[发明专利]一种自适应自主转向的轮式管道机器人

摘要

本发明公开了一种自适应自主转向的轮式管道机器人，包括箱体、弹性伸缩臂、第一驱动机构、连接机构、行星轮系机构、蜗轮蜗杆机构、皮带传动机构、第二驱动机构、第一制动器和第二制动器。通过弹性伸缩臂绕竖直轴的旋转和蜗轮蜗杆机构将动力通过涡轮传递至皮带传动机构的滚轮b，使滚轮b沿管壁向前运动，实现机器人的转弯，有效地解决了管道机器人自主转向的问题。通过弹性伸缩臂和皮带传动机构的协同作用以适应管径的变化，通过万向节叉实现箱体与行星轮系机构的柔性连接，增强了机器人的自适应性。

主权项

1.一种自适应自主转向的轮式管道机器人，其特征在于该管道机器人包括箱体、弹性伸缩臂、第一驱动机构、连接机构、行星轮系机构、蜗轮蜗杆机构、皮带传动机构、第二驱动机构、第一制动器和第二制动器；/n所述第二驱动机构包括主轴、第二电机、电机支撑座、弹簧b和连接柱；所述第二电机固定在电机支撑座上，其输出轴与主轴的一端连接；连接柱的一端固定于电机支撑座上，另一端固定于蜗轮蜗杆机构的支撑架的一端面上；连接柱上套装有弹簧b，弹簧b的一端固定于连接柱上；/n所述皮带传动机构包括连杆支撑座和至少三个皮带传动组；所述连杆支撑座嵌套于连接柱上，与连接柱构成移动副；弹簧b的另一端与连杆支撑座固定连接；每个皮带传动组均包括第一带轮、同步带、第二带轮、轴b、长连杆、短连杆、滚轮b和轴a；两个长连杆通过轴a和轴b平行连接；轴a可转动地安装于两个长连杆上，轴a铰接在蜗轮蜗杆机构的支撑架上，轴a的一端固定有第一带轮；轴b可转动地安装于两个长连杆上，轴b与第一带轮同侧的一端安装有第二带轮；第二带轮内轴面为棘轮，轴b上安装有棘爪，两者组成棘轮机构；第一带轮和第二带轮通过同步带连接；滚轮b固定在轴b上，位于两个长连杆之间；短连杆的一端铰接于连杆支撑座上，另一端铰接于长连杆上；/n所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆、涡轮、长套筒和支撑架；所述蜗杆可转动地安装在主轴外侧；蜗杆可转动地安装在支撑架内部；至少三个涡轮呈周向均布且均与蜗杆啮合，每个涡轮分别固定在各自的轴a上，位于两个长连杆之间；/n所述行星轮系机构包括行星架、行星轮、内齿圈、太阳轮支架、太阳轮、输出轴、轴承c、弹性挡圈b、短柱、轴承d、轴承e、轴承f、弹性挡圈c和端盖；所述端盖与蜗轮蜗杆机构的支撑架固定连接；太阳轮支架可转动地安装于主轴外侧，可转动地安装于蜗轮蜗杆机构的支撑架内部；太阳轮支架的一端与蜗杆固定连接，另一端内侧固定有内齿圈；主轴的另一端依次穿过皮带传动机构的连杆支撑座、蜗轮蜗杆机构的蜗杆和行星轮系机构的太阳轮支架，与行星轮系机构的太阳轮固定连接；若干个行星轮均与太阳轮和内齿圈啮合；若干个短柱固定于行星架上；每个行星轮均可转动地安装于各自的短柱上；输出轴穿过端盖与端盖可转动连接，一端与行星架固定连接；所述第一制动器固定在输出轴上；第二制动器固定在太阳轮支架上；/n所述连接机构用于实现箱体与行星轮系机构的柔性连接；所述第一驱动机构用于驱动弹性伸缩臂绕竖直轴做旋转运动；/n所述弹性伸缩臂包括内滑柱、弹性臂轴、弹簧a、外滑柱和滚轮a；两个外滑柱固定在旋转轴的两端；内滑柱嵌套在外滑柱内，两者构成移动副；弹簧a的一端与内滑柱固定连接，另一端与外滑柱固定连接，弹簧a的弹力实现内滑柱在外滑柱内上下浮动；滚轮a通过弹性臂轴可转动地安装在内滑柱上，与管道接触。/n