[实用新型]一种管道机器人的行走装置

说明书

本实用新型公开了一种管道机器人的行走装置，包括：前支撑结构、驱动结构、后支撑结构、滚轮结构、万向节和控制系统；所述前支撑结构与万向节连接，所述万向节与滚轮结构连接，所述滚轮结构与驱动结构连接；所述后支撑结构与前支撑结构相同，依次与万向节和滚轮结构连接后与驱动结构连接，所述前支撑结构、驱动结构和后支撑结构通过信号传输单元与控制系统连接；本实用新型支撑结构、驱动结构和后支撑结构均采用电机驱动丝杠螺母机构来实现机器人在管内的行走和支撑，其具有足够大的驱动牵引力、管径适应性和行走能力，在管道的两端设置不同清洁部件，能够满足各种微小管道的不同作业需求。

技术领域

本发明涉及机器设备技术领域，尤其涉及一种管道机器人的行走装置。

背景技术

管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种功能模块，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统；目前国内外对管道机器人的行走装置的报导和成果很多，而研制成功的管道机器人的行走装置，普遍存在性能指标偏低的问题，如：牵引力不足、运动速度慢或单次作业行走距离短等；另外，对管道进行各种作业的管道机器人，一般都需要具有自主位置控制能力，因此真正意义上的管道机器人必须具有自主行走的能力；按移动方式可把管道机器人分成履带式、蠕动式、多足爬行式和轮式等类型；履带式管道机器人适用于在油污、泥泞、障碍物等恶劣条件下行走，驱动履带与管壁间的接触面积大，附着力较大，具有优越的越障性能，在管内状况较复杂时应用较多，但由于结构复杂，不易小型化，转向性能不如轮式载体，两轮结构稳定性差，容易发生倾覆等原因，限制了其应用范围；蠕动式管道机器人是模拟蚯蚓等腔肠类动物，通过身体的伸缩来实现运动，但该机器人牵引能力有限，不能运行于竖直管道；多足爬行式管道机器人控制太复杂且移动速度较慢、驱动效率低；轮式管内移动机器人具有结构简单、行走连续平稳、速度快、效率高、易于控制等优点，目前已开发的管内机器人大多为轮式移动，轮式管内移动机器人也是大中型管道机器人中实用化程度较高、数量较多的一种，但其具有管道适应性差、结构复杂、不利于微小化；现有的管道机器人的行走装置很多只能工作在单一直径的管道内，有些虽然考虑了对管径微小变化的适应，但多采用被动的弹簧压缩方式，虽然结构简单，但易受弹簧刚度和变形量的限制，管径适应范围小；为使所设计的管道机器人的行走装置具有更好的管道通过性，同时满足管道机器人“形封闭、力封闭”的要求，必须要考虑机器人与管壁的支撑问题，传统的支撑机构多采用被动的弹簧压缩方式，其优点是结构简单，但易受弹簧刚度的限制，当机器人在竖直管内运动且负载较大时，这样的支撑方式一般很难满足要求，致使机器人不能正常工作，另外，支撑机构与管壁间的正压力过大，不但浪费能源，而且容易造成机构损伤甚至使机构“自锁”，反之，封闭力不够，机器人不能正常运动。

发明内容

根据上述现有技术的不足，针对现有机器人的管径适应性、弯管通过能力及行走能力等问题，本发明的目的是提供一种管道机器人的行走装置，其具有足够大的驱动牵引力、管径适应性、弯管通过能力和行走能力，在管道的两端设置不同清洁部件，能够满足各种微小管道的不同作业需求。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种管道机器人的行走装置，包括：前支撑结构1、驱动结构2、后支撑结构3、滚轮结构4和控制系统，所述前支撑结构1与万向节36连接，所述万向节36与滚轮结构4连接，所述滚轮结构4与驱动结构2连接；所述后支撑结构3与前支撑结构1相同，依次与万向节36和滚轮结构4连接后再与驱动结构2连接，所述前支撑结构1、驱动结构2和后支撑结构3通过信号传输单元与控制系统连接。