一種管道內(nèi)行走機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于管道作業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種管道內(nèi)行走機(jī)器人，藉此行走機(jī)器人，可以負(fù)載除銹、噴涂、檢修等多種管道內(nèi)作業(yè)功能。
【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中，與人們生活息息相關(guān)的燃油、天然氣、飲用水等運(yùn)輸用到大量的管道，管道運(yùn)輸重要性突顯，因此，對(duì)于管道的生產(chǎn)制造、使用維護(hù)就顯得尤為重要。
[0003]在管道作業(yè)中，往往為了增強(qiáng)其防腐性，會(huì)進(jìn)行內(nèi)外壁噴涂，外壁噴涂可以使用成熟的噴涂加工設(shè)備，而內(nèi)壁的噴涂受限于管道口徑，可用的辦法不多；對(duì)于管道使用的后期檢修維護(hù)，如除銹、查看是否有裂紋等，現(xiàn)有設(shè)備往往也是捉襟見(jiàn)肘。
[0004]為了解決管道內(nèi)壁作業(yè)問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN103316817A公開(kāi)了一種管道噴涂機(jī)器人，包括連接外設(shè)的連接機(jī)構(gòu)、用于機(jī)器人在管內(nèi)自主行走的行走支撐機(jī)構(gòu)、用于噴涂的噴涂機(jī)構(gòu)、用于快速固化作業(yè)的固化機(jī)構(gòu)以及用于采集記錄視頻信息的采集機(jī)構(gòu)，所述的行走支撐機(jī)構(gòu)包含行走機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)手輪，調(diào)節(jié)手輪位于行走機(jī)構(gòu)兩端，所述行走機(jī)構(gòu)由滾輪、減速電機(jī)、縱擺臂、一級(jí)減震彈簧、固定軸承以及二級(jí)減震彈簧組成。
[0005]上述管道噴涂機(jī)器人由于采用人工調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)滾輪間距，機(jī)器人進(jìn)入管道作業(yè)后，滾輪間距設(shè)為固定狀態(tài)，其適合管徑變化不大的管道內(nèi)部作業(yè)，尤其適合直管作業(yè)；另夕卜，對(duì)于每一(組)滾輪均配備相應(yīng)的減速電機(jī)，該噴涂機(jī)器人至少配備四個(gè)減速電機(jī)，這一面無(wú)疑增加了機(jī)器人的負(fù)荷，不利于機(jī)器人靈活作業(yè)，另一面多電機(jī)出現(xiàn)故障的概率也增多，若有某一電機(jī)出現(xiàn)故障，則會(huì)造成某一(組)滾輪無(wú)法滾動(dòng)，整個(gè)機(jī)器人與管道內(nèi)壁的作用力不均勻，甚至?xí)绊憴C(jī)器人無(wú)法作業(yè)；而且其行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，不利于后續(xù)機(jī)器人維修作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為克服現(xiàn)有管道機(jī)器人存在的問(wèn)題，提供一種管道內(nèi)行走機(jī)器人。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的管道內(nèi)行走機(jī)器人，包括行走機(jī)構(gòu)、連桿組件、萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)；
所述行走機(jī)構(gòu)包含:
一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)有輸出軸，該輸出軸固設(shè)有一軸連接器，軸連接器上嵌套同軸可自由滑動(dòng)的蝸桿，所述蝸桿側(cè)面為圓弧面，所述軸連接器遠(yuǎn)離傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端設(shè)有止滑部件；及一第一壓力彈簧，嵌套在輸出軸上，設(shè)于軸連接器與蝸桿之間；及兩行走輪，每一行走輪連設(shè)有一同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸輪，每一蝸輪與蝸桿緊密配合；及兩搖臂連桿，每一搖臂連桿一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，另一端與一蝸輪連接；
所述連桿組件包含:
一個(gè)中心桿；及
一前鎖塊和一后鎖塊，分別固設(shè)在中心桿兩端上；及一個(gè)滑塊，嵌套在中心桿上；及至少兩對(duì)連桿片，每對(duì)連桿片交匯連接，另外兩端分別與前鎖塊、滑塊連接；及至少兩個(gè)滑輪，設(shè)于每一對(duì)連桿片的交匯處；及一第二壓力彈簧，嵌套在中心桿上，設(shè)于滑塊與后鎖塊之間；
所述萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)分別與后鎖扣、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；
所述連桿片數(shù)量是滑輪數(shù)量的兩倍；
所述第一壓力彈簧、第二壓力彈簧均處于壓縮狀態(tài)。
[0008]較佳地，所述蝸桿為圓柱形、錐形、圓臺(tái)形中的一種，其中蝸桿為錐形或圓臺(tái)形的朝向?yàn)槲仐U小頭端靠近止滑部件。
[0009]較佳地，所述萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)包含一萬(wàn)向連接器、一電機(jī)連接頭，萬(wàn)向連接器一端與后鎖塊活動(dòng)連接，另一端與電機(jī)連接頭一端活動(dòng)連接，電機(jī)連接頭另一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接。
[0010]較佳地，所述萬(wàn)向連接器、電機(jī)連接頭均為U型構(gòu)件。
[0011]較佳地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為電動(dòng)機(jī)，其上固設(shè)有一連桿底座，每一搖臂連桿一端與連桿底座相連。
[0012]較佳地，所述兩蝸輪對(duì)稱(chēng)設(shè)置在輸出軸兩側(cè)。
[0013]較佳地，所述止滑部件為止動(dòng)螺絲。
[0014]較佳地，所述滑輪數(shù)量為四個(gè)，對(duì)稱(chēng)分布在以中心桿為軸心的圓形四周。
[0015]較佳地，所述每對(duì)連桿片重疊交匯；所述每一滑輪設(shè)于每對(duì)連桿片重疊交匯處的中間。
[0016]較佳地，所述中心桿連設(shè)前鎖塊端還連接有法蘭盤(pán)。
[0017]本發(fā)明中在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，通過(guò)蝸輪、蝸桿、第一壓力彈簧三者之間的協(xié)同作用，保持蝸輪與蝸桿的緊密配合，使行走輪緊貼在管內(nèi)壁滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在管內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走；當(dāng)蝸桿為錐形或圓臺(tái)形，也使行走機(jī)構(gòu)在不同直徑的管內(nèi)自行調(diào)整蝸輪間距，從而保證行走輪始終與內(nèi)壁接觸并保持附著力；通過(guò)連桿組件之第二壓力彈簧，使滑動(dòng)塊始終推動(dòng)對(duì)稱(chēng)分布的滑輪與管道內(nèi)壁接觸，從而保證法蘭盤(pán)始終定位在管道中心軸線上，也可以使與法蘭盤(pán)外接的工作機(jī)構(gòu)平穩(wěn)跟隨行走。
[0018]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明公開(kāi)的管道內(nèi)行走機(jī)器人，當(dāng)蝸桿為錐形或圓臺(tái)形時(shí)，其適合于管徑有差異的管道作業(yè)，管徑差異大小可達(dá)錐形或圓臺(tái)形蝸桿大頭端與小頭端直徑差值，因此對(duì)于彎曲管道、異徑管道均實(shí)用；另外，本發(fā)明單一電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力同時(shí)傳輸給兩個(gè)成直徑方向分布的蝸輪，保證了兩滑輪運(yùn)動(dòng)的同步性，同時(shí)單一電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)減少了機(jī)器人負(fù)荷；而且，本發(fā)明機(jī)器人分塊設(shè)計(jì)，由行走機(jī)構(gòu)、連桿組件、萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)構(gòu)成，機(jī)械連接關(guān)系簡(jiǎn)潔，有利于管道施工作業(yè)和后續(xù)機(jī)器人維修操作。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明管道內(nèi)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明機(jī)器人異徑管道作業(yè)狀態(tài)圖；
圖3為本發(fā)明機(jī)器人方形管道作業(yè)示意圖；
圖4為本發(fā)明機(jī)器人彎曲管道作業(yè)狀態(tài)圖；
圖5為本發(fā)明機(jī)器人直管道作業(yè)狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]參見(jiàn)圖1至圖5，本發(fā)明提供一種管道內(nèi)行走機(jī)器人，包括行走機(jī)構(gòu)1、連桿組件2、萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)3 ;
所述行走機(jī)構(gòu)1包含:
一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)有輸出軸，該輸出軸固設(shè)有一軸連接器102，軸連接器102上嵌套同軸可自由滑動(dòng)的蝸桿104，所述蝸桿104側(cè)面為圓弧面，所述軸連接器102遠(yuǎn)離傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端設(shè)有止滑部件；及
一第一壓力彈簧106，嵌套在輸出軸上，設(shè)于軸連接器102與蝸桿104之間；及兩行走輪108，每一行走輪108連設(shè)有一同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸輪110，每一蝸輪110與蝸桿104緊密配合；及
兩搖臂連桿112，每一搖臂連桿112 —端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，另一端與一蝸輪110連接。
[0022]所述連桿組件2包含:
一個(gè)中心桿202 ;及
一前鎖塊204和一后鎖塊206，分別固設(shè)在中心桿202兩端上；及一個(gè)滑塊208，嵌套在中心桿202上；及
至少兩對(duì)連桿片210，每對(duì)連桿片210交匯連接，兩端分別與前鎖塊204、滑塊208連接；及
至少兩個(gè)滑輪212，設(shè)于每一對(duì)連桿片210的交匯處；及一第二壓力彈簧214，嵌套在中心桿202上，設(shè)于滑塊208與后鎖塊206之間。
[0023]所述萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)3分別與后鎖扣206、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；
所述連桿片210數(shù)量是滑輪212數(shù)量的兩倍；
所述第一壓力彈簧106、第二壓力彈簧214均處于壓縮狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中:
所述蝸桿104優(yōu)選為錐形，蝸桿104小頭端靠近止滑部件。
[0025]所述萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)3包含一萬(wàn)向連接器302、一電機(jī)連接