管道檢測機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高煤氣已漸漸成為城鎮(zhèn)居民日常生活的主要燃料能源，但是在焦爐煤氣的氣體中含有的大量的雜質(zhì)對煤氣管道具有一定的腐蝕作用，日積月累下管壁會很容易受腐蝕變薄，嚴重時則會導致氣體泄漏引發(fā)事故，所以為了保證居民的正常生活，對煤氣管道的檢測工作就顯得尤為重要。然而由于煤氣管道的口徑較一般管道要小，所以常常使煤氣管道的檢修工作無法順利進行，這樣一來對煤氣管道檢測機器人的研究工作變得越來越有意義。
[0003]按被動適應管徑的方式來說，主要包括具有伸縮式和滑塊式機構(gòu)兩種機器人。伸縮式被動調(diào)節(jié)機構(gòu)的主要特點是機體與驅(qū)動輪間為壓縮彈簧，驅(qū)動輪的支撐桿即輪腿通過在機體垂直于軸向的方向上做伸縮運動來達到適應管徑變化的目的，這類機器人結(jié)構(gòu)簡單，但是由于彈簧的力學特性曲線為線性變化，如果彈簧的行程過大則會使輪子與管壁間的摩擦力出現(xiàn)較大變化，在電機驅(qū)動力矩一定的情況下，容易發(fā)生驅(qū)動輪打滑或是驅(qū)動動力不足等問題，為了確保驅(qū)動力的穩(wěn)定性，所以彈簧的調(diào)節(jié)范圍有限，即不能夠適應大范圍變化的管徑。
[0004]滑塊式被動調(diào)節(jié)機構(gòu)即滑塊搖桿機構(gòu)，該類機構(gòu)的主要特點是通過滑塊的移動轉(zhuǎn)化為輪腿機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，使之達到適應管徑變化的目的，該類型設計，設計簡便、易行，而且性能穩(wěn)定能夠滿足大多數(shù)實驗要求，但是仍然存在驅(qū)動輪打滑和驅(qū)動不足等缺點，不能適應大范圍變化的管徑。
[0005]因此以上機構(gòu)均存在驅(qū)動輪打滑或是驅(qū)動動力不足的問題，即不能夠適應大范圍變化的管徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種管道檢測機器人，能夠被動自適應管徑變化，能夠適應較大范圍變化的管徑，運行平穩(wěn)。
[0007]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種管道檢測機器人，包括第一機體，所述第一機體包括機架和安裝于所述機架上的調(diào)節(jié)機構(gòu)和傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)用于將動力傳遞給所述調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括至少三組以機架中心軸旋轉(zhuǎn)對稱的四桿機構(gòu)，所述四桿機構(gòu)為搖桿滑塊機構(gòu)，包括安裝于所述機架上的搖桿和滑塊，所述搖桿在所述機架上的固定點位于所述搖桿兩端的中部，所述搖桿和滑塊通過連桿連接，所述搖桿遠離所述連桿的一端與所述管道的內(nèi)壁貼合，所述搖桿隨所述管道內(nèi)徑的變化而搖擺。
[0009]進一步的技術(shù)方案，所述機架包括第一機架、第二機架以及連接所述第一機架和第二機架的支撐板，所述搖桿固定于所述支撐板上。
[0010]進一步的技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括安裝于所述第一機架上的調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)螺桿的中心軸與所述機架的中心軸重合，所述滑塊套設在所述調(diào)節(jié)螺桿上，所述調(diào)節(jié)螺桿上還套設有套管和彈簧，所述套管套在所述滑塊和所述調(diào)節(jié)螺桿之間，所述彈簧位于所述滑塊與所述第一機架之間，用于調(diào)節(jié)所述滑塊和第一機架之間的距離。
[0011]進一步的技術(shù)方案，所述傳動系統(tǒng)包括電機、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)，所述電機通過與所述電機連接的輸入軸帶動所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)，所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)與第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)之間通過中間軸傳動，所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)和所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)之間通過傳動軸傳動，所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)設在所述搖桿上。
[0012]進一步的技術(shù)方案，所述搖桿包括輪腿組，所述輪腿組包括兩個安裝于所述支撐板兩側(cè)的相互對稱的輪腿，所述兩個輪腿通過所述傳動軸與所述支撐板鉸接，所述輪腿遠離所述支撐板的一端安裝有輸出軸，所述輸出軸上安裝有驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪與所述管道的內(nèi)壁貼合。
[0013]進一步的技術(shù)方案，所述傳動軸上安裝有第一帶輪，所述輸出軸上安裝第二帶輪，所述第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)包括所述第一帶輪、第二帶輪以及與所述第一帶輪和第二帶輪共同配合的第一同步帶，所述第二帶輪直徑大于第一帶輪直徑。
[0014]進一步的技術(shù)方案，所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)，包括主動斜齒輪，所述主動斜齒輪設在所述輸入軸上，所述主動斜齒輪與從動斜齒輪嚙合，所述從動斜齒輪固定于所述中間軸上，所述中間軸為所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)提供動力，所述從動斜齒輪的個數(shù)與所述四桿機構(gòu)的個數(shù)相對應。
[0015]進一步的技術(shù)方案，所述第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)包括第三帶輪和第四帶輪，所述第三帶輪和第四帶輪共同與第二同步帶配合，所述第三帶輪和第四帶輪分別固定于所述中間軸和傳動軸上。
[0016]進一步的技術(shù)方案，管道檢測機器人還包括第二機體，所述第二機體的結(jié)構(gòu)與所述第一機體的結(jié)構(gòu)相同，所述第一機體和第二機體之間通過聯(lián)軸器連接。
[0017]進一步的技術(shù)方案，所述輸出軸上設有棘輪機構(gòu)，所述棘輪機構(gòu)包括棘輪和棘爪，所述棘輪與所述第二帶輪并列固定，與所述棘輪配合的棘爪固定在所述輸出軸上，所述第二帶輪與輸出軸之間設有軸承。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明提出的管道檢測機器人，包括四桿機構(gòu)，四桿機構(gòu)上，搖桿在機架上的固定點位于搖桿兩端的中部，搖桿的自由端與管道的內(nèi)壁接觸，該四桿機構(gòu)滑塊滑動較短的距離時，搖桿和管道接觸的一端能夠?qū)崿F(xiàn)較大幅度的移動，因此使得該四桿機構(gòu)能夠適應較大范圍的管徑變化，且不會出現(xiàn)以往機構(gòu)中驅(qū)動輪打滑或動力不足的問題。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明提供的管道檢測機器人中第一機體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明提供的第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)與中間軸及傳動軸的裝配圖；
[0022]圖3是本發(fā)明提供的第一機體和第二機體的裝配關(guān)系示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明提供的管道檢測機器人轉(zhuǎn)彎過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明提供的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明提供的雙向棘輪機構(gòu)的正視圖。
[0026]其中，1、第一機體；11、機架；111、第一機架；112、第二機架；113、支撐板；12、調(diào)節(jié)機構(gòu)；121、四桿機構(gòu)；1211、搖桿；12111、輪腿；1212、滑塊；1213、連桿；1214、彈簧；122、調(diào)節(jié)螺桿；1221、套管；123、鎖緊螺母；13、傳動系統(tǒng)；131、電機；132、輸入軸；133、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)；1331、主動斜齒輪；1332、從動斜齒輪；134、中間軸；135、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)；1351、第三帶輪；1352、第四帶輪；1353、第二同步帶；136、傳動軸；137、第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)；1371、第一帶輪；1372、第二帶輪；1373、第一同步帶；1374、張緊裝置；138、雙向棘輪機構(gòu)；1381、第一單向棘輪機構(gòu)；13811、棘輪；13812、第一棘爪；13813、第二棘爪；1382、第二單向棘輪機構(gòu)；139、輸出軸；1391、支架；1392、驅(qū)動輪；2、第二機體；3、聯(lián)軸器。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028]實施例1
[0029]如圖1所示，一種管道檢測機器人，包括第一機體1，第一機體1包括機架11和安裝于機架11上的調(diào)節(jié)機構(gòu)12和傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)13用于將動力傳遞給調(diào)節(jié)機構(gòu)12，調(diào)節(jié)機構(gòu)12包括至少三組以機架11中心軸旋轉(zhuǎn)對稱的四桿機構(gòu)121，四桿機構(gòu)121為搖桿1211滑塊1212機構(gòu)，包括安裝于機架11上的搖桿1211和滑塊1212，搖桿1211在機架11上的固定點位于搖桿1211兩端的中部，搖桿1211和滑塊1212通過連桿1213連接，搖桿1211遠離連桿1213的一端與管道的內(nèi)壁貼合，搖桿1211隨管道內(nèi)徑的變化而搖擺，該四桿機構(gòu)121克服了以往結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)適應大范圍管徑變化的問題，解決了驅(qū)動不足或打滑等問題。
[0030]機架11包括第一機架111、第二機架112以及連接第一機架111和第二機架112的支撐板113，搖桿1211固定于支撐板113上。
[0031]如圖1所示，調(diào)節(jié)機構(gòu)12還包括安裝于第一機架111上的調(diào)節(jié)螺桿122，調(diào)節(jié)螺桿122的中心軸與機架11的中心軸重合，滑塊1212套設在調(diào)節(jié)螺桿122上，調(diào)節(jié)螺桿122上還套設有套管1221和彈簧1214，套管1221套在滑塊1212和調(diào)節(jié)螺桿122之間，便于滑塊1212沿調(diào)節(jié)螺桿122來回滑動，彈簧1214位于滑塊1212與第一機架111之間，用于調(diào)節(jié)滑塊1212和第一機架111之間的距離，調(diào)節(jié)螺桿122上遠離滑塊1212的一端設有鎖緊螺母123，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿122可以改變滑塊1212的初始位置與第一機架111之間的距離，可以對彈簧1214施加預壓力，調(diào)節(jié)完后利用鎖緊螺母123進行鎖緊。
[0032]傳動系統(tǒng)13包括電機131、交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133、第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137，電機131通過與電機131連接的輸入軸132帶動所述交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133，交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133與第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135之間通過中間軸134傳動，第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135和第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137之間通過傳動軸136傳動。
[0033]其中，第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137設在搖桿1211上，搖桿1211包括輪腿組，輪腿組包括兩個安裝于支撐板113兩側(cè)的相互對稱的輪腿12111，兩個輪腿12111通過傳動軸136與支撐板113鉸接，輪腿12111遠離支撐板113的一端安裝有輸出軸139，輸出軸139上安裝有驅(qū)動輪1392，驅(qū)動輪1392與管道的內(nèi)壁貼合；傳動軸136上安裝有第一帶輪1371，輸出軸139上安裝第二帶輪1372，第二級同步帶輪傳動系統(tǒng)137包括第一帶輪1371、第二帶輪1372以及與第一帶輪1371和第二帶輪1372共同配合的第一同步帶1373，第二帶輪1372直徑大于第一帶輪1371直徑，優(yōu)選地，第一帶輪1371和第二帶輪1372之間設有張緊裝置1374，張緊裝置1374固定在兩個輪腿12111之間，對第一同步帶1373起到張緊的作用，保證了傳動的可靠性。
[0034]交錯軸斜齒輪傳動系統(tǒng)133，包括主動斜齒輪1331，主動斜齒輪1331設在輸入軸132上，主動斜齒輪1331與從動斜齒輪1332嚙合，從動斜齒輪1332固定于中間軸134上，中間軸134為第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135提供動力，從動斜齒輪1332的個數(shù)與四桿機構(gòu)121的個數(shù)相對應，由于從動斜齒輪1332與同一個主動斜齒輪1331嚙合，使得不同從動斜齒輪1332的轉(zhuǎn)動速度相同。
[0035]如圖2所示，第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135包括第三帶輪1351和第四帶輪1352，第三帶輪1351和第四帶輪1352共同與第二同步帶1353配合，第三帶輪1351和第四帶輪1352分別固定于中間軸134和傳動軸136上。
[0036]以上傳動系統(tǒng)13的配合，使得第一級同步帶輪傳動系統(tǒng)135和第