[发明专利]自适应管道爬行器

说明书

技术领域

本发明涉及流体驱动式中小型管道的自适应管道爬行器，是一种采用流体驱动为主，驱动轮驱动为辅的新型驱动方式的管道爬行装置，它能够搭载管道作业装置在输送流体的管道内进行在线作业，并且可以在超长距离的输送管道工作。

背景技术

现有管道爬行器要克服管壁和异物的阻力，拖动电缆线阻力和机器人在上升管道内自身的重力等，如果依靠传统的电池或电缆提供能量，其行走距离将受到很大限制，使得机器人行走机构的设计与制造相对也比较复杂。流体驱动式爬行器，完全依靠流体压差产生的推力行走，难以适应管径变化，且由于管壁异物或粗糙不平导致的摩擦力不均匀，使行走速度不稳定，难以顺利准确的完成管道检测等任务。

发明内容

本发明提供一种流体驱动式管道爬行器，它采用一种新型驱动方式，既以流体驱动为主动力，驱动轮驱动为辅动力，使装置行走速度平稳。

本发明的自适应管道爬行器包括蜗轮驱动机构、传动机构、主动轮、从动轮、主支撑架和副支撑架，所述主支撑架为套筒状结构，套筒的前端固定有定盘，所述定盘设置有中通孔和盘面上等间隔均布的多个通孔，所述中通孔中安装有转接套，所述蜗轮驱动机构包括叶轮、主动力轴和蜗轮，所述主动力轴可旋转地安装于所述转接套中，所述叶轮在所述主支撑架的套筒中固定在所述主动力轴上，所述主动力轴的后端是蜗杆，三个所述蜗轮按照120度的间隔均匀配置在蜗杆周围的方式与所述蜗杆配合，所述蜗轮和所述蜗杆安装于所述副支撑架中，每个所述蜗轮均通过一个所述传动机构与一个所述主动轮相连，三个所述主动轮均能够以所述蜗轮轴为中心轴向变位地与所述副支撑架相连，所述从动轮以能够沿与所述主动力轴垂直方向变位的方式安装于所述主支撑架上。

优选所述副支撑架为包裹所述蜗轮和所述蜗杆的壳体前后均带有滑管的结构，所述传动机构包括主动带轮、从动带轮、同步带和包裹它们的传动机构壳体，所述主动带轮通过主动轴穿过所述传动机构壳体和所述蜗轮外的壳体与所述蜗轮连接，所述从动轮通过从动轴穿过所述传动机构的壳体与所述主动轮连接，由此，所述蜗轮的动力经由所述主动轮、所述同步带以及所述从动带轮传递给所述主动轮。

优选每个所述传动机构壳体一端均通过所述主动轴与所述副支撑架的壳体部分铰接，所述副支撑架后端的滑管上设有可自由滑动的套管，所述套管内设有弹簧，所述弹簧前端与所述套管底壁接触，其后端由螺纹连接在所述滑管上的调节预紧螺母压紧，所述套管的一端分别与三个连杆各自的一端铰接，3个所述连杆的另一端各自与一个所述传动机构壳体的中部铰接。

优选还包括伞状挡水翼结构，其由内外两层叶片组交错组成，每个叶片组沿周向均匀分布有12个叶片，外层叶片组外表面的中部箍装有预紧弹簧圈，内层叶片组的每个叶片内表面的中部与导杆一端铰接，所述导杆另一端与可滑动地套装在所述副支撑架前端滑管上的滑环铰接，组成伞状结构，所述滑环通过沿圆周均布的三个导杆与所述套管连接，三个所述导杆均与所述滑环和所述套管均采用铰接的方式连接。

优选在所述主支撑架前端与所述主动轮配置角度相同地安装有三个相同的从动轮，每个从动轮均可转动地安装在一个从动轮架上，所述从动轮架的另一端插在一个套筒内，滑键由三根螺钉固定在所述从动架上，所述从动轮架能够在套筒内定向滑动，所述套筒内装有预紧弹簧，所述弹簧一端与所述套筒中部台阶接触，另一端被固定在所述从动轮架上的挡圈压紧，所述套筒口处装有端盖，三个所述套筒在与所述主动力轴垂直的面上按照所述主动轮配置角度固定于所述转接套上。

优选还包括动盘，其与所述定盘前后配合组成配流盘，所述动盘与所述定盘结构相同，所述动盘以能够转动的方式轴向固定在所述转接套上

本发明具有管径自适应调节机构，可以较大程度的适应管径变化，结构简单，成本低，制造方便，使用寿命长，无需额外能源，可以通过搭载相应的工具完成对长距离管道的检查、检测等任务。

附图说明

图1是管道爬行器结构示意图。

图2是图1中A-A剖面示意图。

图3是图1的轴向视图。

图4是配流盘结构开孔示意图，其中a为动盘，b为定盘。

图5是挡水翼叶片组布置示意图。

符号说明