[实用新型]一种爬行式管道机器人行走机构

说明书

本实用新型涉及管道机器人技术，具体来说是一种爬行式管道机器人行走机构。

管道机器人在石油工业中具有非常重要的作用。在油田开发过程中，需要钻一种特殊垂直管道——油气井，而在钻井过程中需要在井内安装工作仪器，完成井中参数的测量，还需要检测井的工作状态(尤其是事故井的状态)，以做出准确的修井作业方案，这些工作需要用管道机器人来完成。而石油管道在长期使用过程中，管道会受到管内外介质的作用而产生腐蚀、结垢、裂纹、穿孔等导致管道失效,影响油气生产的正常进行，此时也需要用到管道机器人来进行检测与维修。

目前管道机器人的研究成果已经很多，如：江苏工业大学研究的“一种变径的管道机器人行走机构”（专利公开号为：CN1966336A）;中国人民解放军国防科学技术大学研究的“凸轮式管道机器人运动机构”（专利公开号为：CN101430037A）;大庆石油学院研究的“一种管道机器人驱动行走机构”（专利公开号为：CN101788093）等等。但现有技术中的管道机器人还存在以下技术问题：

（1）管道机器人的结构复杂，检测维修不便；

（2）管道机器人尺寸较大，难以适应小型管道；

（3）当管道机器人利用外部液压驱动时，速度与精确定位难以控制。

本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、检修方便、精确定位、速度易控制的爬行式管道机器人行走机构。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种爬行式管道机器人行走机构，包括外壳、传动机构、换向机构、爬行机构和导向机构；其中，爬行机构包括第一驱动脚、复位弹簧、第二驱动脚、驱动连杆、支撑连杆及支撑脚，外壳圆周均布3只第一驱动脚和3只支撑脚，每只第一驱动脚与第二驱动脚连接，第一驱动脚与第二驱动脚之间设置复位弹簧，第二驱动脚与换向机构连接，驱动连杆一端与第二驱动脚连接，驱动连杆另一端与传动机构连接，每只支撑脚的端部连接支撑连杆一端，支撑连杆另一端与传动机构连接，外壳的上部和下部分别设有导向机构。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种爬行式管道机器人行走机构，包括外壳、传动机构、换向机构、爬行机构和导向机构；其中，爬行机构包括第一驱动脚、复位弹簧、第二驱动脚、驱动连杆、支撑连杆及支撑脚，外壳圆周均布3只第一驱动脚和3只支撑脚，每只第一驱动脚与第二驱动脚连接，第一驱动脚与第二驱动脚之间设置复位弹簧，第二驱动脚与换向机构连接，驱动连杆一端与第二驱动脚连接，驱动连杆另一端与传动机构连接，每只支撑脚的端部连接支撑连杆一端，支撑连杆另一端与传动机构连接，外壳的上部和下部分别设有导向机构。

为了实现把驱动电机定向转动转变为滑块的往返运动的功能，优选的，所述传动机构包括驱动电机、同步带轮、同步带、偏心轮及滑块；其中，驱动电机设于外壳内的下部，驱动电机的上方设有偏心轮，驱动电机与同步带连接，同步带通过同步带轮与偏心轮连接，偏心轮与滑块连接，滑块上端连接驱动连杆，滑块下端连接支撑连杆。

为了实现改变机器人运动方向的功能，优选的，所述换向机构包括换向电机、丝杆及螺母盘；其中，换向电机设于外壳内的上部，换向电机与丝杆连接，丝杆穿过螺母盘，第二驱动脚与螺母盘连接。

为了防止机器人倾覆，保持机器人稳定运动，所述导向机构为具有弹性的导向轮，外壳的上部和下部分别设有3个导向轮。

为了增加摩擦力，所述第一驱动脚和支撑脚的端部分别套上橡胶。

本实用新型的工作原理：一种爬行式管道机器人行走机构，包括外壳、传动机构、换向机构、爬行机构和导向机构；其中，爬行机构包括第一驱动脚、复位弹簧、第二驱动脚、驱动连杆、支撑连杆及支撑脚，外壳圆周均布3只第一驱动脚和3只支撑脚，每只第一驱动脚与第二驱动脚连接，第一驱动脚与第二驱动脚之间设置复位弹簧，第二驱动脚与换向机构连接，驱动连杆一端与第二驱动脚连接，驱动连杆另一端与传动机构连接，每只支撑脚的端部连接支撑连杆一端，支撑连杆另一端与传动机构连接，外壳的上部和下部分别设有导向机构。

所述传动机构包括驱动电机、同步带轮、同步带、偏心轮及滑块；其中，驱动电机设于外壳内的下部，驱动电机的上方设有偏心轮，驱动电机与同步带连接，同步带通过同步带轮与偏心轮连接，偏心轮与滑块连接，滑块上端连接驱动连杆，滑块下端连接支撑连杆，换向机构包括换向电机、丝杆及螺母盘；其中，换向电机设于外壳内的上部，换向电机与丝杆连接，丝杆穿过螺母盘，第二驱动脚与螺母盘连接，所述导向机构为具有弹性的导向轮，外壳的上部和下部分别设有3个导向轮。