[发明专利]一种多运动模式管道机器人

说明书

本发明公开了一种多运动模式管道机器人，涉及管道机器人领域，主要用以解决管道机器人在使用过程中无法适配多种工况的问题，其技术要点主要包括两个对称布置的机身，每个所述机身的侧边均布有若干车轮，两所述机身通过弯曲机构相连，每个所述机身与车轮之间均设有与机身距离同步调整的变径机构，所述车轮与自适应变径机构之间还设有舵机驱动的车轮变位机构，本发明可作为各种管道装置的运动载体，通过添加各种传感器或操作装置，实现管道内清洗、探测、修复等作业任务。

技术领域

本发明涉及管道机器人领域，具体地说一种适应管道能力强、越障效果好、具有多种运动模式的管道机器人。

背景技术

管道机器人集机、电、仪于一身，能在工作人员遥控或者计算机自动控制下，进行一系列管道内外作业。应用非常广泛。目前常见的管道机器人按行走方式分主要有轮式管道机器人、履带式管道机器人、蠕动式管道机器人和螺旋上升式管道机器人等几种。

然而这些管道机器人大都只有一种行走方式，普遍存在行走方式单一，驱动能力有限，难以适应管道内避障、爬升、变径等多种使用工况问题，因此如何有效提高管道机器人适应能力，应对各种使用工况，并保证机器人在管道内能够顺畅移动成为值得研究的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述管道机器人运动形式单一、适应能力差的不足，提供一种具有多种运动模式，能够有效适配各种不同工况，保证在管道内能够顺畅行走的管道机器人。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多运动模式管道机器人，包括两个对称布置的机身，每个所述机身的侧边均布有若干车轮，两所述机身通过弯曲机构相连，每个所述机身与车轮之间均设有与机身距离同步调整的自适应变径机构；所述车轮与自适应变径机构之间还设有舵机驱动的车轮变位机构，其中：

1）机身：所述机身近弯曲机构端为一方形的基座，所述基座侧面开有中心孔，所述中心孔四周均布有若干安装孔，所述机身上远离弯曲机构的一端为一圆形法兰盘，所述法兰盘中心及周围开有与基座对应的安装孔，所述基座与法兰盘通过若干穿过基座及法兰盘上的安装孔的光杆固连；

2）自适应变径机构：包括带丝杠的步进电机、第一被动滑块、第二被动滑块、第三主动滑块、弹簧、支撑杆件及舵机安装架；所述步进电机与基座固定，所述丝杠从基座侧边中心孔伸出至另一端法兰盘中心位置处，所述丝杠与光杆平行，且所述第一被动滑块与第二被动滑块依次滑动设置于丝杆及光杆上，所述第一被动滑块与基座之间布置有弹簧，所述第一被动滑块和第二被动滑块四周均布有若干等长的第一支撑杆件，所述第一支撑杆件一端与第一滑块或第二滑块铰连，另一端与舵机安装架铰连；所述第三主动滑块与丝杆转动连接，且所述第三主动滑块四周均布有若干铰连的第二支撑杆件，所述第二支撑杆件一端与第三主动滑块铰连，另外一端与舵机安装架铰连；

3）弯曲机构：包括第一舵机、第二舵机、第一U形架、第二U形架，所述第一U形架横边与所述第二U形架横边十字交叉固连，所述第一U形架两竖边一边与所述第一舵机的输出轴法兰连接，另一边通过轴承与所述第一舵机机体固连，所述第一舵机与基座固连；所述第二U形架一竖边与第二舵机的输出轴法兰连接，另一竖边通过轴承与所述第二舵机机体固连，所述第二舵机与基座固连；

4）车轮变位机构：包括驱动舵机、车轮驱动电机、固定盒；所述驱动舵机固定在舵机安装架内，所述驱动舵机输出轴通过法兰与固定盒固连，以带动电机固定盒旋转变位，所述固定盒内固定有直流伺服电机，所述直流伺服电机的输出轴连接车轮。

进一步的，所述弹簧的一端与机身之间设有压力传感器，若干车轮驱动电机设有编码器，所述编码器和所述压力传感器还连接控制单元。

综上所述，本发明具有以下有益效果：