[发明专利]基于变胞机构的管道机器人

说明书

本发明为一种基于变胞机构的管道机器人，包括，变胞机构机身结构，能运用变胞机构原理改变自身结构，包括第一机身结构和第二机身结构，第一机身结构上能转动地连接于第二机身结构；第一机身结构包括能变形的第一多杆结构，第二机身结构包括能变形的第二多杆结构；第一多杆结构和第二多杆结构上连接有舵机；轮腿结构，用于支撑和带动变胞机构机身结构在管道中运动，轮腿结构能伸缩地连接于变胞机构机身结构上；控制部，用于控制变胞机构机身结构和轮腿结构的形状结构和运动状态，变胞机构机身结构和轮腿结构均与控制部电连接。本发明运用变胞机构原理改变自身结构，能够适应不同类型的弯管管段以及不同直径的管道。

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种基于变胞机构的管道机器人。

背景技术

管道是一种工业中常见的运输工具，如污水排放管道，石油天然气管道，中央空调通风管道等，由于管道所处环境的复杂性和工业需要，进行人工检测往往不太可能，这些管道往往不是单一的直管，而是多种形式并存如具有一定斜坡的管道，变径管道，圆弧弯道，T型管道等，甚至由于地下环境的影响出现变形管道。因此，内管道机器人的出现大大提高了管内作业的效率及精确性。管道机器人要在管道这种特殊且空间有限的环境中作业的前提条件是在这些特殊类型的管道中具有良好的通过性。而管道的通过性往往又碍于机器人本身机构的限制，因此合理结构的设计会进一步推动管道机器人的实际过程和产业化。

现有的管道机器人主要分为轮式管道机器人、履带式管道机器人、螺旋蠕动式管道机器人。其中，轮式管道机器人是通过现代汽车的运动原理以及基本造型进行设计的。一般为4个轮子连接在一个车身上，各个轮子通过电机驱动，根据不同需求，可以前驱、后驱以及各个轮子独立驱动。履带式机器人与车式机器人总体结构略有不同，一般为两条履带结构分别连接安装在车身两侧通过电机驱动履带带动整体机器人运动。与轮式和履带式管道机器人不同，螺旋蠕动式管道机器人结构主要为滚珠丝杠与前机体固定，穿过后机体，并与安装在后机体的丝杠螺母连接，在机器人前、后机体的两端各安装有一套支撑轮机构，每个支撑轮机构在周向均匀的分布若干个支撑轮腿，以防止机器人在管道内倾倒。

现有的轮式机器人和履带式机器人可通过控制各个轮子或履带的转速实现差动转向但转向效率不高并且无法通过T型、十字行管道段以及管道直径不同的管道。螺旋蠕动式管道机器人由于该机械结构的限制无法实现转向功能，过弯性能较差并且驱动效率不高。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于变胞机构的管道机器人，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于变胞机构的管道机器人，克服现有技术中存在的问题，本发明运用变胞机构原理改变自身结构，能够适应不同类型的弯管管段以及不同直径的管道。

本发明的目的是这样实现的，一种基于变胞机构的管道机器人，包括，

变胞机构机身结构，能运用变胞机构原理改变自身结构，包括第一机身结构和第二机身结构，所述第一机身结构能转动地连接于所述第二机身结构上；所述第一机身结构包括能变形的第一多杆结构，所述第二机身结构包括能变形的第二多杆结构；所述第一多杆结构和所述第二多杆结构上连接有舵机；

轮腿结构，用于支撑和带动所述变胞机构机身结构在管道中运动，所述轮腿结构能伸缩地连接于所述变胞机构机身结构上；

控制部，用于控制变胞机构机身结构和轮腿结构的形状结构和运动状态，所述变胞机构机身结构和所述轮腿结构均与所述控制部电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一多杆结构为至少包括4边的多边形结构，所述第二多杆结构与所述第一多杆结构匹配设置。