一种管道机器人的自适应伸缩装置

1.本实用新型属于管道修理技术领域，尤其涉及一种管道机器人的自适应伸缩装置。


背景技术：

2.在工农业生产和日常生活中，运输管道是有形运输的重要手段，其应用范围很广。在使用管道的过程中，由于各种原因，管道会造成各种损坏，故障或阻塞。如果不及时修理，检查并清洗管道，会发生事故，并可能造成不必要的损坏。但是人们通常很难进入到恶劣的管道内部，并且也很难定位和维护。因此，使用管道机器人是实现管道维修，检查和维护的最有效方法。管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走的特种机器人，它可携带多种传感器及操作装置，在操作人员的遥控操作或自动计算机控制下，管道机器人可进行对管道的采样、检测、保养、疏通、修复等。管道机器人通过携带检测装置和作业装置，对工作中的管道进行实时检测与清理，以保障管道的安全和畅通无阻的工作。
3.传统管道机器人有：轮式、履带式、腹壁式、蠕动式等，这些行走方式不能对变管径管道进行有效适应和无法在多管径环境下工作，需要做多种型号的机器人适应不同的管径。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种管道机器人的自适应伸缩装置，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
5.本实用新型实施例是这样实现的，一种管道机器人的自适应伸缩装置，包括机械足，还包括：
6.自适应机构，所述自适应机构通过控制机械足的伸出长度的方式自适应管径；
7.弹簧补偿机构，所述弹簧补偿机构用于增大机械足的接触压力，并且在机器人轴心与管道偏心时用于补偿偏心；
8.谐波减速器，所述谐波减速器用于控制自适应机构的旋转角度。
9.进一步的，所述自适应机构包括导动盘，所述导动盘上开设有螺旋槽，且所述导动盘通过谐波减速器与驱动马达连接。
10.进一步的，所述机械足上安装有压力传感器，所述压力传感器用于对驱动马达进行控制。
11.进一步的，所述弹簧补偿机构包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设有两个，所述压缩弹簧安装在机械足的中部。
12.进一步的，所述谐波减速器由刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器组成。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.该管道机器人的自适应伸缩装置，通过设置自适应机构、弹簧补偿机构和谐波减速器，能够适应变管径管道，且能够在多管径环境下工作。
附图说明
15.图1为管道机器人的自适应伸缩装置的结构示意图。
16.图2为管道机器人的自适应伸缩装置的部分剖视结构示意图。
17.图3为管道机器人的自适应伸缩装置中导动盘的俯视结构示意图。
18.图4为管道机器人的自适应伸缩装置中机械足的剖视结构示意图。
19.图中：1-机械足，2-压缩弹簧，3-驱动马达，4-导动盘，5-螺旋槽，6-刚轮，7-柔轮，8-波发生器。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
22.如图1-4所示，为本实用新型一个实施例提供的一种管道机器人的自适应伸缩装置，包括机械足1，还包括：
23.自适应机构，所述自适应机构通过控制机械足1的伸出长度的方式自适应管径；
24.弹簧补偿机构，所述弹簧补偿机构用于增大机械足1的接触压力，并且在机器人轴心与管道偏心时用于补偿偏心；
25.谐波减速器，所述谐波减速器用于控制自适应机构的旋转角度。
26.在本实用新型实施例中，优选的，通过设置自适应机构、弹簧补偿机构和谐波减速器，能够适应变管径管道，且能够在多管径环境下工作。
27.如图1-3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述自适应机构包括导动盘4，所述导动盘4上开设有螺旋槽5，且所述导动盘4通过谐波减速器与驱动马达3连接。
28.在本实用新型实施例中，优选的，谐波减速器降低驱动马达3的输出转速，将自适应机构的旋转固定在一定范围内。
29.如图1和图2所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述机械足1上安装有压力传感器，所述压力传感器用于对驱动马达3进行控制。
30.在本实用新型实施例中，优选的，所述压力传感器用于进行压力监测，压力传感器与驱动马达3通过电信号连接；机器足前端的底部与侧面皆为工作面，在水平行进时，底面与管壁接触，在垂直行进中，侧面与管壁接触；压力传感器用以控制驱动马达3，进而控制自适应机构适用管壁，且控制自适应机构的旋转来产生足够的压力，保证机械足1与管壁之间的摩擦力，进而保证机器人在垂直行进时不会出现打滑甚至掉落等现象。
31.如图1和图4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述弹簧补偿机构包括压缩弹簧2，所述压缩弹簧2设有两个，所述压缩弹簧2安装在机械足1的中部。
32.在本实用新型实施例中，优选的，采用压缩弹簧2进行位移补偿，用以适应在通过转弯和三通分岔时所产生的机器人整体轴心与管道轴心偏心所带来的偏移误差，并利用压缩弹簧2受压所产生反作用力，增加机械足1与管壁之间的压力，从而提高管壁与机械足1之间的摩擦力。
33.如图2所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述谐波减速器由刚轮6、柔轮7
和使柔轮7发生径向变形的波发生器8组成。
34.在本实用新型实施例中，优选的，通过谐波减速器降低输出转速，将自适应机构的旋转速度控制在一定范围内。
35.本实用新型的工作原理是：
36.该管道机器人的自适应伸缩装置，在进入竖直行进状态时，驱动马达3通正向电流，控制导动盘4顺时针旋转，机械足1受导动盘4上螺旋槽5的驱使由主骨架上的导路将机械足1按照预定轨迹向外伸展，当伸展到管壁时，由机械足1上所搭载的压力传感器提供电信号，控制驱动马达3，进而自动控制伸缩盘的旋转角度，从而控制机械足1的伸出长度，从而达到自动适应管径的目的。
37.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些均不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。


技术特征：
1.一种管道机器人的自适应伸缩装置，包括机械足，其特征在于，还包括：自适应机构，所述自适应机构通过控制机械足的伸出长度的方式自适应管径；弹簧补偿机构，所述弹簧补偿机构用于增大机械足的接触压力，并且在机器人轴心与管道偏心时用于补偿偏心；谐波减速器，所述谐波减速器用于控制自适应机构的旋转角度。2.根据权利要求1所述的管道机器人的自适应伸缩装置，其特征在于，所述自适应机构包括导动盘，所述导动盘上开设有螺旋槽，且所述导动盘通过谐波减速器与驱动马达连接。3.根据权利要求1所述的管道机器人的自适应伸缩装置，其特征在于，所述机械足上安装有压力传感器，所述压力传感器用于对驱动马达进行控制。4.根据权利要求3所述的管道机器人的自适应伸缩装置，其特征在于，所述弹簧补偿机构包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设有两个，所述压缩弹簧安装在机械足的中部。5.根据权利要求1所述的管道机器人的自适应伸缩装置，其特征在于，所述谐波减速器由刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器组成。

技术总结
本实用新型适用于管道修理技术领域，提供了一种管道机器人的自适应伸缩装置，包括机械足，还包括：自适应机构，所述自适应机构通过控制机械足的伸出长度的方式自适应管径；弹簧补偿机构，所述弹簧补偿机构用于增大机械足的接触压力，并且在机器人轴心与管道偏心时用于补偿偏心；谐波减速器，所述谐波减速器用于控制自适应机构的旋转角度。本实用新型通过设置自适应机构、弹簧补偿机构和谐波减速器，能够适应变管径管道，并且能够在多管径环境下工作。并且能够在多管径环境下工作。并且能够在多管径环境下工作。


技术研发人员：万怡男
受保护的技术使用者：烟台理工学院
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/11/21