[发明专利]一种管道爬行机器人

说明书

本发明提供了一种管道爬行机器人，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；轮系包括行星架车轮与行星轮，行星轮上设有卡爪机构，卡爪机构包括卡爪，驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，用于卡爪转向和行星架车轮旋转。所述车身包括前车座和后车座，用于安装驱动轴和转向轴，转向系统包括伸缩杆和连杆，伸缩杆的两端分别与前车座和后车座铰接，连杆的一端与前车座铰接，另一端与后车座固定连接。本发明提供的管道爬行机器人跨障碍能力强，在跨越障碍时，通过行星架车轮与卡爪之间的配合运行，增强其跨障碍的能力。通过控制伸缩杆的伸缩，控制行星架车轮转向。卡爪向下，增大车轮对市政管网内部接触面的附着力，提高在恶劣环境下的移动性能。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种管道爬行机器人。

背景技术

随着经济和社会建设的发展，城市中出现了越来越多的各种管道，如煤气管道、污水管道、空调管道等，这些管道的正常运转对维持广大人民群众的日常生活及城市的正常运转具有重要意义。由于管道结构的特殊性，出现管道老化或损坏现象后很难检测或维修；一些重要的管道，如煤气管道，一旦出现裂缝将造成极大的安全隐患。管道爬行机器人作为一种内检测及非开挖修复技术已成为研究热点。

目前常见的管道爬行机器人包括支撑轮式爬行机构、履带式爬行机构、蠕动式爬行机构以及利用流体压差驱动四种类型。支撑轮式机构适合圆形管道；履带式爬行机构增加支撑面积，不易打滑，牵引性能好；蠕动式爬行机构是基于仿生学提出的，目前主要处于实验室研究阶段；流体压差驱动主要应用在输油、气管道清管、检测等工程应用中。

这些管道爬行机器人虽然能够较好地适应城市排水管道因铺设时间增长，腐蚀、泄漏及淤泥问题。但其越障能力及牵引能力不高。城市排水管道内部环境恶劣，其越障能力、牵引力是设备实现检测、清淤、除障及维修等操作的技术支撑。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种管道爬行机器人，解决现有技术中的管道爬行机器人越障能力及牵引能力不高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种管道爬行机器人，其特征在于，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；

所述轮系包括行星架车轮，所述行星架车轮外侧与所述行星架车轮同轴设有太阳轮，所述太阳轮的四周设置有多个行星轮，每个所述行星轮与所述太阳轮啮合，所述行星轮的外表面同轴设有卡爪机构，所述卡爪机构包括与所述行星轮的外表面相匹配的卡爪本体以及沿所述卡爪本体的周向向外延伸的卡爪，由所述行星轮转动带动所述卡爪转动，用于在行驶过程中跨越障碍物；

所述驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，所述车轮驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴的两端分别与对应的所述行星架车轮连接，所述卡爪驱动机构包括转向轴，所述转向轴与所述驱动轴并排设置，所述转向轴的两端分别与对应的所述行星架车轮上的所述太阳轮连接；

所述车身包括前车座和后车座，所述前车座上用于安装一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴，所述后车座上用于安装另一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴；

所述转向系统包括伸缩杆和连杆，所述伸缩杆的两端分别与所述前车座和后车座铰接，所述连杆的一端与所述前车座铰接，另一端与所述后车座固定连接，通过控制所述伸缩杆的伸缩，来控制所述行星架车轮的转向。

其中，所述太阳轮的齿数与所述行星轮的齿数相同。

其中，每个所述行星轮通过惰轮与所述太阳轮啮合。

其中，所述行星架车轮的内侧中心固定设有行星架驱动齿轮，所述驱动轴两端固定设有驱动齿轮，所述行星架驱动齿轮与所述驱动齿轮啮合。