一種可變結(jié)構(gòu)的管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械自動(dòng)化工程領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種可變結(jié)構(gòu)的管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，管道作為流體的主要輸送設(shè)施，因其便捷性、經(jīng)濟(jì)性而得到廣泛的應(yīng)用。我國(guó)建設(shè)了大量的地下管道系統(tǒng)，用來(lái)輸送天然氣、石油和其它的流體。保障這些管道系統(tǒng)的安全性和有效性對(duì)我們國(guó)家的能源安全至關(guān)重要。但是隨著使用年限的增加，管道不可避免的會(huì)出現(xiàn)老化、裂縫、腐蝕或者受到外來(lái)施工的破壞。如果不及時(shí)處理，一旦發(fā)生事故對(duì)國(guó)家、環(huán)境都會(huì)帶來(lái)巨大的損失。因此定期對(duì)管道進(jìn)行勘察和維護(hù)，就顯得非常必要。
[0003]管道機(jī)器人作為一種有效的探測(cè)設(shè)備，可以深入人類無(wú)法到達(dá)的狹小空間內(nèi)執(zhí)行勘察任務(wù)。國(guó)內(nèi)外均對(duì)管道機(jī)器人開(kāi)展了相關(guān)研宄。東京工業(yè)大學(xué)Sohichi Hirose教授等開(kāi)發(fā)出用于中小管徑的Thes系列輪式管道機(jī)器人。韓國(guó)CHOI等對(duì)多關(guān)節(jié)輪式管道機(jī)器人和差動(dòng)驅(qū)動(dòng)的輪式管道機(jī)器人進(jìn)行了深入研宄，研制出MRINSPECT系列管道機(jī)器人。國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄧宗全等人針對(duì)海底管道系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出六輪驅(qū)動(dòng)的輪式管道機(jī)器人。上海大學(xué)錢晉武等人針對(duì)微小管道也開(kāi)發(fā)出螺旋輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。
[0004]輪式管道機(jī)器人大多存在結(jié)構(gòu)尺寸大、轉(zhuǎn)彎半徑大等特點(diǎn)，適用于大直徑管道的維護(hù)與檢修。目前，國(guó)內(nèi)外各種管道機(jī)器人存在轉(zhuǎn)彎半徑大、無(wú)法自適應(yīng)各種不同直徑管道等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有管道機(jī)器人無(wú)法自適應(yīng)不同直徑管道的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可變結(jié)構(gòu)的管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)。該管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在直管道、“L”形或“T”形等絕大多數(shù)管道中自由前進(jìn)、后退。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本實(shí)用新型包括中心固定座、彈簧收縮機(jī)構(gòu)、電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中中心固定座的周向均布有多個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別通過(guò)所述彈簧收縮機(jī)構(gòu)與中心固定座相連，所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩側(cè)均安裝有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與中心固定座之間的徑向距離通過(guò)彈簧收縮機(jī)構(gòu)的伸縮改變、以自適應(yīng)不同直徑的管道，所述管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)在不同直徑的管道或變徑的管道內(nèi)移動(dòng)，至少兩個(gè)所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在移動(dòng)過(guò)程中始終與管道內(nèi)壁抵接。
[0008]其中:所述彈簧收縮機(jī)構(gòu)包括兩組內(nèi)折疊桿、外折疊桿、彈簧桿固定座及彈簧，所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩端分別安裝有彈簧桿固定座，每組中外折疊桿的一端分別鉸接于所述彈簧桿固定座，每組中外折疊桿的另一端與該組中內(nèi)折疊桿的一端鉸接，每組中內(nèi)折疊桿的另一端鉸接于所述中心固定座上，每組中的彈簧纏繞在該組中所述內(nèi)、外折疊桿的鉸接處，所述彈簧的一端由所述彈簧桿固定座穿過(guò)、并連接于所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，彈簧的另一端由所述內(nèi)折疊桿與中心固定座的鉸接處繞過(guò)、并連接于所述中心固定座上；每組中的內(nèi)、外折疊桿各兩根，兩根內(nèi)折疊桿相互平行，兩根外折疊桿相互平行；所述兩根內(nèi)折疊桿的一端通過(guò)銷軸與兩根外折疊桿的另一端鉸接，所述彈簧纏繞在所述銷軸上；所述兩根內(nèi)折疊桿的另一端通過(guò)銷軸與中心固定座鉸接，所述彈簧的另一端由該銷軸繞過(guò)，連接于所述中心固定座上；
[0009]所述中心固定座包括軀干、身座及內(nèi)彈簧固定螺釘，該軀干的兩端分別安裝有身座，每端的身座分別與各彈簧收縮機(jī)構(gòu)每組中內(nèi)折疊桿的另一端鉸接；所述軀干上設(shè)有內(nèi)彈簧固定螺釘，每組中彈簧的另一端分別固定在所述內(nèi)彈簧固定螺釘上；所述軀干為中空?qǐng)A柱，兩端的身座為圓環(huán)形，在所述軀干中間的圓周面上均布有多個(gè)內(nèi)彈簧固定螺釘；
[0010]所述電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定箱、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及彈簧固定螺釘，該固定箱的兩端分別安裝有所述彈簧桿固定座，并在固定箱的兩側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于固定箱內(nèi)，通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)；所述彈簧固定螺釘安裝在固定箱上，所述彈簧的一端固定在彈簧固定螺釘上；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括錐齒輪軸、第一錐齒輪、第二錐齒輪、第一同步帶輪、第二同步帶輪、同步帶及同步帶輪軸，該錐齒輪軸及同步帶輪軸分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述固定箱上，第一錐齒輪與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端相連，所述第二錐齒輪與第一同步帶輪同軸安裝在錐齒輪軸上，且第一、二錐齒輪嚙合傳動(dòng)，所述第二同步帶輪安裝在同步帶輪軸上，并通過(guò)所述同步帶與第一同步帶輪相連接；所述同步帶輪軸的兩端分別與固定箱兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述錐齒輪軸與同步帶輪軸相平行；
[0011]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括履帶輪、履帶及履帶輪擋板，所述固定箱每側(cè)的履帶輪數(shù)量相同、均為多個(gè)，每側(cè)的各履帶輪之間通過(guò)位于每側(cè)各履帶輪外側(cè)的履帶輪擋板相連，每側(cè)的第一個(gè)履帶輪分別與所述錐齒輪軸相連，所述履帶套在各履帶輪上。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0013]1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，配套設(shè)備少且操作簡(jiǎn)單，能夠自適應(yīng)不同直徑的管道，實(shí)現(xiàn)在管道中的前進(jìn)、后退并能夠隨管道的彎曲進(jìn)行轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的角度在O?100度之間。
[0014]2.本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)不需要自動(dòng)化設(shè)備的控制，一旦通電就能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)、后退等功能。
[0015]3.本實(shí)用新型能夠快速抵達(dá)管道中的問(wèn)題管段，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的勘探、鉆通、清障等任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型中心固定座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型彈簧收縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型在直管中運(yùn)動(dòng)的示意圖；
[0023]圖8為本實(shí)用新型在“L”形管道中運(yùn)動(dòng)的示意圖；
[0024]其中:1為中心固定座，101為軀干，102為身座，103為內(nèi)彈簧固定螺釘，104為耳板，2為彈簧收縮機(jī)構(gòu)，201為內(nèi)折疊桿，202為外折疊桿，203為彈簧桿固定座，204為彈簧，3為電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，301為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，302為固定箱，303為錐齒輪軸，304為第一錐齒輪，305為第二錐齒輪，306為彈簧固定螺釘，4為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，401為履帶輪，402為履帶，403為履帶輪擋板，5為直管道，6為“L”形管道。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0026]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括中心固定座1、彈簧收縮機(jī)構(gòu)2、電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，其中在中心固定座I的圓周方向均布有多個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，每個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3分別通過(guò)一個(gè)彈簧收縮機(jī)構(gòu)2與中心固定座I相連，每個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的兩側(cè)均對(duì)稱安裝有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3與中心固定座I之間的徑向距離通過(guò)彈簧收縮機(jī)構(gòu)2的伸縮改變、以適應(yīng)不同直徑的管道，本實(shí)用新型的管道移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)在不同直徑的管道內(nèi)移動(dòng)，至少一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4在移動(dòng)過(guò)程中始終與管道內(nèi)壁抵接。本實(shí)施例的彈簧收縮機(jī)構(gòu)2及電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3均為三個(gè)。
[0027]如圖3所示，中心固定座I包括軀干101、身座102及內(nèi)彈簧固定螺釘103，該軀干101為中空?qǐng)A柱，厚壁(5?6mm)，在軀干101的兩端及中間加工有多個(gè)螺紋孔。在軀干101的兩端分別通過(guò)螺紋孔固接有身座102，身座102為圓環(huán)形，并在身座102圓周方向均布有多組與彈簧收縮機(jī)構(gòu)2連接的耳板104，該耳板104由圓環(huán)形的身座102沿徑向向外延伸形成，每組中有兩個(gè)相互平行的耳板。在軀干101的中間圓周方向上通過(guò)螺紋孔安裝有多個(gè)內(nèi)彈簧固定螺釘103，本實(shí)施例的耳板104為三組，內(nèi)彈簧固定螺釘103為三個(gè)。
[0028]如圖4所示，彈簧收縮機(jī)構(gòu)2包括內(nèi)折疊桿201、外折疊桿202、彈簧桿固定座203及彈簧204，其中內(nèi)、外折疊桿201、202各兩組、左右兩側(cè)對(duì)稱分布，每組中的內(nèi)、外折疊桿201,202均為兩根，即內(nèi)、外折疊桿201、202各四根，共八根；彈簧桿固定座203為兩個(gè)，彈簧204為兩根。每組中兩根內(nèi)折疊桿201相互平行，兩根外折疊桿202相互平行。
[0029]如圖5所示，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)301、固定箱302、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及彈簧固定螺釘306，該固定箱302的兩端分別固接有彈簧桿固定座203，并在固定箱302的兩側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4 ;驅(qū)動(dòng)電機(jī)301位于固定箱302內(nèi)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4移動(dòng)，彈簧固定螺釘306安裝在固定箱302的底部。
[0030]軀干101左右兩端的身座102與固定箱302左右兩端的彈簧桿固定座203相對(duì)應(yīng)，位于左右兩側(cè)的兩組內(nèi)、外折疊桿201、202分別位于左右兩端的身座102與彈簧桿固定座203之間。具體連接為:每組中兩根外折疊桿202的一端分別鉸接于彈簧桿固定座203，每組中兩根外折疊桿202的另一端與該組中兩根內(nèi)折疊桿201的一端通過(guò)銷軸鉸接，每組中兩根內(nèi)折疊桿201的另一端分別通過(guò)銷軸與身座10