本發(fā)明屬于管道機器人，具體涉及一種用于水下管道機器人行走裝置及行走方式、系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的發(fā)展，管道內(nèi)等狹小的地方一般都是采用管道機器人進行作業(yè)。管道機器人是一種專門設(shè)計用于在管道內(nèi)部或外部自動行走、執(zhí)行一系列管道作業(yè)的機、電、儀一體化系統(tǒng)?，F(xiàn)階段管道機器人一般分為輪式與履帶式。

2、其中，輪式管道機器人具有速度快、結(jié)構(gòu)簡單、拖動力大等特點，但需要使驅(qū)動輪與管道內(nèi)壁有一定的封閉的正壓力才能產(chǎn)生供其行走的摩擦力。該正壓力主要來源于機器人的自身重力、彈簧力等。

3、正是由于上述驅(qū)動輪與管道內(nèi)壁的正壓力，使得輪式管道機器人一旦發(fā)生故障，驅(qū)動輪與管道壁之間的摩擦力依然存在，會卡死在管道內(nèi)，無法通過拖纜拖拽等簡單方式進行回收，使得機器人回收麻煩。

4、其次，在管道清理機器人中，清理葉片也容易卡死在需清理的淤泥、雜草等物質(zhì)內(nèi)，在向外拖曳機器人時，也會產(chǎn)生一定的阻礙。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于水下管道機器人行走裝置及行走方式、系統(tǒng)，能夠使得機器人通過線纜拖曳的方式進行回收，在故障時回收方便，降低回收難度。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體如下：

3、一種用于水下管道機器人行走裝置，包括：

4、腳板架，其內(nèi)部固定安裝有支撐座，所述支撐座中心固定安裝有電磁鐵，所述支撐座上在所述電磁鐵外圍開設(shè)有通槽；

5、驅(qū)動輪，其通過設(shè)置有滾輪架活動安裝于所述腳板架底部，所述滾輪架頂面固定安裝有滑動伸縮軸，所述滑動伸縮軸滑動安裝于所述通槽內(nèi)部，并在其頂部固定安裝有吸板，所述吸板與所述電磁鐵磁吸以限定所述驅(qū)動輪的相對位置；

6、滾珠輪，固定安裝于所述腳板架底部兩側(cè)。

7、作為一種優(yōu)選方案，所述吸板與所述支撐座相對面之間固定嵌入有限位彈簧，以在機器人故障時將所述驅(qū)動輪復(fù)位，所述限位彈簧環(huán)繞于所述滑動伸縮軸外表面。

8、作為一種優(yōu)選方案，所述腳板架頂面固定安裝有用于與機器人機體進行連接的安裝軸，所述吸板頂面固定安裝有用于推送其與所述電磁鐵進行吸附的推桿，所述推桿貫穿所述腳板架頂面并延伸而出。

9、作為一種優(yōu)選方案，所述滾輪架側(cè)面固定安裝有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機動力輸出端與所述驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸直連或者通過齒輪組傳動連接，以驅(qū)動所述驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。

10、一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，應(yīng)用上述的水下管道機器人行走裝置，還包括機體架與清理槳組件；

11、所述機體架的外殼體上滑動安裝有活動腳支板，并在其內(nèi)殼體上固定安裝有與所述活動腳支板相匹配的推送氣缸，所述推送氣缸動力輸出端固定安裝于所述活動腳支板上，所述行走裝置固定安裝于所述活動腳支板端部以驅(qū)動所述機器人系統(tǒng)行進；

12、所述清理槳組件包括支撐架以及固定安裝于所述支撐架上的支撐環(huán)，所述支撐環(huán)上一體成型有限位座，所述限位座上轉(zhuǎn)動連接有清理葉輪，所述支撐環(huán)與所述機體架之間設(shè)置有磁限機構(gòu)以限定所述清理葉輪的不同狀態(tài)。

13、作為一種優(yōu)選方案，所述磁限機構(gòu)包括固定安裝于所述機體架行進端的環(huán)形電磁鐵、與所述環(huán)形電磁鐵固定連接的限位圈以及滑動套接于所述限位圈上的限位推環(huán)，所述限位推環(huán)上與所述限位座相匹配一體成型有限位柱，所述限位推環(huán)朝向所述環(huán)形電磁鐵一側(cè)面固定安裝有與其磁性相同的環(huán)形磁鐵，以通過同極性互斥力對所述限位推環(huán)進行限位。

14、作為一種優(yōu)選方案，所述清理葉輪根部一體成型有葉根板，并轉(zhuǎn)動連接于所述限位座內(nèi)，所述葉根板靠近所述支撐架一側(cè)為內(nèi)斜邊，且另一側(cè)開設(shè)有缺口。

15、作為一種優(yōu)選方案，所述支撐環(huán)上在所述限位座中心貫穿開設(shè)有安裝孔，所述安裝孔內(nèi)靠近所述支撐架一側(cè)固定嵌入有支撐彈簧，所述限位柱嵌入于所述安裝孔另一端，二者將所述葉根板夾持其中，所述限位柱抵靠于所述缺口內(nèi)，所述支撐彈簧抵靠于所述葉根板的內(nèi)斜邊上。

16、作為一種優(yōu)選方案，所述活動腳支板、所述推送氣缸以及所述行走裝置在所述機體架外周至少設(shè)置有兩組，所述安裝軸與所述活動腳支板端部固定連接，所述推桿貫穿所述活動腳支板抵觸于所述機體架的內(nèi)殼體上。

17、一種用于水下管道機器人行走方式，應(yīng)用于上述的用于水下管道機器人系統(tǒng)：

18、行進時，推送吸板磁吸于電磁鐵上，使得限位彈簧壓縮，并推送驅(qū)動輪凸出于滾珠輪抵靠在管道內(nèi)壁，以通過驅(qū)動輪進行行走；

19、故障時，關(guān)閉機器人系統(tǒng)的電源，使得電磁鐵失去磁吸力，利用限位彈簧的壓縮反彈力將吸板與驅(qū)動輪復(fù)位，回縮于腳板架內(nèi)，使得滾珠輪與管道內(nèi)壁相接觸，并通過供電線纜將其拖曳而出。

20、本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：

21、本發(fā)明通過電磁鐵、限位彈簧與吸板相配合，在機器人行進時，利用電磁鐵吸附吸板將驅(qū)動輪推送凸起于滾珠輪與管道內(nèi)壁進行抵靠以產(chǎn)生摩擦力進行行走；當(dāng)機器人發(fā)生故障時，可斷開機器人電源，使得安裝軸失去磁吸力，從而在限位彈簧的壓縮反彈力作用下使得驅(qū)動輪回縮，使得滾珠輪與管道內(nèi)壁進行接觸，極大降低機器人與管道之間的摩擦力，從而使得機器人可通過供電線纜拖曳而出，方便進行回收。

22、本發(fā)明通過設(shè)置限位推環(huán)與環(huán)形電磁鐵相配合，利用環(huán)形磁鐵與環(huán)形電磁鐵之間的同極互斥力將清理葉輪限定在垂直狀態(tài)，以使其能夠?qū)艿纼?nèi)的雜物進行清理；當(dāng)機器人發(fā)生故障時，斷開機器人電源，使得機體架失去磁力，進而限位推環(huán)使其限位作用力，這樣在向外拖曳機器人時，清理葉輪可相較于限位座進行轉(zhuǎn)動收攏，從而降低與管道內(nèi)部物質(zhì)的接觸面積，同時也降低了拖曳過程中的觸碰阻力，使得機器人拖曳更加輕便，同時降低了對清理葉輪的觸碰損傷。

技術(shù)特征：

1.一種用于水下管道機器人行走裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下管道機器人行走裝置，其特征在于，所述吸板（24）與所述支撐座（11）相對面之間固定嵌入有限位彈簧（23），以在機器人故障時將所述驅(qū)動輪（2）復(fù)位，所述限位彈簧（23）環(huán)繞于所述滑動伸縮軸（22）外表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下管道機器人行走裝置，其特征在于，所述腳板架（1）頂面固定安裝有用于與機器人機體進行連接的安裝軸（13），所述吸板（24）頂面固定安裝有用于推送其與所述電磁鐵（12）進行吸附的推桿（25），所述推桿（25）貫穿所述腳板架（1）頂面并延伸而出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下管道機器人行走裝置，其特征在于，所述滾輪架（21）側(cè)面固定安裝有驅(qū)動電機（26），所述驅(qū)動電機（26）動力輸出端與所述驅(qū)動輪（2）的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸直連或者通過齒輪組傳動連接，以驅(qū)動所述驅(qū)動輪（2）轉(zhuǎn)動。

5.一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，應(yīng)用權(quán)利要求1-4任一所述的水下管道機器人行走裝置，其特征在于，還包括機體架（4）與清理槳組件（5）；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述磁限機構(gòu)包括固定安裝于所述機體架（4）行進端的環(huán)形電磁鐵（44）、與所述環(huán)形電磁鐵（44）固定連接的限位圈（45）以及滑動套接于所述限位圈（45）上的限位推環(huán)（58），所述限位推環(huán)（58）上與所述限位座（53）相匹配一體成型有限位柱（59），所述限位推環(huán)（58）朝向所述環(huán)形電磁鐵（44）一側(cè)面固定安裝有與其磁性相同的環(huán)形磁鐵（510），以通過同極性互斥力對所述限位推環(huán)（58）進行限位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述清理葉輪（54）根部一體成型有葉根板（56），并轉(zhuǎn)動連接于所述限位座（53）內(nèi)，所述葉根板（56）靠近所述支撐架（51）一側(cè)為內(nèi)斜邊，且另一側(cè)開設(shè)有缺口（57）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐環(huán)（52）上在所述限位座（53）中心貫穿開設(shè)有安裝孔（511），所述安裝孔（511）內(nèi)靠近所述支撐架（51）一側(cè)固定嵌入有支撐彈簧（55），所述限位柱（59）嵌入于所述安裝孔（511）另一端，二者將所述葉根板（56）夾持其中，所述限位柱（59）抵靠于所述缺口（57）內(nèi)，所述支撐彈簧（55）抵靠于所述葉根板（56）的內(nèi)斜邊上。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于水下管道機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述活動腳支板（41）、所述推送氣缸（42）以及所述行走裝置在所述機體架（4）外周至少設(shè)置有兩組，所述安裝軸（13）與所述活動腳支板（41）端部固定連接，所述推桿（25）貫穿所述活動腳支板（41）抵觸于所述機體架（4）的內(nèi)殼體上。

10.一種用于水下管道機器人行走方式，應(yīng)用于權(quán)利要求5-9任一所述的用于水下管道機器人系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于管道機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水下管道機器人行走裝置及行走方式、系統(tǒng)，腳板架，其內(nèi)部固定安裝有支撐座，所述支撐座中心固定安裝有電磁鐵，所述支撐座上在所述電磁鐵外圍開設(shè)有通槽；驅(qū)動輪，其通過設(shè)置有滾輪架活動安裝于所述腳板架底部，所述滾輪架頂面固定安裝有滑動伸縮軸，所述滑動伸縮軸滑動安裝于所述通槽內(nèi)部，并在其頂部固定安裝有吸板，所述吸板與所述電磁鐵磁吸以限定所述驅(qū)動輪的相對位置；滾珠輪，固定安裝于所述腳板架底部兩側(cè)；還包括機體架與清理槳組件。本發(fā)明能夠使得機器人通過線纜拖曳的方式進行回收，在故障時回收方便，降低回收難度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉道廣,何凡,苑中旭,楊秀,柴新垚,李驤,鄭國強,李航行,王展鵬
受保護的技術(shù)使用者：廣州蛙力機器人有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15