一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，它涉及一種微型管道機器人。本發(fā)明為解決現(xiàn)有的管道機器人體積過大，難以進入微型管道進行檢測和維護的問題。本發(fā)明的管道機器人將動力源布置在管道的外部，通過柔性軸分別將行走動力和除垢動力遠距離傳輸給機器人，完成了機器人的行走和除垢作業(yè)，實現(xiàn)了機器人小型化。柔性軸能適應微型管道曲率的變化，滿足工業(yè)生產(chǎn)中多變管道的檢測和維護需求。本發(fā)明用于水力、火力發(fā)電廠微型管道的檢測和除垢作業(yè)。
【專利說明】
一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，具體涉及一種通過柔性軸驅(qū)動微型管道機器人的設備和方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)階段管道機器人的動力源采取的是布置在機器人本體內(nèi)部的方式，由于受電機等驅(qū)動源尺寸的影響，目前的管道機器人體積過大，難以進入向電廠蒸汽回流管道等微型管道內(nèi)部作業(yè)，影響了微型管道檢測和維護作業(yè)的效率，電力運行企業(yè)對微型管道機器人有著較大的技術需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有管道機器人體積過大，難以進入微型管道內(nèi)部檢測的問題，提供一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人。
[0004]本發(fā)明包含外置動力源，柔性軸傳動部分和球形機器人。所述的外置動力源包括四個行走驅(qū)動電機、除垢驅(qū)動電機、外置動力源底座。每個行走驅(qū)動電機的輸出端與一根行走柔性驅(qū)動軸連接，四個行走驅(qū)動電機和除垢驅(qū)動電機布置在外置動力源底座上。所述的柔性軸驅(qū)動部分包括四根行走驅(qū)動軟軸、除垢驅(qū)動軟軸、柔性軸卡環(huán)。每根行走驅(qū)動軟軸的輸入端與行走驅(qū)動電機的輸出端連接，輸出端與球形機器人行走驅(qū)動軸連接;除垢驅(qū)動軟軸的輸入端與除垢驅(qū)動電機的輸出端連接，輸出端與球形機器人除垢驅(qū)動軸連接。四根行走驅(qū)動軟軸和除垢驅(qū)動軟軸通過柔性軸卡環(huán)聚攏在一起。所述的球形機器人包括球形機器人本體、四根行走驅(qū)動軸、四個行走驅(qū)動帶輪、四個行走驅(qū)動帶、四個行走驅(qū)動輪、除垢驅(qū)動軸、除垢驅(qū)動刀頭。每根行走驅(qū)動軸的輸入端與行走驅(qū)動軟軸的輸出端連接，每根行走驅(qū)動軸的輸出端與一個行走驅(qū)動帶輪連接，每個行走驅(qū)動帶輪通過一條行走驅(qū)動帶與一個行走驅(qū)動輪連接。除垢驅(qū)動軸的輸入端與除垢驅(qū)動軟軸的輸出端連接，除垢驅(qū)動軸的輸出端與除垢驅(qū)動刀頭連接。所有的行走驅(qū)動軸、行走驅(qū)動帶輪、行走驅(qū)動帶、行走驅(qū)動輪、除垢驅(qū)動軸、除垢驅(qū)動刀都安裝在球形機器人本體上。
[0005]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:一、驅(qū)動源的外置能夠能夠減小機器人本體的體積，有利于機器人設計的微型化，進而實現(xiàn)機器人進入微型管道作業(yè)。二、柔性軸驅(qū)動技術實現(xiàn)外置動力源向機器人本體長距離柔性傳遞動力，完成對機器人驅(qū)動的同時實現(xiàn)了對復雜多變管道的適應。三、球形機器人能夠?qū)崿F(xiàn)對變化管徑的適應，同時在機器人經(jīng)過管道彎路時具有非常好的適應性。四、本發(fā)明的提出的基于柔性軸驅(qū)動的機器人將在微型、多變管道的檢測和維護上發(fā)揮巨大的作用。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的整體圖，圖2是本發(fā)明外置動力源的局部放大圖，圖3是本發(fā)明球形機器人的局部放大圖，圖4是柔性驅(qū)動軟軸適應多變管道的外形變化圖，圖5是球形機器人進行管道除垢作業(yè)展示圖，圖6是球形機器人進行管道檢測作業(yè)展示圖，圖7表示的是行走驅(qū)動軟軸與行走驅(qū)動輪的對應連接關系。
【具體實施方式】
[0007]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式包括外置動力源I，柔性軸傳動部分2和球形機器人3。外置動力源I包括四個行走驅(qū)動電機1-1，1-2，1-3，1-4、除垢驅(qū)動電機1-5。行走驅(qū)動電機1-1的輸出端與行走驅(qū)動軟軸2-1的輸入端連接，行走驅(qū)動電機1-2的輸出端與行走驅(qū)動軟軸2-2的輸入端連接，行走驅(qū)動電機1-3的輸出端與行走驅(qū)動軟軸2-3的輸入端連接，行走驅(qū)動電機1-4的輸出端與行走驅(qū)動軟軸2-4的輸入端連接。除垢驅(qū)動電機1-5的輸出端與除垢驅(qū)動軟軸2-5的輸入端連接。四個行走驅(qū)動電機和除垢驅(qū)動電機1-5全部連接在外置動力源底座1-6上。行走驅(qū)動軟軸2-1的輸出端與行走驅(qū)動軸3-1-1的輸入端連接，行走驅(qū)動軟軸2-2的輸出端與行走驅(qū)動軸3-2-1的輸入端連接，行走驅(qū)動軟軸2-3的輸出端與行走驅(qū)動軸3-3-1的輸入端連接，行走驅(qū)動軟軸2-4的輸出端與行走驅(qū)動軸3-4-1的輸入端連接。除垢驅(qū)動軟軸2-5的輸出端與除垢驅(qū)動軸3-5的輸入端連接。四根行走驅(qū)動軟軸與除垢驅(qū)動軟軸2-5通過柔性軸卡環(huán)2-6聚攏在一起，沿微型管道2-7中心布置。行走驅(qū)動軸3-1-1的輸出端連接行走驅(qū)動輪3-1-2，行走驅(qū)動輪3-1-2通過行走驅(qū)動帶3-1-3與行走驅(qū)動輪3-1-4連接;行走驅(qū)動軸3-2-1的輸出端連接行走驅(qū)動輪3-2-2，行走驅(qū)動輪3-2-2通過行走驅(qū)動帶3-2-3與行走驅(qū)動輪3-2-4連接;行走驅(qū)動軸3-3-1的輸出端連接行走驅(qū)動輪3-3-2，行走驅(qū)動輪3-3-2通過行走驅(qū)動帶3-3-3與行走驅(qū)動輪3-3-4連接;行走驅(qū)動軸3-3-1的輸出端連接行走驅(qū)動輪3-3-2，行走驅(qū)動輪3-3-2通過行走驅(qū)動帶3-3-3與行走驅(qū)動輪3-4-4連接;除垢驅(qū)動軸3-5的輸出端與除垢刀頭3-6連接。行走驅(qū)動軸、行走驅(qū)動帶輪、行走驅(qū)動輪、除垢驅(qū)動軸3-5、除垢刀頭3-6全部安裝在球形機器人3-7上。四個行走驅(qū)動輪與微型管道2-7通過摩擦方式接觸。行走驅(qū)動軟軸2-1，2-2，2-3，2-4的外徑5mm，內(nèi)徑2mm，材料為65Mn彈簧鋼;除垢驅(qū)動軟軸2_5的外徑I Imm，內(nèi)徑7mm，材料為65Mn彈簧鋼。
[0008]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1、2、3、4說明本實施方式，本實施方式中行走驅(qū)動軟軸2-1,2-2,2-3，2-4與除垢驅(qū)動軟軸2-5通過柔性軸卡環(huán)2-6聚攏一起，分別微型管道2_7布置，保證球形機器人順利通過微型管道2-7，適應微型管道曲率的變化。
[0009]【具體實施方式】三:結(jié)合圖5、圖6說明本實施方式，球形機器人3-7前端可以安裝除垢刀頭3-6，進行管道除垢作業(yè);也可以通過除垢驅(qū)動軟軸2-5的內(nèi)徑布置內(nèi)窺鏡3-8進行管道檢測作業(yè)。
[0010]【具體實施方式】四:結(jié)合圖1、2、3、7說明本實施方式，行走驅(qū)動軟軸2-1，2-2，2-3，2-4與彳丁走驅(qū)動輪3-1-4，3-2-4，3-3~4，3-4-4 對應連接，形成連隊差動彳丁走動力A-A和B-B，在球形機器人3-7通過管道彎路時可以調(diào)節(jié)行走驅(qū)動電機1-1，1-2，1-3，1-4的轉(zhuǎn)速，通過行走驅(qū)動軟軸2-1，2-2，2-3，2_4進入改變彳丁走驅(qū)動輪3_1_4，3-2-4，3-3-4，3_4_4的輸出速度，進而實現(xiàn)球形機器人過彎操作。
[0011]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所述技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應該視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于包括外置動力源、柔性軸傳動部分、球形機器人三部分。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于外置動力源可以是普通直流電機、伺服直流電機、步進電機等等電動驅(qū)動形式，也可以是其它可以輸出旋轉(zhuǎn)運動的動力源。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于布置四根行走驅(qū)動軟軸和一根除垢驅(qū)動軟軸，將外置動力源輸出的動力長距離柔性傳遞給球形機器人。4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于四根行走驅(qū)動軟軸分別帶動四個行走驅(qū)動輪，形成兩對差動行走驅(qū)動力。5.根據(jù)權(quán)利要求書I，2，3所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于四根行走驅(qū)動軟軸和一根除垢驅(qū)動軟軸可以是鋼絲繩、彈簧鋼絲軸等等柔性驅(qū)動軸，或者其它柔性驅(qū)動軸。6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于將機器人設計成球形。7.根據(jù)權(quán)利要求書I，3，4，5所述的一種基于柔性軸驅(qū)動的微型管道機器人，其特征在于將通過柔性軸卡環(huán)將四根行走驅(qū)動軟軸和除垢驅(qū)動軟軸聚攏在一起。
【文檔編號】F16L101/30GK105953027SQ201610156158
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】任立敏, 譚益松, 張海波
【申請人】東北電力大學