專利名稱：一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，屬于圓形管道作業(yè)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大多圓形管道作業(yè)中需要由管道機(jī)器人攜帶傳感器等工作元器件進(jìn)入管道工作，由控制人員遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。螺旋前進(jìn)的機(jī)器人行進(jìn)速度單一，全程行進(jìn)時(shí)間較長。由于攜帶的傳感器重量不同并且管道坡度不同，導(dǎo)致電機(jī)的工作負(fù)載變化很大，輸出功率不易滿足要求。此外，機(jī)器人進(jìn)入特定位置的過程及作業(yè)時(shí)的行進(jìn)速度要求也都不一樣，若行進(jìn)速度設(shè)置過快，則功率不足，在坡度較大的或垂直的管道中容易產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力不足的現(xiàn)象，所以大部分螺旋前進(jìn)的管道機(jī)器人往往選擇較慢的行進(jìn)速度，這使得在非工作區(qū)域和坡度較緩或水平的管道中不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且浪費(fèi)電機(jī)功率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載和行進(jìn)速度需要調(diào)節(jié)螺旋角進(jìn)行變速的螺旋前進(jìn)管道機(jī)器人。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，其特征在于包括內(nèi)置彈簧的支撐基體，三組支撐輪子對稱設(shè)于支撐基體上，連接通管一端設(shè)于支撐基體中心；軸向?qū)к壨ㄟ^軸承同軸設(shè)于連接通管上，旋轉(zhuǎn)基體及其左側(cè)的內(nèi)齒輪同軸設(shè)于軸向?qū)к壸蠖耍辉O(shè)于內(nèi)齒輪內(nèi)部并與其嚙合的小齒輪與設(shè)于支撐基體內(nèi)部的直流電機(jī)連接；面板同軸設(shè)于軸向?qū)к壨鈧?cè)，面板通過三根絲杠螺母和三組連桿滑塊機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)基體連接，三根絲杠螺母通過齒形帶連接。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)基體包括三組通過軸均布于軸向?qū)к壣系尿?qū)動(dòng)輪子，內(nèi)置彈簧的軸套通過可滑移的鍵同軸設(shè)于軸外部；旋轉(zhuǎn)基體內(nèi)部還設(shè)有一個(gè)與一根絲杠螺母連接的步進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選地，所述連桿滑塊機(jī)構(gòu)包括設(shè)于面板上的導(dǎo)軌，連桿一端通過滑塊與導(dǎo)軌連接，連桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與軸套連接。本實(shí)用新型提供的一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪和內(nèi)齒輪嚙合傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)基體轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過傾斜的輪子帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人前進(jìn)。支撐基體和連接通管用于支撐機(jī)身以防機(jī)器人軸向偏斜；通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一根絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，三根絲杠螺母通過齒形帶傳動(dòng)保持同步，并帶動(dòng)面板沿軸向?qū)к壔?，從而帶?dòng)滑塊一邊在面板上滑移，一邊拉動(dòng)(或推動(dòng))軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，使三組驅(qū)動(dòng)輪子傾角同步旋轉(zhuǎn)到一定角度。驅(qū)動(dòng)輪子傾角改變反映在整個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)上，就是螺旋前進(jìn)的螺旋角的改變以及速度的改變，借助絲桿螺母的反向自鎖功能調(diào)節(jié)后能保持傾斜角不變。本實(shí)用新型提供的裝置能根據(jù)作業(yè)要求和實(shí)際負(fù)載調(diào)節(jié)螺旋角大小，從而改變前進(jìn)速度，以滿足不同驅(qū)動(dòng)力和速度的要求，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、調(diào)節(jié)精度高、同步性好的特點(diǎn)，且螺旋角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有自鎖功能。

圖I為本實(shí)用新型提供的一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人示意圖；圖2為本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)基體與面板連接部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)施例中連桿滑塊機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)基體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)施例中面板部分右視圖； 圖5為本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)輪子處于傾斜角α位置的局部示意圖；圖6為本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)輪子被調(diào)節(jié)后處于傾斜角β位置的局部示意圖；附圖標(biāo)記說明I-支撐基體；2_連接通管；3_直流電機(jī)；4_支撐輪子；5_旋轉(zhuǎn)基體；5_1_驅(qū)動(dòng)輪子；5_2_軸；5_3_鍵；5_4_軸套；5_5_步進(jìn)電機(jī)；6_小齒輪；7_內(nèi)齒輪；8_面板；9_絲杠螺母；10_連桿滑塊機(jī)構(gòu)；11-軸向?qū)к墸?2-齒形帶。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。圖I為本實(shí)用新型提供的一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人示意圖。三組支撐輪子4對稱布置在內(nèi)置彈簧的支撐基體I上，連接通管2 —端固定于支撐基體I中心，支撐基體I和連接通管2用于支撐機(jī)身以防機(jī)器人軸向偏斜。結(jié)合圖2，軸向?qū)к?1通過軸承13同軸安裝在連接通管2上，旋轉(zhuǎn)基體5及其左側(cè)的內(nèi)齒輪7同軸安裝在軸向?qū)к?1左端，內(nèi)齒輪7內(nèi)部裝有與其嚙合的小齒輪6，小齒輪6與支撐基體I內(nèi)部的直流電機(jī)3連接，直流電機(jī)3驅(qū)動(dòng)小齒輪6和內(nèi)齒輪7嚙合傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人前進(jìn)。面板8同軸安裝在軸向?qū)к?1外側(cè)，通過三根絲杠螺母9和三組連桿滑塊機(jī)構(gòu)10與旋轉(zhuǎn)基體5連接，三根絲杠螺母9通過齒輪帶12連接。結(jié)合圖3和圖4，旋轉(zhuǎn)基體5包括三組通過軸5-2均布于軸向?qū)к?1上的驅(qū)動(dòng)輪子5-1，內(nèi)置彈簧的軸套5-4同軸安裝在軸5-2外部，軸套5-4通過可滑移的鍵5_3與軸5_2連接，旋轉(zhuǎn)基體5內(nèi)部還安裝了一個(gè)與一根絲杠螺母9連接的步進(jìn)電機(jī)5-5。連桿滑塊機(jī)構(gòu)10包括安裝在面板8上的導(dǎo)軌10-2，滑塊10-3可沿導(dǎo)軌10-2滑動(dòng)，連桿10_4 —端連接滑塊10-3，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副10-1連接軸套5-4。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)5-5轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)一根絲杠螺母9轉(zhuǎn)動(dòng)，三根絲杠螺母9通過齒形帶11傳動(dòng)保持同步，并帶動(dòng)面板8沿軸向?qū)к?1滑移，從而帶動(dòng)滑塊10-3 —邊在面板8上的導(dǎo)軌10-2中滑移，一邊拉動(dòng)(或推動(dòng))軸套5-4轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖5和圖6所示，三組驅(qū)動(dòng)輪子5-1傾斜角從角度α同步旋轉(zhuǎn)到角度β。借助絲桿螺母9的反向自鎖功能，調(diào)節(jié)后易定位。
權(quán)利要求1.一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，其特征在于包括內(nèi)置彈簧的支撐基體(I)，三組支撐輪子(4)對稱設(shè)于支撐基體(I)上，連接通管(2) —端設(shè)于支撐基體(I)中心；軸向?qū)к?11)通過軸承(13)同軸設(shè)于連接通管(2)上，旋轉(zhuǎn)基體(5)及其左側(cè)的內(nèi)齒輪(X)同軸設(shè)于軸向?qū)к?11)左端；設(shè)于內(nèi)齒輪(X)內(nèi)部并與其哨合的小齒輪(6)與設(shè)于支撐基體⑴內(nèi)部的直流電機(jī)⑶連接；面板⑶同軸設(shè)于軸向?qū)к?11)外側(cè)，面板⑶通過三根絲杠螺母(9)和三組連桿滑塊機(jī)構(gòu)(10)與旋轉(zhuǎn)基體(5)連接，三根絲杠螺母(9)通過齒形帶(12)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)基體(5)包括三組通過軸(5-2)均布于軸向?qū)к?11)上的驅(qū)動(dòng)輪子(5-1)，內(nèi)置彈簧的軸套通過可滑移的鍵(5-3)同軸設(shè)于軸(5-2)外部；旋轉(zhuǎn)基體(5)內(nèi)部還設(shè)有一個(gè) 與一根絲杠螺母(9)連接的步進(jìn)電機(jī)(5-5)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，其特征在于所述連桿滑塊機(jī)構(gòu)(10)包括設(shè)于面板(8)上的導(dǎo)軌(10-2)，連桿(10-4) —端通過滑塊(10-3)與導(dǎo)軌(10-2)連接，連桿(10-4)另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副(10-1)與軸套(5_4)連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種螺旋角可調(diào)節(jié)的螺旋前進(jìn)管道變速機(jī)器人，其特征在于包括內(nèi)置彈簧的支撐基體，三組支撐輪子對稱設(shè)于支撐基體上，連接通管一端設(shè)于支撐基體中心；軸向?qū)к壨ㄟ^軸承同軸設(shè)于連接通管上，旋轉(zhuǎn)基體及其左側(cè)的內(nèi)齒輪同軸設(shè)于軸向?qū)к壸蠖?；設(shè)于內(nèi)齒輪內(nèi)部并與其嚙合的小齒輪與設(shè)于支撐基體內(nèi)部的直流電機(jī)連接；面板同軸設(shè)于軸向?qū)к壨鈧?cè)，面板通過三根絲杠螺母和三組連桿滑塊機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)基體連接，三根絲杠螺母通過齒形帶連接。本實(shí)用新型提供的裝置能根據(jù)作業(yè)要求和實(shí)際負(fù)載調(diào)節(jié)螺旋角大小，從而改變前進(jìn)速度，以滿足不同驅(qū)動(dòng)力和速度的要求，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、調(diào)節(jié)精度高、同步性好的特點(diǎn)，且螺旋角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有自鎖功能。
文檔編號(hào)F16L55/32GK202647065SQ20122024108
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者顧友林, 吳羊豪, 馬帥, 周虎, 林思 申請人:東華大學(xué)