管道機器人的制作方法
【專利摘要】一種管道機器人，包括：機器人骨架，進一步由第一十字軸萬向鉸鏈和第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；支桿，支桿之一端鉸鏈連接在機器人骨架上，之另一端固定設置傳動輪，且支桿之連接機器人骨架的一端通過彈性元件調節(jié)支桿的張開角度；傳動輪，設置在支桿之一端，并通過錐齒和萬向聯(lián)軸器與驅動電機電連接；傳感器，分別設置在機器人骨架兩端；無線信號收發(fā)器，設置在管道機器人上；以及控制單元，根據(jù)傳感器之信號和外部電腦之指令控制管道機器人工作。本發(fā)明通過采用由第一十字軸萬向鉸鏈和第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機器人骨架，結構緊湊，并可確保管道機器人能夠在彎角管道中自由轉向，同時通過無線信號收發(fā)器實現(xiàn)遠程操控。
【專利說明】管道機器人
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機電一體化【技術領域】，尤其涉及一種管道機器人。
【背景技術】
[0002]隨著石油、化工、天然氣和核工業(yè)的發(fā)展，以及管道檢測或維修等工作的需要，管道機器人也得到了更為深入的研究和廣泛的使用。針對各種生產(chǎn)設備的輸送管道(水、汽、油等)，以及特殊設備(高壓管道等)的安全檢測及維護，管道機器人在實際應用中具有很重要的實用價值。
[0003]通常地，現(xiàn)有管道機器人多采用以下幾種結構:履帶車結構，底部采用履帶帶動所述管道機器人在所述管道內行走；支撐桿結構，采用端部帶有輪子的折疊桿結構將所述管道機器人支撐在所述管道中間，然后再實現(xiàn)行走運動；輪式結構，采用傳統(tǒng)車輪或特殊結構的車輪與管道內壁面接觸，使所述管道機器人在所述管道內行駛。
[0004]但是，所述現(xiàn)有的管道機器人由于自身結構限制，在實際應用中存在如下問題:第一、對管道的適應性差，由于機械結構的限制，所述管道機器人的尺寸不可能做得過小，難以在管徑很小的管道中應用；第二、在管道內轉彎困難，特別是丁字路口的轉彎;第三、管道內的異物，或者是管道本身發(fā)生變形，這些都將阻礙所述管道機器人的運動，甚至導致所述管道機器人側翻或者卡死等問題。尋求一種能靈活應用于各種管道檢測與維護等工作中的管道機器人，且所述管道機器人可適應管道之形狀，并進行轉彎行走的管道機器人已成為本領域亟待解決的問題之一。
[0005]故針對現(xiàn)有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種管道機器人。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)管道機器人對管道的適應性差、自由度低，以及不能根據(jù)所述管道之形狀進行轉彎行走等缺陷提供一種管道機器人。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種管道機器人，所述管道機器人包括:
[0008]機器人骨架，進一步由所述第一^h字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；
[0009] 支桿，所述支桿之一端鉸鏈連接在所述機器人骨架上，所述支桿之另一端固定設置所述傳動輪，且所述支桿之連接所述機器人骨架的一端通過所述彈性元件調節(jié)所述支桿的張開角度；
[0010]傳動輪，設置在所述支桿之異于所述機器人骨架的一端，并通過所述錐齒和所述萬向聯(lián)軸器與所述驅動電機電連接；
[0011]傳感器，分別設置在所述機器人骨架之兩端，以檢測所述管道之走向；
[0012]無線信號收發(fā)器，設置在所述管道機器人上，并通過與外部電腦連接且設置在所述管道之管道口處的信號接收裝置進一步與所述外部電腦訊號連接；以及，[0013]控制單元，根據(jù)所述傳感器之信號和所述外部電腦之指令控制所述管道機器人工作。
[0014]可選地，所述彈性元件為彈簧。
[0015]可選地，所述控制單元為單片機。
[0016]可選地，所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈上的傳動輪的數(shù)量分別為3?4個。
[0017]可選地，設置在所述管道機器人之兩端的傳感器檢測所述管道之走向，并將所述檢測信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進一步處理所述信息，以控制所述管道機器人的運動。
[0018]可選地，所述控制單元對所述管道機器人之運動的控制系通過控制所述驅動電機，進而對所述傳動輪進行控制而實現(xiàn)。
[0019]可選地，所述管道機器人采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機器人骨架，并通過電機驅動控制和內齒轉副傳動。
[0020]綜上所述，本發(fā)明管道機器人通過采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機器人骨架，結構緊湊，并可確保所述管道機器人能夠在彎角管道中自由轉向；同時，通過設置在所述管道機器人上的無線信號收發(fā)器，以實現(xiàn)對所述管道機器人的遠程操控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1所示為本發(fā)明管道機器人之結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為詳細說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0023]請參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明管道機器人之結構示意圖。所述管道機器人1，包括:機器人骨架11，所述機器人骨架11進一步由所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112串聯(lián)形成；支桿12，所述支桿12之一端鉸鏈連接在所述機器人骨架
11上，所述支桿12之另一端固定設置所述傳動輪13，且所述支桿12之連接所述機器人骨架11的一端通過所述彈性元件14調節(jié)所述支桿12的張開角度；傳動輪13，所述傳動輪13設置在所述支桿12之異于所述機器人骨架11的一端，并通過所述錐齒(未圖示)和所述萬向聯(lián)軸器(未圖示)與所述驅動電機(未圖示)電連接；傳感器15，所述傳感器15分別設置在所述機器人骨架11之兩端，以檢測所述管道2之走向；無線信號收發(fā)器(未圖示)，所述無線信號收發(fā)器設置在所述管道機器人1上，并通過與外部電腦連接且設置在所述管道2之管道口 21處的信號接收裝置(未圖示)進一步與所述外部電腦訊號連接；以及控制單元(未圖示)，所述控制單元根據(jù)所述傳感器15之信號和所述外部電腦之指令控制所述管道機器人1工作。
[0024]為了更直觀的闡述本發(fā)明之技術方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)以具體的實施方式為例進行闡述。在所述【具體實施方式】中，優(yōu)選地，所述彈性元件14為彈簧。所述控制單元為單片機。所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112上的傳動輪13的數(shù)量分別為3?4個。所述【具體實施方式】中的元器件選擇僅為列舉，不應視為對本發(fā)明技術方案的限制。
[0025]請繼續(xù)參閱圖1，詳述本發(fā)明管道機器人的工作原理。所述管道機器人I在工作時，包括:
[0026]通過設置在所述管道機器人I之兩端的傳感器15檢測所述管道2之走向，并將所述檢測信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進一步處理所述信息，以控制所述管道機器人I的運動；
[0027]所述控制單元對所述管道機器人I之運動的控制系通過控制所述驅動電機，進而對所述傳動輪13進行控制而實現(xiàn)；
[0028]所述支桿12之連接所述機器人骨架11的一端通過所述彈性元件14調節(jié)所述支桿12的張開角度，使得所述管道機器人I可適于不同內徑之管道2 ；
[0029]所述管道機器人I采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈111和所述第二十字軸萬向鉸鏈112串聯(lián)形成的機器人骨架11，并通過電機驅動控制和內齒轉副傳動，不僅結構緊湊，而且可確保所述管道機器人I能夠在彎角管道2中自由轉向；
[0030]所述管道機器人I上設置無線信號收發(fā)器，并通過與外部電腦連接且設置在所述管道2之管道口 21處的信號接收裝置(未圖示)進一步與所述外部電腦訊號連接，以實現(xiàn)遠程操控。
[0031]綜上所述，本發(fā)明管道機器人通過采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機器人骨架，結構緊湊，并可確保所述管道機器人能夠在彎角管道中自由轉向；同時，通過設置在所述管道機器人上的無線信號收發(fā)器，以實現(xiàn)對所述管道機器人的遠程操控。
[0032]本領域技術人員均應了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可對本發(fā)明進行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權利要求書及等同物的保護范圍內時，認為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【權利要求】
1.一種管道機器人，其特征在于，所述管道機器人包括:機器人骨架，進一步由所述第一^h字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成；支桿，所述支桿之一端鉸鏈連接在所述機器人骨架上，所述支桿之另一端固定設置所述傳動輪，且所述支桿之連接所述機器人骨架的一端通過所述彈性元件調節(jié)所述支桿的張開角度；傳動輪，設置在所述支桿之異于所述機器人骨架的一端，并通過所述錐齒和所述萬向聯(lián)軸器與所述驅動電機電連接；傳感器，分別設置在所述機器人骨架之兩端，以檢測所述管道之走向；無線信號收發(fā)器，設置在所述管道機器人上，并通過與外部電腦連接且設置在所述管道之管道口處的信號接收裝置進一步與所述外部電腦訊號連接；以及， 控制單元，根據(jù)所述傳感器之信號和所述外部電腦之指令控制所述管道機器人工作。
2.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，所述彈性元件為彈簧。
3.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，所述控制單元為單片機。
4.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈上的傳動輪的數(shù)量分別為3~4個。
5.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，設置在所述管道機器人之兩端的傳感器檢測所述管道之走向，并將所述檢測信息傳送至所述控制單元，所述控制單元并進一步處理所述信息，以控制所述管道機器人的運動。
6.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，所述控制單元對所述管道機器人之運動的控制系通過控制所述驅動電機，進而對所述傳動輪進行控制而實現(xiàn)。
7.如權利要求1所述的管道機器人，其特征在于，所述管道機器人采用由所述第一十字軸萬向鉸鏈和所述第二十字軸萬向鉸鏈串聯(lián)形成的機器人骨架，并通過電機驅動控制和內齒轉副傳動。
【文檔編號】F16L55/32GK103672292SQ201310676422
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】劉棟, 曾佑軒, 楊博光, 陸蓉蓉, 辛紹杰 申請人:上海電機學院