[发明专利]一种驱动轮转向可控的轮式管道机器人

摘要

本发明涉及一种驱动轮转向可控的轮式管道机器人，主要由前后各两弹性臂单元与躯体组成。两前臂单元上分别设置有驱动电机，驱动机器人向前或向后运动；利用差速控制，机器人可以高效平稳地通过弯管。机器人躯体内设置有驱动轮转向变向机构，通过同时调节来四个驱动轮与管道截面的夹角，快速调节机器人在管道内的姿态。本发明的管道机器人结构简单，能自适应微小管径变化，能快速调节机器人在管道内的姿态，具有越障能力，且能以最佳的姿态角，平稳高效地通过弯管道及变径管道等复杂管道，从而能保证管道的正常检修和维护。

主权项

一种驱动轮转向可控的轮式管道机器人，包括：两前臂单元，两后臂单元和躯体；所述两前臂单元与所述两后臂单元均布于所述躯体四周，形成十字形结构；所述躯体由前箱盖、箱体、后箱盖和在躯体内部设置的驱动轮转向变向机构组成；所述前箱盖固定在所述箱体前端面上；所述后箱盖固定在所述箱体后端面上；所述驱动轮转向变向机构由转向电机、减速箱、大锥齿轮、四个小锥齿轮和四个传动轴组成；由所述减速箱和所述转向电机组成减速电机，并设置在所述前箱盖上；在所述减速箱的输出轴上，并处于所述箱体内部设置有所述大锥齿轮，所述大锥齿轮分别与所述四个小锥齿轮相啮合，并用于传递扭矩及改变运动方向；所述四个小锥齿轮分别固定在所述四个传动轴的末端，所述四个传动轴均布于所述箱体四周，并通过轴承与所述箱体相连；所述四个传动轴的另一端分别设置有所述两前臂单元和两后臂单元；所述驱动轮转向变向机构是利用所述转向电机并经过所述减速箱的减速处理后，驱动所述大锥齿轮并带动四个所述小锥齿轮转动，从而利用所述四个传动轴带动所述两前臂单元与两后臂单元一起转动，形成所述轮式管道机器人的姿态调节结构；其特征是：所述两后臂单元中任意一后臂单元包括：驱动轮、驱动轮轴、U型架、套筒、保持块、弹簧和导向杆；在所述传动轴的前端设置有所述套筒；在所述套筒的端部设置有所述U型架；在所述U型架的开口处通过所述驱动轮轴设置有所述驱动轮；在所述U型架的底部设置有所述保持块，所述保持块通过轴承与所述套筒相连接；在所述保持块与所述箱体之间设置有所述导向杆；在所述导向杆上套装有所述弹簧；所述两前臂单元中任意一前臂单元是在所述后臂单元的基础上设置有驱动机构；所述驱动机构包括：蜗杆、蜗轮和驱动电机；在所述U型架的侧面上设置有所述驱动电机；在所述驱动电机的输出轴上设置有所述蜗杆；在所述前臂单元的驱动轮轴的一侧端面上设置有所述蜗轮，且所述蜗轮与所述蜗杆相啮合；所述驱动机构是通过所述驱动电机驱动所述蜗杆，并带动所述蜗轮转动，使得所述两前臂单元的驱动轮转动，所述两后臂单元的驱动轮也随之转动，从而形成所述轮式管道机器人的行走结构。