十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種管道機(jī)器人，尤其是一種十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有主流的管道機(jī)器人有車(chē)輛式管道機(jī)器人、履帶式管道機(jī)器人和行走式管道機(jī)器人。車(chē)輛式管道機(jī)器人典型的如申請(qǐng)?zhí)?201010240870.8、201310118019.1，這類(lèi)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但是適應(yīng)性差，很難越過(guò)管道錯(cuò)位障礙，且類(lèi)似結(jié)構(gòu)的管道機(jī)器人不能在垂直管道內(nèi)爬行。履帶式管道機(jī)器人典型有專利號(hào):200910061704.9，這類(lèi)管道機(jī)器人，地面附著力比一般車(chē)輛式管道機(jī)器人大，適應(yīng)能力好，但是在管道內(nèi)過(guò)彎會(huì)很困難，有翻車(chē)的危險(xiǎn)。行走式管道機(jī)器人的典型結(jié)構(gòu)如專利號(hào):201310069842.8，行走式管道機(jī)器人適應(yīng)性較前面兩種適應(yīng)性要好，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，對(duì)工作環(huán)境要求很高。目前還沒(méi)一種管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，又可以解決管道錯(cuò)位障礙。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，又可以解決管道錯(cuò)位障礙的十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案:這種十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，包括一個(gè)夾板和四條驅(qū)動(dòng)腿，驅(qū)動(dòng)腿通過(guò)銷(xiāo)連接于夾板邊上的中點(diǎn)位置，并通過(guò)八個(gè)彈簧固定驅(qū)動(dòng)腿的周向位置，驅(qū)動(dòng)腿初始位置的相互夾角為90度，相鄰的兩個(gè)彈簧通過(guò)一條拉索連接預(yù)緊。
[0005]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)腿包括一個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過(guò)輸出軸與主動(dòng)錐齒輪連接，主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪嚙合，從動(dòng)錐齒輪通過(guò)輪軸與驅(qū)動(dòng)輪相連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)腿包括與銷(xiāo)連接的驅(qū)動(dòng)腿固定段和固定電機(jī)的驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段，驅(qū)動(dòng)腿固定段和驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段之間通過(guò)固定銷(xiāo)連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述拉索與一個(gè)解鎖裝置相連接。
[0008]實(shí)用新型有益的效果是:本實(shí)用新型通過(guò)巧妙的彈簧機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變形，可以在復(fù)雜管道環(huán)境里面機(jī)動(dòng)靈活地穿越；本研宄的管道機(jī)器人在驅(qū)動(dòng)力和彈簧彈力的作用下，機(jī)器人可以牢固帖附在管壁上；由于管道環(huán)境復(fù)雜，大多數(shù)水管很潮濕，機(jī)器人的設(shè)計(jì)是讓機(jī)器人始終在管道中間運(yùn)動(dòng)，可以最大限度的避開(kāi)水和障礙物，可以越過(guò)由于大壩不均沉降造成的涵管錯(cuò)位障礙，這是常見(jiàn)管道機(jī)器人不具備的越障能力。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0010]圖2是十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人外觀圖；
[0011]圖3是十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人在涵管錯(cuò)位處的爬行姿態(tài)圖；
[0012]圖4是T型管道爬行姿態(tài)圖；
[0013]圖5是L型管道爬行姿態(tài)圖；
[0014]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、電機(jī)；2_1、驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段；2_2、驅(qū)動(dòng)腿固定段；3、輸出軸；4、主動(dòng)錐齒輪；5、從動(dòng)錐齒輪；6、輪軸；7、驅(qū)動(dòng)輪；7-1、驅(qū)動(dòng)輪一 ；7-2、驅(qū)動(dòng)輪二 ；7-3、驅(qū)動(dòng)輪三；7-4、驅(qū)動(dòng)輪四；8、銷(xiāo)；9、夾板；10、彈簧；11、拉索；12、解鎖裝置；13、固定銷(xiāo)；14、管道中心平面；15、管道機(jī)器人；16、管道前段；17、管道后段。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0016]管道機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖1所示。電機(jī)I固定在驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段2-1內(nèi)側(cè)，電機(jī)I驅(qū)動(dòng)輸出軸3帶動(dòng)主動(dòng)錐齒輪4旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與4嚙合的從動(dòng)錐齒輪5旋轉(zhuǎn)，通過(guò)輪軸6帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪7旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成機(jī)器人一個(gè)驅(qū)動(dòng)腿，其它三個(gè)驅(qū)動(dòng)腿也按相同方式連接，驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段2-1和驅(qū)動(dòng)腿固定段2-2通過(guò)固定銷(xiāo)13連接，固定銷(xiāo)13作用是可以根據(jù)管道直徑大小調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)腿長(zhǎng)短。驅(qū)動(dòng)腿固定段2-2通過(guò)銷(xiāo)8連接在夾板9邊上的中點(diǎn)位置。通過(guò)八個(gè)彈簧10固定四個(gè)驅(qū)動(dòng)腿的周向位置，初始位置相互夾角90度。彈簧10由四條拉索11預(yù)緊，拉索11連接解鎖裝置12。
[0017]管道機(jī)器人的行為方式主要有以下幾種:
[0018]⑴前進(jìn)后退
[0019]如圖3所示，根據(jù)管道直徑大小調(diào)節(jié)固定銷(xiāo)13，使管道機(jī)器人15支撐在管道中心平面，驅(qū)動(dòng)輪一 7-1、驅(qū)動(dòng)輪二 7-2、驅(qū)動(dòng)輪三7-3、驅(qū)動(dòng)輪四7-4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，管道機(jī)器人向前行走(右邊為前面)，驅(qū)動(dòng)輪一 7-1、驅(qū)動(dòng)輪二 7-2、驅(qū)動(dòng)輪三7-3、驅(qū)動(dòng)輪四7-4逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，管道機(jī)器人向后行走(左邊為后面)。
[0020](2)調(diào)整姿態(tài)
[0021]驅(qū)動(dòng)輪一 7-1、驅(qū)動(dòng)輪二 7-2反向旋轉(zhuǎn)，一、二輪邊可以往下移動(dòng)，機(jī)器人以管道為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)輪三7-3、驅(qū)動(dòng)輪四7-4反向旋轉(zhuǎn)，三、四輪邊可以往下移動(dòng)，機(jī)器人以管道為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)；可以調(diào)整機(jī)器人運(yùn)行平面位置。
[0022](3)大壩不均勻沉降涵管錯(cuò)位越障
[0023]如圖3所示，大壩不均勻沉降會(huì)引起涵管錯(cuò)位斷裂成管道前段16和管道后段17，在錯(cuò)位處，臨近中心平面的障礙平均較低，容易通過(guò)，而十字結(jié)構(gòu)的管道機(jī)器人15行走平面在靠近管道中心平面14，因此可以越過(guò)錯(cuò)位障礙。
[0024](4) T型管道爬行
[0025]如圖4所示，十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)，可以進(jìn)入T接頭的旁通管道。
[0026](5) L型管道爬行
[0027]如圖5所示，十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪與管壁的接觸不同，可以輕松通過(guò)L型管道。
[0028](6)十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人在管道內(nèi)發(fā)生卡死現(xiàn)象，可以通過(guò)解鎖裝置12松開(kāi)拉索，松開(kāi)彈簧10，四個(gè)驅(qū)動(dòng)腿周向限位被解除，可以通過(guò)保險(xiǎn)繩拉出管道。
[0029]具體地如圖所示:
[0030]如圖3水庫(kù)大壩由于地質(zhì)和大壩材料重力等原因，會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，引起涵管錯(cuò)位，一般都是上下錯(cuò)位，管道機(jī)器人要通過(guò)錯(cuò)位部位，必須尋找到障礙物最矮處，從圖3可以看出，在臨近中心平面處障礙最矮，本實(shí)用新型的管道機(jī)器人由于是十字結(jié)構(gòu)，行走平面處于管道中心平面，因此可以順利通過(guò)障礙。
[0031]圖4的⑴-⑶展示T型管道過(guò)彎，圖⑴機(jī)器人處于前行姿態(tài)，圖(2)下面兩個(gè)輪旋轉(zhuǎn)方向相反，在摩擦力作用下，下驅(qū)動(dòng)腿分開(kāi)，上驅(qū)動(dòng)腿進(jìn)入旁通管道，圖(3)上驅(qū)動(dòng)輪與管壁接觸獲得驅(qū)動(dòng)力，機(jī)器人爬入旁通管道。
[0032]圖5的(1)-(3)展示L型管道過(guò)彎，圖(I)機(jī)器人處于前行姿態(tài)，圖(2)進(jìn)入過(guò)彎前段，下面3個(gè)驅(qū)動(dòng)輪與管壁接觸，獲得驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)前段拐彎，圖(3)進(jìn)入過(guò)彎后段，上面和左邊驅(qū)動(dòng)輪接觸管壁獲得驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)3個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)L型過(guò)彎。
[0033]除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，其特征是:包括一個(gè)夾板(9)和四條驅(qū)動(dòng)腿，驅(qū)動(dòng)腿通過(guò)銷(xiāo)(8)與夾板(9)邊上的中點(diǎn)位置連接，并通過(guò)八個(gè)彈簧(10)固定驅(qū)動(dòng)腿的周向位置，驅(qū)動(dòng)腿初始位置的相互夾角為90度，相鄰的兩個(gè)彈簧(10)通過(guò)一條拉索(11)連接預(yù)緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，其特征是:所述驅(qū)動(dòng)腿包括一個(gè)電機(jī)(I)，電機(jī)(I)通過(guò)輸出軸(3)與主動(dòng)錐齒輪(4)連接，主動(dòng)錐齒輪(4)與從動(dòng)錐齒輪(5)嚙合，從動(dòng)錐齒輪(5)通過(guò)輪軸(6)與驅(qū)動(dòng)輪(7)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，其特征是:所述驅(qū)動(dòng)腿包括與銷(xiāo)(8)連接的驅(qū)動(dòng)腿固定段(2-2)和固定電機(jī)(I)的驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段(2-1)，驅(qū)動(dòng)腿固定段(2-2)和驅(qū)動(dòng)腿滑動(dòng)段(2-1)之間通過(guò)固定銷(xiāo)(13)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，其特征是:所述拉索(11)與一個(gè)解鎖裝置(12)相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種十字結(jié)構(gòu)式水庫(kù)涵管隱患檢測(cè)管道機(jī)器人，包括一個(gè)夾板和四條驅(qū)動(dòng)腿，驅(qū)動(dòng)腿通過(guò)銷(xiāo)連接于夾板邊上的中點(diǎn)位置，并通過(guò)八個(gè)彈簧固定驅(qū)動(dòng)腿的周向位置，驅(qū)動(dòng)腿初始位置的相互夾角為90度，相鄰的兩個(gè)彈簧通過(guò)一條拉索連接預(yù)緊。實(shí)用新型有益的效果是：本實(shí)用新型通過(guò)巧妙的彈簧機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變形，可以在復(fù)雜管道環(huán)境里面機(jī)動(dòng)靈活地穿越；本研究的管道機(jī)器人在驅(qū)動(dòng)力和彈簧彈力的作用下，機(jī)器人可以牢固帖附在管壁上；由于管道環(huán)境復(fù)雜，大多數(shù)水管很潮濕，機(jī)器人的設(shè)計(jì)是讓機(jī)器人始終在管道中間運(yùn)動(dòng)，可以最大限度的避開(kāi)水和障礙物，可以越過(guò)由于大壩不均沉降造成的涵管錯(cuò)位障礙，這是常見(jiàn)管道機(jī)器人不具備的越障能力。
【IPC分類(lèi)】F16L55-30
【公開(kāi)號(hào)】CN204573460
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520168393
【發(fā)明人】徐高歡, 潘聰華, 郁軍, 張夏良
【申請(qǐng)人】浙江水利水電學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日