一種微型管道機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微型管道機器人包括：微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構(gòu)、車輪伸縮機構(gòu)、行星齒輪減速機構(gòu)、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像頭拍攝管道內(nèi)部情況，微型攝像頭通過攝像頭搖擺件來拍攝四周的狀況，微型電機驅(qū)動整個設(shè)備在管道內(nèi)行進(jìn)，本發(fā)明解決微型管道內(nèi)的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準(zhǔn)確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
【專利說明】一種微型管道機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道檢測用品，特別是一種微型管道機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在一般工業(yè)、核設(shè)施、石油天然氣、軍事裝備等領(lǐng)域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛的應(yīng)用。為提高管道的壽命、防止泄漏等事故的發(fā)生，就必須對管道進(jìn)行有效的檢測維護(hù)，管道機器人正是為了滿足上述需求而產(chǎn)生。由于管道內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，對管道機器人的設(shè)計要求驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動效率高，同時對復(fù)雜的管內(nèi)環(huán)境具有自適應(yīng)能力。微型管道機器人是微機器人研究領(lǐng)域的一個重要組成部分，它具有體積小、能耗低的特點，能夠進(jìn)入一般機械系統(tǒng)無法進(jìn)入的狹小空間內(nèi)，完成管道清洗、獲取信息、檢測和維修等工作。目前國內(nèi)外關(guān)于微型管道機器人做了大量的研究，雖然在結(jié)構(gòu)和技術(shù)上都有自己的特點和優(yōu)勢，但是可靠性和實用性還未完全達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的要求，例如浙江大學(xué)提出了一種新型蠕動式氣動微型管道機器人，由于采用氣壓驅(qū)動，管路系統(tǒng)復(fù)雜，不易微型化。還有的機器人主要靠支撐管內(nèi)壁的受力實現(xiàn)蠕動，即靠封閉力、磁吸附或真空吸附實現(xiàn)蠕動，在通過U型彎管、三通或變徑管道時，由于管道內(nèi)壁的凸凹不平和吸附面積的增大或減小，有可能使機器人在管道內(nèi)卡死或打滑，不能正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要針對以上問題，提供一種解決微型管道內(nèi)的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準(zhǔn)確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率的機器人，其采用的技術(shù)方案如下:
一種微型管道機器人包括:微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構(gòu)、車輪伸縮機構(gòu)、行星齒輪減速機構(gòu)、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像機通過轉(zhuǎn)動連接的方式與攝像頭搖擺件一端連接，攝像頭搖擺件另一端傳動齒輪與微型電機的主動齒輪嚙合，通過微型電機機頭的轉(zhuǎn)動帶動攝像頭搖擺件轉(zhuǎn)動，從而使微型攝像機轉(zhuǎn)動拍攝管道內(nèi)部情況，柔性連接管包裹于前后兩節(jié)機身上，兩節(jié)機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構(gòu)與車輪伸縮機構(gòu)固接，行星齒輪減速機構(gòu)與微型電機連接，微型電機一與蝸桿轉(zhuǎn)動連接，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪與車輪轉(zhuǎn)動連接，微型電機一帶動蝸桿轉(zhuǎn)動同時帶動車輪運動，從而帶動整個設(shè)備移動，行星車輪架分別于蝸輪和車輪轉(zhuǎn)動連接。
[0004]在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述行星齒輪減速機構(gòu)包括:輸入部分、減速部分、輸出部分，在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機構(gòu)，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運動，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述車輪伸縮機構(gòu)包括減震桿和減震彈簧兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉(zhuǎn)動連接的方式與車輪行走機構(gòu)連接，在管道內(nèi)部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設(shè)備平穩(wěn)經(jīng)過障礙物。
[0006]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述攝像頭搖擺件還包括遙控控制裝置，攝像頭搖擺件驅(qū)動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置的輸入終端通過遠(yuǎn)程無線控制。
[0007]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果有:解決微型管道內(nèi)的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準(zhǔn)確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
符號說明:
1.微型攝像機、2.攝像頭搖擺件、3.微型電機、4.柔性連接管、5.車輪行走機構(gòu)、6.車輪伸縮機構(gòu)、7.行星齒輪減速機構(gòu)、8.微型電機一、9.行星車輪架、10.車輪、11.蝸輪、12.蝸桿。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1和圖2所示，一種微型管道機器人包括:微型攝像機1、攝像頭搖擺件2、微型電機3、柔性連接管4、車輪行走機構(gòu)5、車輪伸縮機構(gòu)6、行星齒輪減速機構(gòu)7、微型電機一 8、行星車輪架9、車輪10、蝸輪11和蝸桿12，所述微型攝像機I通過轉(zhuǎn)動連接的方式與攝像頭搖擺件2 —端連接，攝像頭搖擺件2另一端傳動齒輪與微型電機3的主動齒輪嚙合，通過微型電機3機頭的轉(zhuǎn)動帶動攝像頭搖擺件2轉(zhuǎn)動，從而使微型攝像機I轉(zhuǎn)動拍攝管道內(nèi)部情況，柔性連接管4包裹于前后兩節(jié)機身(圖中未示出)上，兩節(jié)機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構(gòu)5與車輪伸縮機構(gòu)6固接，行星齒輪減速機構(gòu)7與微型電機3連接，微型電機一 8與蝸桿12轉(zhuǎn)動連接，蝸桿12與蝸輪11嚙合，蝸輪11與車輪10轉(zhuǎn)動連接，微型電機一 8帶動蝸桿12轉(zhuǎn)動同時帶動車輪10運動，從而帶動整個設(shè)備移動，行星車輪架9分別于蝸輪11和車輪10轉(zhuǎn)動連接。
[0010]優(yōu)選地，所述行星齒輪減速機構(gòu)7包括:輸入部分、減速部分和輸出部分,在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機構(gòu)，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運動，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述車輪伸縮機構(gòu)6包括減震桿(圖中未示出)和減震彈簧(圖中未示出)兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉(zhuǎn)動連接的方式與車輪行走機構(gòu)5連接，在管道內(nèi)部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設(shè)備平穩(wěn)經(jīng)過障礙物。
[0012]優(yōu)選地，所述攝像頭搖擺件2還包括遙控控制裝置(圖中未示出)，攝像頭搖擺件2驅(qū)動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置(圖中未示出)的輸入終端通過遠(yuǎn)程無線控制。
[0013]本發(fā)明解決微型管道內(nèi)的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準(zhǔn)確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
[0014]上面以舉例方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微型管道機器人，其特征是，包括:微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構(gòu)、車輪伸縮機構(gòu)、行星齒輪減速機構(gòu)、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像機通過轉(zhuǎn)動連接的方式與攝像頭搖擺件一端連接，攝像頭搖擺件另一端傳動齒輪與微型電機的主動齒輪嚙合，通過微型電機機頭的轉(zhuǎn)動帶動攝像頭搖擺件轉(zhuǎn)動，從而使微型攝像機轉(zhuǎn)動拍攝管道內(nèi)部情況，柔性連接管包裹于前后兩節(jié)機身上，兩節(jié)機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構(gòu)與車輪伸縮機構(gòu)固接，行星齒輪減速機構(gòu)與微型電機連接，微型電機一與蝸桿轉(zhuǎn)動連接，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪與車輪轉(zhuǎn)動連接，微型電機一帶動蝸桿轉(zhuǎn)動同時帶動車輪運動，從而帶動整個設(shè)備移動，行星車輪架分別于蝸輪和車輪轉(zhuǎn)動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述行星齒輪減速機構(gòu)包括:輸入部分、減速部分、輸出部分，在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機構(gòu)，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運動，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述車輪伸縮機構(gòu)包括減震桿和減震彈簧兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉(zhuǎn)動連接的方式與車輪行走機構(gòu)連接，在管道內(nèi)部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設(shè)備平穩(wěn)經(jīng)過障礙物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述攝像頭搖擺件還包括遙控控制裝置，攝像頭搖擺件驅(qū)動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置的輸入終端通過遠(yuǎn)程無線控制。
【文檔編號】F16L55/26GK103968187SQ201410135026
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】馬東輝, 謝逢佳, 王永信, 任旭虎 申請人:中國石油大學(xué)(華東)