一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，包括至少兩段驅(qū)動(dòng)節(jié)和至少一段轉(zhuǎn)向節(jié)，相鄰兩個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)之間通過轉(zhuǎn)向節(jié)連接，位于最前端的驅(qū)動(dòng)節(jié)的前端面上固定有前端蓋，前端蓋的中心位置安裝有傳感器，位于最后端的驅(qū)動(dòng)節(jié)的后端面上固定有后端蓋，后端蓋的中心位置裝有萬向球鉸，驅(qū)動(dòng)節(jié)包括主機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)，主機(jī)架的側(cè)壁上間隔均勻地安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)裝于主機(jī)架內(nèi)，且伸縮機(jī)構(gòu)能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)收回主機(jī)架內(nèi)，轉(zhuǎn)向節(jié)能夠帶動(dòng)前方與其連接的驅(qū)動(dòng)節(jié)轉(zhuǎn)向。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠主動(dòng)、自由轉(zhuǎn)向，并可根據(jù)實(shí)際情況連接若干數(shù)量的驅(qū)動(dòng)節(jié)和轉(zhuǎn)向節(jié)，增大管道機(jī)器人的運(yùn)載能力，滿足復(fù)雜分支管網(wǎng)及不同管徑管道檢測(cè)需求。
【專利說明】
一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及管道機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]管道是國家生命線工程的重要組成部分，是國家能源的大動(dòng)脈，它的安全運(yùn)營對(duì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響重大。為保證管道安全，在管道運(yùn)行一段時(shí)間后，需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。
[0003]管道機(jī)器人實(shí)現(xiàn)管道檢測(cè)的主要驅(qū)動(dòng)裝置，通過其攜帶檢測(cè)設(shè)備沿管道爬行，完成管道的檢測(cè)工作。隨著我國油氣、供水管道規(guī)模的不斷發(fā)展，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，特別是城市燃?xì)?、供水管網(wǎng)存在大量的分支管道，因此，為實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的全面檢測(cè)，管道機(jī)器人必須能夠主動(dòng)、靈活轉(zhuǎn)向，按照設(shè)定的管道線路進(jìn)行檢測(cè)。專利2007 100500568、2012104818937機(jī)體采用整體設(shè)計(jì)，過彎能力差，只能沿轉(zhuǎn)彎半徑較大的單管道路徑爬行；專利2015107317708運(yùn)動(dòng)短節(jié)之間采用萬向節(jié)連接、專利2015108488450主支架與驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架之間采用柔性連接，能夠沿管道被動(dòng)轉(zhuǎn)向，提高了過彎能力，但該連接屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)向連接，依然只能沿單管道路徑爬行，無法實(shí)現(xiàn)多分支管網(wǎng)內(nèi)的主動(dòng)轉(zhuǎn)向。通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有管道機(jī)器人大多屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)向，在遇到分支管道時(shí)，無法主動(dòng)轉(zhuǎn)向，無法滿足復(fù)雜分支管網(wǎng)的檢測(cè)要求。
[0004]因此，針對(duì)現(xiàn)有管道機(jī)器人存在的不足，設(shè)計(jì)發(fā)明一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，對(duì)于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多分支管網(wǎng)的檢測(cè)，具有積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，能夠使管道機(jī)器人主動(dòng)、自由轉(zhuǎn)向，使管道機(jī)器人滿足復(fù)雜分支管網(wǎng)的檢測(cè)要求。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，包括至少兩段驅(qū)動(dòng)節(jié)和至少一段轉(zhuǎn)向節(jié)，相鄰兩個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)之間通過轉(zhuǎn)向節(jié)連接，位于最前端的驅(qū)動(dòng)節(jié)的前端面上固定有前端蓋，前端蓋的中心位置安裝有用于探測(cè)管網(wǎng)管道路徑分布情況的傳感器，位于最后端的驅(qū)動(dòng)節(jié)的后端面上固定有后端蓋，后端蓋的中心位置裝有用于連接其他管道檢測(cè)設(shè)備的萬向球鉸，驅(qū)動(dòng)節(jié)包括主機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)，主機(jī)架的側(cè)壁上間隔均勻地安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)裝于主機(jī)架內(nèi)，且伸縮機(jī)構(gòu)能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)收回主機(jī)架內(nèi)，轉(zhuǎn)向節(jié)能夠帶動(dòng)前方與其連接的驅(qū)動(dòng)節(jié)轉(zhuǎn)向。
[0007]所述的主機(jī)架內(nèi)沿其軸線方向固定有螺桿架，主機(jī)架的側(cè)壁上間隔均勻地設(shè)置有多個(gè)內(nèi)凹的安放槽，安放槽的兩側(cè)從上至下依次對(duì)稱設(shè)置有第一軸承座和第二軸承座，主機(jī)架的上下端面上分別設(shè)置有連接板，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于安放槽內(nèi)，所述伸縮機(jī)構(gòu)安裝在螺桿架上，伸縮機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
[0008]所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括側(cè)板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和履帶，兩塊側(cè)板相對(duì)設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)安裝板固定在兩塊側(cè)板之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有第一錐齒輪，兩塊側(cè)板的兩端還轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有相互平行的傳動(dòng)軸和從動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上固定有第二錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪嚙合，傳動(dòng)軸的兩端還固定有主動(dòng)齒輪，從動(dòng)軸的兩端固定有從動(dòng)齒輪，履帶內(nèi)側(cè)的齒條分別與主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪嚙合后首尾連接，兩塊側(cè)板的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)軌，履帶的內(nèi)側(cè)邊緣與導(dǎo)軌接觸配合。
[0009]所述的伸縮機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)、螺桿、螺紋軸套、連桿、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在螺桿架上，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在螺桿架的下部，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有第一齒輪，螺桿的下端安裝有第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合傳動(dòng)，螺紋軸套通過螺紋與螺桿配合連接，螺紋軸套的側(cè)壁上鉸接有多根連桿，第一軸承座上通過軸承安裝有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架的一端固定在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中部，另一端與側(cè)板的一端鉸接，第二軸承座上通過軸承安裝有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架的一端固定在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中部，另一端與側(cè)板的另一端鉸接，連桿的另一端與第一轉(zhuǎn)動(dòng)架的中部鉸接。
[0010]所述的轉(zhuǎn)向節(jié)包括上殼體、轉(zhuǎn)向體、禍輪、蝸桿和下殼體，上殼體通過螺栓與其前方的連接板固定連接，轉(zhuǎn)向體的兩側(cè)對(duì)稱焊接有第一轉(zhuǎn)向軸和第二轉(zhuǎn)向軸，第一轉(zhuǎn)向軸和第二轉(zhuǎn)向軸通過軸承固定在下殼體的軸承座上，第一轉(zhuǎn)向軸加工有中心通孔，與蝸桿一端間隙配合，渦輪與渦輪軸通過鍵槽固定連接，渦輪軸兩端通過固定板固定在上殼體上，蝸桿一端通過軸承固定在轉(zhuǎn)向體的軸承安裝座上，一端穿過第一轉(zhuǎn)向軸中心通孔，并與第三齒輪連接，第四齒輪通過軸承固定在第四齒輪軸上，第四齒輪軸焊接固定在下殼體上，第五齒輪與第一轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸連接，第一轉(zhuǎn)向電機(jī)固定在第一電機(jī)支架上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)固定在第二電機(jī)支架上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出軸與第六齒輪連接，第七齒輪安裝在第七齒輪軸上，第七齒輪軸焊接固定在下殼體上，第八齒輪與轉(zhuǎn)向體軸固定連接，第四齒輪分別與第三齒輪和第五齒輪嚙合，第七齒輪分別與第六齒輪和第八齒輪嚙合。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、采用轉(zhuǎn)向節(jié)，能夠使管道機(jī)器人主動(dòng)、自由轉(zhuǎn)向，使管道機(jī)器人滿足復(fù)雜分支管網(wǎng)的檢測(cè)要求。
[0012]2、采用伸縮機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在管道機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)收放，減小了轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的空間，擴(kuò)大了管道機(jī)器人的適用范圍，同時(shí)能夠使管道機(jī)器人滿足不同管徑管道檢測(cè)需求。
[0013]3、本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際情況連接若干數(shù)量的驅(qū)動(dòng)節(jié)和轉(zhuǎn)向節(jié)，增大管道機(jī)器人的負(fù)載能力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為驅(qū)動(dòng)節(jié)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為轉(zhuǎn)向節(jié)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、傳感器，2、前端蓋，3、驅(qū)動(dòng)節(jié)，3-1、主機(jī)架，3-1-1、螺桿架，3-1-2、安放槽，3-1-3、第一軸承座，3-1-4、第二軸承座，3-1-5、連接板，3-2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，3-2-1、側(cè)板，3-2-2、導(dǎo)軌，3-2-3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3-2-4、電機(jī)安裝板，3-2-5、第一錐齒輪，3-2-6、第二錐齒輪，3-2-7、主動(dòng)齒輪，3_2_8、履帶，3_2_9、傳動(dòng)軸，3_2_10、從動(dòng)軸，3-2-11、從動(dòng)齒輪，3_3、伸縮機(jī)構(gòu)，3-3-1、伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3_3_2、第一齒輪，3_3_3、第二齒輪，3-3-4、螺桿，3-3-5、螺紋軸套，3-3_
6、連桿，3-3-7、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架，3-3-8、第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，3-3-9、第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，3-3-10、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸，
4、轉(zhuǎn)向節(jié)，4-1、上殼體，4-2、轉(zhuǎn)向體，4-3、渦輪，4-4、渦輪軸，4-5、固定板，4-6、蝸桿，4-7、第一轉(zhuǎn)向軸，4-8、下殼體，4-9、第三齒輪，4-10、第四齒輪，4-11、第四齒輪軸，4-12、第五齒輪，
4-13、第一電機(jī)支架，4-14、第一轉(zhuǎn)向電機(jī)，4-15、第二轉(zhuǎn)向電機(jī)，4-16、第二電機(jī)支架，4-17、第六齒輪，4-18、第七齒輪，4-19、第七齒輪軸，4-20、第八齒輪，4-21、第二轉(zhuǎn)向軸，5、后端蓋，6、萬向球鉸。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0016]如圖1所示，一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，包括至少兩段驅(qū)動(dòng)節(jié)3和至少一段轉(zhuǎn)向節(jié)4，相鄰兩個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)3之間通過轉(zhuǎn)向節(jié)4連接，位于最前端的驅(qū)動(dòng)節(jié)3的前端面上固定有前端蓋2，前端蓋2的中心位置安裝有用于探測(cè)管網(wǎng)管道路徑分布情況的傳感器I，位于最后端的驅(qū)動(dòng)節(jié)3的后端面上固定有后端蓋5，后端蓋5的中心位置裝有用于連接其他管道檢測(cè)設(shè)備的萬向球鉸6，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)節(jié)3包括主機(jī)架3-1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2和伸縮機(jī)構(gòu)3-3，主機(jī)架3-1的側(cè)壁上間隔均勻地安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2，伸縮機(jī)構(gòu)3-3裝于主機(jī)架3-1內(nèi)，且伸縮機(jī)構(gòu)3-3能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2收回主機(jī)架3-1內(nèi)，轉(zhuǎn)向節(jié)4能夠帶動(dòng)前方與其連接的驅(qū)動(dòng)節(jié)3轉(zhuǎn)向。
[0017]如圖2所示，所述的主機(jī)架3-1內(nèi)沿其軸線方向固定有螺桿架3-1-1，主機(jī)架3-1的側(cè)壁上間隔均勾地設(shè)置有多個(gè)內(nèi)凹的安放槽3-1-2，安放槽3-1-2的兩側(cè)從上至下依次對(duì)稱設(shè)置有第一軸承座3-1-3和第二軸承座3-1-4，主機(jī)架3-1的上下端面上分別設(shè)置有連接板3-1-5，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2安裝于安放槽3-1-2內(nèi)，所述伸縮機(jī)構(gòu)3-3安裝在螺桿架3-1-1上，伸縮機(jī)構(gòu)3-3與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2傳動(dòng)連接。
[0018]如圖3所示，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2包括側(cè)板3-2-1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-2-3和履帶3-2-8，兩塊側(cè)板3-2-1相對(duì)設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-2-3通過電機(jī)安裝板3-2-4固定在兩塊側(cè)板3-2-1之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-2-3的輸出軸上安裝有第一錐齒輪3-2-5，兩塊側(cè)板3-2-1的兩端還轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有相互平行的傳動(dòng)軸3-2-9和從動(dòng)軸3-2-10，傳動(dòng)軸3-2-9上固定有第二錐齒輪3-2-6，第一錐齒輪3-2-5與第二錐齒輪3-2-6嚙合，傳動(dòng)軸3-2-9的兩端還固定有主動(dòng)齒輪3_2_7，從動(dòng)軸3-2-10的兩端固定有從動(dòng)齒輪3-2-11，履帶3-2-8內(nèi)側(cè)的齒條分別與主動(dòng)齒輪3-2-7和從動(dòng)齒輪3-2-11嚙合后首尾連接，兩塊側(cè)板3-2-1的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)軌3-2-2，履帶3_2_8的內(nèi)側(cè)邊緣與導(dǎo)軌3-2-2接觸配合。工作過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-2-3驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪3-2-5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使主動(dòng)齒輪3-2-7旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)履帶3-2-8轉(zhuǎn)動(dòng)，使管道機(jī)器人沿管壁運(yùn)動(dòng)。
[0019]如圖3所示，所述的伸縮機(jī)構(gòu)3-3包括伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-3-1、螺桿3-3-4、螺紋軸套3-
3-5、連桿3-3-6、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-7和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-9，螺桿3-3-4轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在螺桿架3-1-1上，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-3-1固定安裝在螺桿架3-1-1的下部，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-3-1的輸出軸上安裝有第一齒輪3_3_2，螺桿3_3_4的下端安裝有第二齒輪3_3_3，第一齒輪3_3_2與第二齒輪
3-3-3嚙合傳動(dòng)，螺紋軸套3-3-5通過螺紋與螺桿3-3-4配合連接，螺紋軸套3_3_5的側(cè)壁上鉸接有多根連桿3-3-6，第一軸承座3-1-3上通過軸承安裝有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸3-3-8，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-7的一端固定在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸3-3-8的中部，另一端與側(cè)板3-2-1的一端鉸接，第二軸承座3-1-4上通過軸承安裝有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸3-3-10，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-9的一端固定在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸3-
3-10的中部，另一端與側(cè)板3-2-1的另一端鉸接，連桿3-3-6的另一端與第一轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-7的中部鉸接。在轉(zhuǎn)彎過程中時(shí)，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-3-1通過第一齒輪3-3-2和第二齒輪3-3-3驅(qū)動(dòng)螺桿3-3-4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使螺紋軸套3-3-5上下移動(dòng)，通過連桿3-3-6帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-7和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-9轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2伸出或收回到安放槽3-1-2，減小了轉(zhuǎn)彎需要的轉(zhuǎn)彎空間;此外，遇到管徑變化時(shí)，也可根據(jù)管徑調(diào)整第一轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-7和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3-3-9的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使管道機(jī)器人滿足不同管徑管道檢測(cè)需求。
[0020]如圖4所示，所述的轉(zhuǎn)向節(jié)4包括上殼體4-1、轉(zhuǎn)向體4-2、渦輪4-3、蝸桿4-6和下殼體4-8，上殼體4-1通過螺栓與其前方的連接板3-1-5固定連接，轉(zhuǎn)向體4-2的兩側(cè)對(duì)稱焊接有第一轉(zhuǎn)向軸4-7和第二轉(zhuǎn)向軸4-21，第一轉(zhuǎn)向軸4-7和第二轉(zhuǎn)向軸4-21通過軸承固定在下殼體4-7的軸承座上，第一轉(zhuǎn)向軸4-7加工有中心通孔，與蝸桿4-6—端間隙配合，渦輪4-3與禍輪軸4-4通過鍵槽固定連接，禍輪軸4-4兩端通過固定板4-5固定在上殼體4-1上，蝸桿4-6一端通過軸承固定在轉(zhuǎn)向體4-2的軸承安裝座上，一端穿過第一轉(zhuǎn)向軸4-7中心通孔，并與第三齒輪4-9連接，第四齒輪4-10通過軸承固定在第四齒輪軸4-11上，第四齒輪軸4-11焊接固定在下殼體4-8上，第五齒輪4-12與第一轉(zhuǎn)向電機(jī)4-14的輸出軸連接，第一轉(zhuǎn)向電機(jī)4-14固定在第一電機(jī)支架4-13上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)4-15固定在第二電機(jī)支架4-16上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)4-15輸出軸與第六齒輪4-17連接，第七齒輪4-18安裝在第七齒輪軸4-19上，第七齒輪軸
4-19焊接固定在下殼體4-8上，第八齒輪4-20與轉(zhuǎn)向體軸4-21固定連接，第四齒輪4_10分別與第三齒輪4-9和第五齒輪4-12嚙合，第七齒輪4-18分別與第六齒輪4-17和第八齒輪4-20嚙合。工作過程中，根據(jù)需要，分別啟動(dòng)第一轉(zhuǎn)向電機(jī)4-14或第二轉(zhuǎn)向電機(jī)4-15，使上殼體411向不同方向轉(zhuǎn)向，從而帶動(dòng)其前方驅(qū)動(dòng)節(jié)3轉(zhuǎn)向，其中:第一轉(zhuǎn)向電機(jī)4-14通過齒輪、蝸桿、渦輪傳動(dòng)，使上殼體4-1轉(zhuǎn)向；第二轉(zhuǎn)向電機(jī)4-15通過齒輪傳動(dòng)，使轉(zhuǎn)向體4-2和上殼體
4-1同時(shí)轉(zhuǎn)向。
[0021 ]本發(fā)明的工作過程如下:工作過程中，傳感器I探測(cè)管網(wǎng)管道路徑分布情況；當(dāng)遇到分支管道時(shí)，判斷管道機(jī)器人下一步的行進(jìn)方向，若需要轉(zhuǎn)向，則按以下步驟工作:首先，驅(qū)動(dòng)節(jié)3停止工作，管道機(jī)器人的第一段驅(qū)動(dòng)節(jié)3的伸縮機(jī)構(gòu)3-3動(dòng)作，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2收回到安放槽3-1-2，減小轉(zhuǎn)彎所需空間;然后，與第一段驅(qū)動(dòng)節(jié)3連接的轉(zhuǎn)向節(jié)4動(dòng)作，根據(jù)需要轉(zhuǎn)向的分支管道的方位，啟動(dòng)第一轉(zhuǎn)向電機(jī)4-14或第二轉(zhuǎn)向電機(jī)4-15，從而使驅(qū)動(dòng)節(jié)3轉(zhuǎn)向預(yù)定的分支管道方向；當(dāng)驅(qū)動(dòng)節(jié)3轉(zhuǎn)入到預(yù)定分支管道內(nèi)后，伸縮機(jī)構(gòu)3-3動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3-2伸出，使履帶3-2-8貼緊管道內(nèi)壁，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)。后續(xù)驅(qū)動(dòng)節(jié)3、轉(zhuǎn)向節(jié)4依次重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，使管道機(jī)器人逐步、完全轉(zhuǎn)入到需要檢測(cè)的管道中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，其特征在于:包括至少兩段驅(qū)動(dòng)節(jié)(3)和至少一段轉(zhuǎn)向節(jié)(4)，相鄰兩個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)(3)之間通過轉(zhuǎn)向節(jié)(4)連接，位于最前端的驅(qū)動(dòng)節(jié)(3)的前端面上固定有前端蓋(2)，前端蓋(2)的中心位置安裝有用于探測(cè)管網(wǎng)管道路徑分布情況的傳感器(I)，位于最后端的驅(qū)動(dòng)節(jié)(3 )的后端面上固定有后端蓋(5)，后端蓋(5)的中心位置裝有用于連接其他管道檢測(cè)設(shè)備的萬向球鉸(6)， 驅(qū)動(dòng)節(jié)(3)包括主機(jī)架(3-1)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2)和伸縮機(jī)構(gòu)(3-3)，主機(jī)架(3-1)的側(cè)壁上間隔均勻地安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2)，伸縮機(jī)構(gòu)(3-3)裝于主機(jī)架(3-1)內(nèi)，且伸縮機(jī)構(gòu)(3-3)能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2)收回主機(jī)架(3-1)內(nèi)， 轉(zhuǎn)向節(jié)(4)能夠帶動(dòng)前方與其連接的驅(qū)動(dòng)節(jié)(3 )轉(zhuǎn)向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，其特征在于:所述的主機(jī)架(3-1)內(nèi)沿其軸線方向固定有螺桿架(3-1-1)，主機(jī)架(3-1)的側(cè)壁上間隔均勻地設(shè)置有多個(gè)內(nèi)凹的安放槽(3-1-2)，安放槽(3-1-2)的兩側(cè)從上至下依次對(duì)稱設(shè)置有第一軸承座(3-1-3)和第二軸承座(3-1-4)，主機(jī)架(3-1)的上下端面上分別設(shè)置有連接板(3-1-5)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2)安裝于安放槽(3-1-2)內(nèi)，所述伸縮機(jī)構(gòu)(3-3)安裝在螺桿架(3-1-1)上，伸縮機(jī)構(gòu)(3-3 )與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2 )傳動(dòng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3-2)包括側(cè)板(3-2-1)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-2-3)和履帶(3-2_8)，兩塊側(cè)板(3_2_1)相對(duì)設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-2-3)通過電機(jī)安裝板(3-2-4)固定在兩塊側(cè)板(3-2-1)之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-2-3)的輸出軸上安裝有第一錐齒輪(3-2-5)，兩塊側(cè)板(3-2-1)的兩端還轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有相互平彳丁的傳動(dòng)軸(3-2_9)和從動(dòng)軸(3_2_10)，傳動(dòng)軸(3_2_9)上固定有第二維齒輪(3_2_6)，第一錐齒輪(3-2-5)與第二錐齒輪(3-2-6)嚙合，傳動(dòng)軸(3-2-9)的兩端還固定有主動(dòng)齒輪(3-2-7)，從動(dòng)軸(3-2-10)的兩端固定有從動(dòng)齒輪(3-2-11)，履帶(3-2-8)內(nèi)側(cè)的齒條分別與主動(dòng)齒輪(3-2-7)和從動(dòng)齒輪(3-2-11)嚙合后首尾連接，兩塊側(cè)板(3-2-1)的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)軌(3-2-2)，履帶(3-2-8)的內(nèi)側(cè)邊緣與導(dǎo)軌(3-2-2)接觸配合。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，其特征在于:所述的伸縮機(jī)構(gòu)(3-3)包括伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-3-1)、螺桿(3-3-4)、螺紋軸套(3-3-5)、連桿(3-3-6)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(3-3-7)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架(3-3-9)，螺桿(3-3-4)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在螺桿架(3-1-1)上，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-3-1)固定安裝在螺桿架(3-1-1)的下部，伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-3-1)的輸出軸上安裝有第一齒輪(3-3-2)，螺桿(3-3-4)的下端安裝有第二齒輪(3-3-3)，第一齒輪(3-3-2)與第二齒輪(3-3-3)嚙合傳動(dòng)，螺紋軸套(3-3-5)通過螺紋與螺桿(3-3-4)配合連接，螺紋軸套(3-3-5)的側(cè)壁上鉸接有多根連桿(3-3-6)，第一軸承座(3-1-3)上通過軸承安裝有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3-3-8)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(3-3-7)的一端固定在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3-3-8)的中部，另一端與側(cè)板(3-2-1)的一端鉸接，第二軸承座(3-1-4)上通過軸承安裝有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3-3-10)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架(3-3-9)的一端固定在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3-3-10)的中部，另一端與側(cè)板(3-2-1)的另一端鉸接，連桿(3-3-6 )的另一端與第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(3-3-7 )的中部鉸接。5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的一種適用于多分支管網(wǎng)檢測(cè)的管道機(jī)器人，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向節(jié)(4)包括上殼體(4-1)、轉(zhuǎn)向體(4-2)、渦輪(4-3)、蝸桿(4-6)和下殼體(4-8)，上殼體(4-1)通過螺栓與其前方的連接板(3-1 -5)固定連接，轉(zhuǎn)向體(4-2 )的兩側(cè)對(duì)稱焊接有第一轉(zhuǎn)向軸(4-7)和第二轉(zhuǎn)向軸(4-21)，第一轉(zhuǎn)向軸(4-7)和第二轉(zhuǎn)向軸(4-21)通過軸承固定在下殼體(4-7)的軸承座上，第一轉(zhuǎn)向軸(4-7)加工有中心通孔，與蝸桿(4-6)—端間隙配合，渦輪(4-3)與渦輪軸(4-4)通過鍵槽固定連接，渦輪軸(4-4)兩端通過固定板(4-5)固定在上殼體(4-1)上，蝸桿(4-6)—端通過軸承固定在轉(zhuǎn)向體(4-2)的軸承安裝座上，一端穿過第一轉(zhuǎn)向軸(4-7)中心通孔，并與第三齒輪(4-9)連接，第四齒輪(4-10)通過軸承固定在第四齒輪軸(4-11)上，第四齒輪軸(4-11)焊接固定在下殼體(4-8)上，第五齒輪(4-12)與第一轉(zhuǎn)向電機(jī)(4-14)的輸出軸連接，第一轉(zhuǎn)向電機(jī)(4-14)固定在第一電機(jī)支架(4-13)上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)(4-15)固定在第二電機(jī)支架(4-16)上，第二轉(zhuǎn)向電機(jī)(4-15)輸出軸與第六齒輪(4-17)連接，第七齒輪(4-18)安裝在第七齒輪軸(4-19)上，第七齒輪軸(4-19)焊接固定在下殼體(4-8)上，第八齒輪(4-20)與轉(zhuǎn)向體軸(4-21)固定連接，第四齒輪(4-10)分別與第三齒輪(4-9)和第五齒輪(4-12)嚙合，第七齒輪(4-18)分別與第六齒輪(4-17)和第八齒輪(4-20)嚙合。
【文檔編號(hào)】F16L55/40GK105953028SQ201610529993
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】劉清友, 羅旭, 朱海燕
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)