專利名稱：一種管道機器人行走裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種管道機器人，尤其是一種管道機器人行走裝置。
背景技術：
管道機器人的一種類型為蠕行機器人，專利號為200620003659. 3，名稱為“連桿 蠕行管道機器人”的中國實用新型專利公開了一種連桿蠕行管道機器人，其中包括兩個定 位器和設于該兩個定位器之間的若干可伸縮的連桿機構，通過前后兩個定位器交替地在管 壁上固定和所述連桿機構的伸縮，實現機器人在管道中的移動。其中的定位器在連桿機構 的伸縮作用下在管道中行走?，F有技術中定位器上設置的行走裝置或者是輪式機構，或者 是履帶機構，這些行走裝置都存在不能或不方便自鎖和自動解鎖的問題，使得管道機器人 在管道中作業(yè)時，尤其是在豎直的管道中向上行走時不易定位或作業(yè)結束后不能快捷地移 動。

實用新型內容本實用新型的目的在于改進現有技術的不足，提供一種前進時自動解鎖、停頓時 自動鎖死，特別適合管道機器人向上行走需要的管道機器人行走裝置。本實用新型的目的是這樣實現的一種管道機器人行走裝置，包括一滾輪機構、一腳步機構和一連接機構，所述滾輪機構包括至少兩個滾輪軸，在每個滾輪軸上通過軸承固設一個滾輪；所述腳步機構為一板體，該板體上設有軸槽，該軸槽的數目與所述滾輪的數目匹 配，軸槽的寬度與該滾輪軸的直徑相當，使得每個所述滾輪軸穿設在該軸槽中且可沿所述 軸槽移動，所述軸槽相對于管壁傾斜地設置，使得所述滾輪機構當其中的所述滾輪軸在該 軸槽的一端時所述滾輪露出所述板體的一側邊緣的部分較大，而當所述滾輪軸位于該軸槽 的另一端時，所述滾輪露出所述板體的一側邊緣的部分較小；所述連接機構為一桿體，其一端與所述板體鉸接固定。進一步地，所述連接機構與所述板體的鉸接結構最好是這樣的結構在所述板體 和所述桿體之間設置桿體轉動限位結構，限制所述桿體相對于板體垂直設置基礎上轉動角 度為士(10° 20° )。所述轉動角度優(yōu)選為士 15°。所述的轉動限位結構可以是，在所述板體上所述桿體的鉸接點的兩側各開設一扇 形限位槽，該限位槽的中心對稱軸與相對于板體垂直設置的桿體的軸線重合，在所述桿體 上凸設有兩個限位塊，其形狀和大小為當該桿體鉸接在所述板體上時，所述限位塊相匹配 地設置在所述限位槽中，所述限位槽的兩側直邊即為限位部。本實用新型提供的管道機器人行走裝置是與前述專利號為200620003659. 3的實 用新型專利中公開的“連桿蠕行管道機器人”中的配合使用，將本管道機器人行走裝置通過 所述連接機構連接在連桿蠕行管道機器人的定位器上。一個定位器上相對地橫向設置兩個 行走裝置，其分別抵在相對的管壁上。停止行走時，在重力的作用下，通過滾輪軸的所述輪槽中的移動實現行走裝置自鎖，在重新啟動行走時又可以自動解除自鎖。如此，通過本行走 裝置，就可以實現本管道機器人在傾斜管或垂直管內向上運動停止運動時的自鎖和重新啟 動時的自動解鎖的目的。本實用新型提供的管道機器人行走裝置，通過與連桿蠕行管道機器人結合，可以 使得該機器人可以在行走過程中可能自動鎖止和自動解除鎖止。而這在當機器人在豎直管 道中行走更是非常重要。下面通過附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型提供的管道機器人行走裝置的結構示意圖；圖2為本管道機器人行走裝置在豎直管道中行走時的狀態(tài)示意圖；圖2A為圖2的A-A剖視結構示意圖；圖2B為圖2的B-B剖視結構示意圖；圖3為本管道機器人行走裝置在豎直管道中鎖止時的狀態(tài)示意圖；圖4為桿體和板體鉸接限位結構的結構示意圖；圖4A和圖4B分別為桿體位于板體兩個極限位置的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，本實用新型提供的管道機器人行走裝置，包括一滾輪機構、一 腳步機構和一連接機構，所述滾輪機構包括至少兩個滾輪軸1，在每個滾輪軸1上通過軸承固設一個滾輪 2 ；所述腳步機構為一板體3，該板體3上設有軸槽，該軸槽31的數目與所述滾輪2的 數目匹配，即軸槽31可以與滾輪2的數目相等，一個滾輪2的滾輪軸1插設在一個軸槽31 中，各個軸槽31在板體3上前后排列。也可以是，軸槽31的數目為所述滾輪2的兩倍，板 體3為兩塊相對固聯(lián)的對板，每塊對板上軸槽31結構如前所述，而兩對板上的軸槽兩兩相 對。所述的軸槽31，其為長條槽，該軸槽的對數的數目與所述滾輪的數目匹配，軸槽31的 寬度與該滾輪軸1的直徑相當，使得每個所述滾輪軸1的一端或兩端穿設在該對軸槽31中 且可沿所述軸槽31移動，各個軸槽的結構尺寸全等。所述軸槽31相對于管壁A傾斜地設 置，使得所述滾輪機構當其中的所述滾輪軸1在該軸槽31的一端時所述滾輪2露出所述板 體3的一側邊緣的部分較大，而當所述滾輪軸1位于該軸槽31的另一端時，所述滾輪2露 出所述板體31該側邊緣的部分較小；所述連接機構為一桿體4，其一端與所述板體鉸接固定。在使用時，本實用新型提供的管道機器人行走裝置是與前述專利號為 200620003659. 3的實用新型專利中公開的“連桿蠕行管道機器人”中的配合使用，其中的連 接機構的桿體4的另一端與連桿蠕行管道機器人上的定位器5相連接。本行走裝置的工作原理是這樣的在使用時，該軸槽的傾斜方向是軸槽的前端距離管壁較近，后端距離管壁較遠； 前端為前進方向。在一個定位器5上可以左右或上下設置兩個本行走裝置，也可以在上下左右方向上設置四個本行走裝置51。在四個方向上將定位器支撐在管道中。當定位器5在連桿機構的帶動下移動時，本行走裝置中的腳步機構即板體3被定 位器5拉動，滾輪軸1位于軸槽31中的位置使得滾輪2或套設在滾輪上的履帶滾輪伸出板 體部分較少，但能夠保持與管壁A接觸，滾輪對于管壁的橫向壓力較小，能夠順暢地沿管壁 行進。當定位器5停止下來時，其上的本行走裝置的滾輪2停止行走。如果這時行走裝置 位于上坡甚至于豎直的管段時，在重力的作用下板體3的下移使得滾輪軸1相對于軸槽31 移動，使得滾輪軸1伸出板體31的部分增加，即可使得滾輪2或套設在滾輪上的履帶到定 位器5之間的距離增長，管壁的直徑不變，即可以通過桿體4和滾輪2給管壁A —個橫向的 壓力，滾輪2或履帶壓緊在管壁上，增大其與管壁間的摩擦力，這時，安裝在定位器5相對兩 側的兩個行走裝置壓抵支撐管壁，從而可以在坡面或垂直管壁上自鎖固定(如圖3所示) 而不會下滑。當定位器5重新開始移動時，拉動板體3，即可使得滾輪軸1在板體3的軸槽 31中移動，隨之可使得滾輪2向板體3內縮回一些，前述的橫向壓力減小，即可恢復本行走 裝置在管道中的行走功能。進一步地，所述連接機構與所述板體的鉸接結構可以使得桿體4相對于板體3轉 動，如果轉動角度沒有限定，就有可能使得板體3不能很好地保持與管壁A的基本平行，致 使其上前后排列的滾輪中，有些滾輪與管壁接觸，有些滾輪與管壁脫離接觸，使得行走不順 暢。因此，有必要對于桿體4和板體3之間的轉動角度進行限制。在所述板體3和所述桿 體4之間設置桿體轉動限位結構，限制所述桿體4相對于板體3在相互垂直設置的基礎上 轉動角度為士(10° 20° )，優(yōu)選為15°。所述的轉動限位結構可以有多種，例如，可以在板體的與桿體同側的表面上的相 應位置上設置擋塊或擋銷，從而擋住桿體不使其過度轉動。為了使得板體和桿體之間的限 位結構比較穩(wěn)定，其可以是如圖2、圖2A和圖2B所示的結構，在所述板體3上位于其與所述 桿體4的鉸接連接點的兩側各開設一扇形限位槽32，該限位槽32的中心對稱軸與相對于板 體3垂直設置的桿體4的軸線重合，在所述桿體4上凸設有兩個限位塊41，其形狀和大小 為當該桿體4通過螺釘42鉸接在所述板體3上時，所述限位塊41相匹配地設置在所述限 位槽32中，所述限位槽32的兩側直邊即為限位部。圖4和圖4A、圖4B示出了桿體4與板 體3垂直和向兩個方向轉過15°時的狀態(tài)示意圖。在所限定的角度范圍內的傾斜還是不會 影響到本行走裝置的行走的。但是，如果傾斜角度超過上述角度范圍，則就可能導致管路機 器人在管道中行走不順暢。
權利要求一種管道機器人行走裝置，其特征在于包括一滾輪機構、一腳步機構和一連接機構，所述滾輪機構包括至少兩個滾輪軸，在每個滾輪軸上通過軸承固設一個滾輪；所述腳步機構為一板體，該板體上設有軸槽，該軸槽的數目與所述滾輪的數目匹配，軸槽的寬度與該滾輪軸的直徑相當，使得每個所述滾輪軸穿設在該軸槽中且可沿所述軸槽移動，所述軸槽相對于管壁傾斜地設置，使得所述滾輪機構當其中的所述滾輪軸在該軸槽的一端時所述滾輪露出所述板體的一側邊緣的部分較大，而當所述滾輪軸位于該軸槽的另一端時，所述滾輪露出所述板體的一側邊緣的部分較??；所述連接機構為一桿體，其一端與所述板體鉸接固定。
2.根據權利要求1所述的管道機器人行走裝置，其特征在于所述連接機構與所述板 體的鉸接結構是這樣的結構在所述板體和所述桿體之間設置桿體轉動限位結構，限制所 述桿體相對于板體垂直設置基礎上轉動角度為士 10° 20°。
3.根據權利要求2所述的管道機器人行走裝置，其特征在于所述轉動角度為士15°。
4.根據權利要求2或3所述的管道機器人行走裝置，其特征在于所述的轉動限位結 構是，在所述板體上所述桿體的鉸接點的兩側各開設一扇形限位槽，該限位槽的中心對稱 軸與相對于板體垂直設置的桿體的軸線重合，在所述桿體上凸設有兩個限位塊，其形狀和 大小為當該桿體鉸接在所述板體上時，所述限位塊相匹配地設置在所述限位槽中，所述限 位槽的兩側直邊即為限位部。
專利摘要本實用新型公開了一種管道機器人行走裝置，其包括一滾輪機構、一腳步機構和一連接機構，所述滾輪機構包括至少兩個滾輪軸，在每個滾輪軸上通過軸承固設一個滾輪；所述腳步機構為一板體，該板體上設有軸槽，其為長條槽，該軸槽的數目與所述滾輪的數目匹配，每個所述滾輪軸穿設在該軸槽中且可沿所述軸槽移動，所述軸槽相對于管壁傾斜地設置，使得所述滾輪機構當其中的所述滾輪軸在該軸槽的一端時所述滾輪的部分露出所述板體的一側邊緣，而當所述滾輪軸位于該軸槽的另一端時，所述滾輪全部位于所述板體上；所述連接機構為一桿體，其一端與所述板體鉸接固定。本管道機器人行走裝置前進時自動解鎖、停頓時自動鎖死，特別適合管道機器人向上行走的應用。
文檔編號B25J5/00GK201702775SQ20102019630
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權日2010年5月14日
發(fā)明者楊志成 申請人:北京聯(lián)合大學生物化學工程學院