[发明专利]一种蠕动式管道机器人

说明书

本发明公开了一种蠕动式管道机器人，属于管道机器人技术领域。本发明包括固定壳体、前气囊和后气囊，所述的固定壳体的内部设置有旋转螺套，所述的旋转螺套的内圈设置有螺杆，固定壳体的两侧分别连接有前气囊和后气囊，前气囊和后气囊的外侧面分别设置有端盖，前气囊一侧的端盖上安装有螺杆驱动电机，螺杆驱动电机通过伞齿轮驱动螺杆。本发明可以适应一定范围内的不同管径的管道，使用方便，灵活性好，采用了模块化设计，可以组成串联蠕动式管道机器人，提高推、拽能力，进而提高任务载荷的搭载能力，有效提高了管道检查、维修的便利性。

技术领域

本发明涉及管道机器人技术领域，更具体地说，涉及一种蠕动式管道机器人。

背景技术

管道在经过一段时间的运行后，会发生诸如腐蚀、裂纹、凹陷或变形等损坏，由于管道内空间狭小，需要管道机器人替代人工对管道进行定期检测，并对损坏的管道进行修复，随着不同环境和作业情况的需要，逐渐发展起来多种驱动方式的管道机器人，最基本的有8种：管道猪、轮式、履带式、支撑式、行走式、蠕动式、螺旋式和蛇形式。

如中国专利2007100500568，公开的螺旋驱动的管道机器人，其直流电机轴土安装有驱动轮架，驱动轮架的三条支臂端部分别与沿机体长度方向的驱动轮杆中部饺接，驱动轮杆末端安装有驱动轮，驱动轮的回转轴线与机体轴线的夹角为3～30度，机体中部或前部安装有导向轮架。现有螺旋移动装置是通过驱动安装有驱动轮的驱动架旋转，然后由驱动架带动安装于驱动架边缘的驱动轮沿着管道内壁螺旋行进，产生轴向推动力，使机器人向前直行，这种结构能量损失大，传递运动不可靠。现有气压蠕动式爬行装置，速度较慢，控制系统较为复杂。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种蠕动式管道机器人，本发明采用了气囊柔性结构，可以适应一定范围内的不同管径的管道，使用方便，灵活性好，同时对管道内壁的损伤小，可以有效保护管道内壁，采用了模块化设计，可以组成串联蠕动式管道机器人，提高推、拽能力，进而提高任务载荷的搭载能力，有效提高了管道检查、维修的便利性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种蠕动式管道机器人，包括固定壳体、前气囊和后气囊，所述的固定壳体的内部设置有旋转螺套和螺套轴承，旋转螺套通过螺套轴承与固定壳体连接，所述的旋转螺套端面处外圆上设置有轮齿，轮齿的外圈啮合有螺套传动齿轮，螺套传动齿轮的输入端设置有螺套驱动电机，所述的旋转螺套的内圈设置有螺杆，旋转螺套的内侧通孔上设有内螺纹，螺杆的外圈设置有外螺纹，旋转螺套与螺杆旋合，所述的螺套驱动电机通过螺套传动齿轮驱动旋转螺套绕螺套轴承轴线旋转，并使得旋转螺套沿着螺杆移动；

所述的固定壳体的两侧分别连接有前气囊和后气囊，前气囊和后气囊的外侧面分别设置有端盖，前气囊一侧的端盖上安装有螺杆驱动电机，所述的螺杆驱动电机的输出端安装有伞齿轮，与之相对的，螺杆的外圈也设置有伞齿轮，伞齿轮相互啮合，螺杆驱动电机通过伞齿轮驱动螺杆。

进一步地，所述的螺杆驱动电机驱动螺杆旋转并向左运动，前气囊受到拉伸，前气囊垂直方向上的尺寸变小，与管壁脱离接触，安装在前气囊上的端盖向左运动，带动前气囊整体向左运动，安装在后气囊上的端盖一并向左运动，同时由于后气囊受到挤压，垂直方向上的尺寸变大，与管壁紧紧接触保持，使得后气囊保持静止，螺杆旋转并向左运动到选定位置后停止，此时螺套驱动电机通过螺套传动齿轮驱动旋转螺套旋转并向左位移，固定壳体与旋转螺套通过螺套轴承连成一体，固定壳体一并向左运动，前气囊受到挤压，整体保持静止，后气囊受到拉伸，垂直方向上的尺寸变小，与管壁脱离接触，整体向左运动。

进一步地，所述的螺套驱动电机、螺杆驱动电机的输入端设置有控制驱动单元，控制驱动单元安装在前气囊内，螺套驱动电机、螺杆驱动电机在控制驱动单元的控制下，交替往复工作。