软管清洁机器人涉及管道内壁爬行机器人领域。本发明专利技术针对软管内壁爬行、清洁的需要，设计一款在软管内壁攀爬清洗的机器人。该机器人，包括上部固定机构、下部固定机构和中部前进机构。两个固定机构分别位于中部前进机构两端，起固定作用，中部前进机构负责连接整机，同时起到推动上部机构前进和拉动下部机构上升的作用。上部固定机构和下部固定机构的设计均采用曲柄滑块机构，实现张开固定和收缩分离的功能上部固定机构驱动的曲面支撑板，收缩时形成花苞状，利于开路；张开时与软管内壁紧密接触，起固定作用。下部固定机构的支撑板两端装有伸缩杆，保证支撑板直线运动，固定时支撑稳定。中部前进机构的设计采用丝杠滑块模组，实现前进功能。
【技术实现步骤摘要】
软管清洁机器人
本专利技术涉及管道内壁爬行机器人领域，尤其涉及用于在柔性管道内爬行、清洁的软管内壁清洁机器人。
技术介绍
目前，现有的管道机器人根据不同驱动模式，大致可以分为八种。分别是流动式机器人，这类机器人没有驱动装置，只是随着管内流体流动，属于不需要消耗能源的被动型机器人，但是其运动模式相当有限；轮式机器人，这一类机器人广泛运用于管道检查工作，目前许多的商业机器人就是这一类型；履带式机器人，即用履带代替轮子；腹壁式机器人，这类机器人通过可以伸张的机械臂紧贴管道内壁，推动机器人前进；行走式机器人，这类机器人通过机械足运动，但是这类机器人需要大量驱动器，并且难以控制；第六种是蠕动式机器人，这类机器人像蚯蚓一样通过身体的伸缩前进；螺旋驱动式，即驱动机构做旋转运动，螺旋前进；蛇型机器人，这类机器人有许多关节，像蛇一样前行；此外，还有一些机器人拥有多种复合驱动方式。随着科技发展，技术创新，必将会有越来越多的类型被创造出来。相对于刚性管道，软管对运输物质的要求有所不同，如运输物质的酸碱性、温度、粘度等性质，适当的清洗对其显得更为重要。相对于硬管，软管刚性差，材料横截面易变形，对工作环境有一定要求；软管管体的导向作用也与硬管不同，不具备硬管的稳定性；软管普遍管壁厚度较薄，所能承受的轴向应力与径向应力有限等特点，针对于这些特点，对于软管清洗机器人的研究是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术针对软管内壁爬行、清洁的需要，设计一款在软管内壁攀爬清洗的机器人。软管攀爬清洗机器人采用仿生学原理，通过对蠕虫的爬行方式进行模拟，从而在软性管道内攀爬，进行疏通、清洗工作。软管清洁机器人，其特征在于：上部固定机构(1)包括上部丝杠(7)、上部滑块(8)、上部连杆(9)、上部支撑板(10)、上橡胶垫(11)、上轴承座(12)、上部轴承(13)、上部轴承端盖(14)、上部螺钉(15)、上部电机座(16)、上部电机(17)、上锥齿轮(18)、上部固定盘(20)、上支撑柱(21)；上部固定盘(20)与上轴承座(12)通过上支撑柱(21)连接，上部电机(17)通过上部电机座(16)固定在上部固定盘(20)上，上部电机(17)通过一对啮合的上锥齿轮(18)驱动上部丝杠(7)，上部丝杠(7)安装在上部轴承(13)内，上部轴承(13)固定在上轴承座(12)内；上部轴承端盖(14)和上部螺钉(15)对上部丝杠(7)定位；上部丝杠(7)上装有可以上下移动的上部滑块(8)；多个上部支撑板(10)一端铰接在上部轴承座(12)上，一端通过连杆(9)铰接在上部滑块(8)上，构成曲柄滑块机构；上部支撑板(10)与管道内壁接触的地方粘有上橡胶垫(11)；下部固定机构(3)包括第一下支撑柱(22)、下部机构电机(23)、下锥齿轮(24)、第一下支撑板固定盘(25)、伸缩杆(26)、下部支撑板(27)、下部橡胶垫(28)、下部滑块(29)、下部连杆(30)、第二下支撑板固定盘(31)、第二下部轴承(33)、下部丝杠(42)、第二下支撑柱(43)、第一下部轴承(44)、轴承座(45)、下部机构固定盘(46)；下部机构固定盘(46)与第一下支撑板固定盘(25)通过第一下支撑柱(22)连接，第一下支撑板固定盘(25)与第二下支撑板固定盘(31)通过第二下支撑柱(43)连接；下部机构电机(23)安装在下部机构固定盘(46)下，下部机构电机(23)通过一对啮合的下锥齿轮(24)驱动下部丝杠(42)；下部丝杠(42)通过第一下部轴承(44)和第二下部轴承(33)固定，第一下部轴承(44)通过轴承座(45)安装在第一下支撑板固定盘(25)下部，第二下部轴承(33)固定在第二下支撑板固定盘(31)内；下部滑块(29)套在下部丝杠(42)上，铰接有连杆(30)；四个下部支撑板(27)通过固定在第一下支撑板固定盘(25)和第二下支撑板固定盘(31)上的伸缩杆(26)固定，中间和连杆铰接，形成曲柄滑块机构，在下部支撑板(27)外侧粘有下橡胶垫(28)；中部前进机构(2)包括带销上万向节球头(47)、上万向节扣环(48)、带槽上万向节碗座(49)、上万向节外伸板(50)、丝杠销钉(51)、套筒销钉(52)、带槽下万向节碗座(53)、带销下万向节球头(54)、下万向节扣环(55)、下万向节销钉(56)、第二中部轴承(57)、下传动轴(58)、丝杠保护桶(59)、中部丝杠滑块(60)、中部丝杠(61)、上万向节销钉(62)、上传动轴(63)、第一中部轴承(64)、中部丝杠电机(65)、第一中部锥齿轮(66)、中部滑块电机(67)、第二中部锥齿轮(68)；中部丝杠电机(65)固定在上部固定盘(20)上，通过第一中部锥齿轮(66)驱动上传动轴(63)，上传动轴(63)通过固定在上部固定盘(20)内的第一中部轴承(64)固定，上传动轴(63)与带销上万向节球头(47)通过上万向节销钉(62)连接，带销上万向节球头(47)与带槽上万向节碗座(49)通过上万向节扣环(48)球面接触，带槽上万向节碗座(49)与丝杠(61)通过丝杠销钉(51)连接；滑块电机(67)固定在下部机构固定盘(46)上，通过第二中部锥齿轮(68)驱动下传动轴(58)，下传动轴(58)通过固定在下部机构固定盘(46)内的第二中部轴承(57)固定，下传动轴(58)与下万向节球头(54)通过下万向节销钉(56)连接，带销下万向节球头(54)与带槽下万向节碗座(53)通过下万向节扣环(55)球面接触，带槽下万向节碗座(53)与中部丝杠滑块(60)通过套筒销钉(52)连接；丝杠保护桶(59)与上万向节外伸板(50)连接；导向轮机构(6)包括导向轮支柱(69)、长杆(70)、导向轮销钉(71)、短杆(72)、直线轴承(73)、导向轮(74)、导向轮弹簧(75)、导向轮固定板(76)；上部固定盘(20)与导向轮固定板(76)之间以导向轮支柱(69)连接，导向轮支柱(69)上安装有直线轴承(73)，直线轴承(73)与导向轮固定板(76)之间安装有导向轮弹簧(75)，长杆(70)一端与上部固定盘(20)连接，另一端与导向轮导向轮(74)连接，中间与短杆(72)连接，短杆(72)一端与直线轴承(73)连接，另一端与长杆(70)中间部分连接；清洗毛刷机构(4)包括清洗电机(36)、清洗电机齿轮(37)、内齿轮(38)、毛刷(39)、毛刷盘(40)、清洗轴承(41)；清洗电机(36)上装有清洗电机齿轮(37)，并与内齿轮(38)啮合，内齿轮(38)固定在毛刷盘(40)上，毛刷盘(40)通过与轴承(41)过盈配合固定，毛刷盘(40)上装有可更换式的毛刷(39)。进一步，上支撑板(10)，设计成曲面。进一步，上部支撑板(10)为6个。进一步，内齿轮(38)设计为中空的形状。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案设计一种软管内壁攀爬清洗机器人，包括上部固定机构、下部固定机构和中部前进机构。两个固定机构分别位于中部前进机构两端，起固定作用，中部前进机构负责连接整机，同时起到推动上部机构前进和拉动下部机构上升的作用。除此之外还有电机保护壳、导向轮和清洗毛刷等辅助功能机构。所述上部固定机构包括上部驱动电机、上部固定盘、丝杠、滑块、连杆、支撑板和橡胶垫等本文档来自技高网...
【技术保护点】
软管清洁机器人，其特征在于：上部固定机构(1)包括上部丝杠(7)、上部滑块(8)、上部连杆(9)、上部支撑板(10)、上橡胶垫(11)、上轴承座(12)、上部轴承(13)、上部轴承端盖(14)、上部螺钉(15)、上部电机座(16)、上部电机(17)、上锥齿轮(18)、上部固定盘(20)、上支撑柱(21)；上部固定盘(20)与上轴承座(12)通过上支撑柱(21)连接，上部电机(17)通过上部电机座(16)固定在上部固定盘(20)上，上部电机(17)通过一对啮合的上锥齿轮(18)驱动上部丝杠(7)，上部丝杠(7)安装在上部轴承(13)内，上部轴承(13)固定在上轴承座(12)内；上部轴承端盖(14)和上部螺钉(15)对上部丝杠(7)定位；上部丝杠(7)上装有可以上下移动的上部滑块(8)；多个上部支撑板(10)一端铰接在上部轴承座(12)上，一端通过连杆(9)铰接在上部滑块(8)上，构成曲柄滑块机构；上部支撑板(10)与管道内壁接触的地方粘有上橡胶垫(11)；下部固定机构(3)包括第一下支撑柱(22)、下部机构电机(23)、下锥齿轮(24)、第一下支撑板固定盘(25)、伸缩杆(26)、下部支撑板(27)、下部橡胶垫(28)、下部滑块(29)、下部连杆(30)、第二下支撑板固定盘(31)、第二下部轴承(33)、下部丝杠(42)、第二下支撑柱(43)、第一下部轴承(44)、轴承座(45)、下部机构固定盘(46)；下部机构固定盘(46)与第一下支撑板固定盘(25)通过第一下支撑柱(22)连接，第一下支撑板固定盘(25)与第二下支撑板固定盘(31)通过第二下支撑柱(43)连接；下部机构电机(23)安装在下部机构固定盘(46)下，下部机构电机(23)通过一对啮合的下锥齿轮(24)驱动下部丝杠(42)；下部丝杠(42)通过第一下部轴承(44)和第二下部轴承(33)固定，第一下部轴承(44)通过轴承座(45)安装在第一下支撑板固定盘(25)下部，第二下部轴承(33)固定在第二下支撑板固定盘(31)内；下部滑块(29)套在下部丝杠(42)上，铰接有连杆(30)；四个下部支撑板(27)通过固定在第一下支撑板固定盘(25)和第二下支撑板固定盘(31)上的伸缩杆(26)固定，中间和连杆铰接，形成曲柄滑块机构，在下部支撑板(27)外侧粘有下橡胶垫(28)；中部前进机构(2)包括带销上万向节球头(47)、上万向节扣环(48)、带槽上万向节碗座(49)、上万向节外伸板(50)、丝杠销钉(51)、套筒销钉(52)、带槽下万向节碗座(53)、带销下万向节球头(54)、下万向节扣环(55)、下万向节销钉(56)、第二中部轴承(57)、下传动轴(58)、丝杠保护桶(59)、中部丝杠滑块(60)、中部丝杠(61)、上万向节销钉(62)、上传动轴(63)、第一中部轴承(64)、中部丝杠电机(65)、第一中部锥齿轮(66)、中部滑块电机(67)、第二中部锥齿轮(68)；中部丝杠电机(65)固定在上部固定盘(20)上，通过第一中部锥齿轮(66)驱动上传动轴(63)，上传动轴(63)通过固定在上部固定盘(20)内的第一中部轴承(64)固定，上传动轴(63)与带销上万向节球头(47)通过上万向节销钉(62)连接，带销上万向节球头(47)与带槽上万向节碗座(49)通过上万向节扣环(48)球面接触，带槽上万向节碗座(49)与丝杠(61)通过丝杠销钉(51)连接；滑块电机(67)固定在下部机构固定盘(46)上，通过第二中部锥齿轮(68)驱动下传动轴(58)，下传动轴(58)通过固定在下部机构固定盘(46)内的第二中部轴承(57)固定，下传动轴(58)与下万向节球头(54)通过下万向节销钉(56)连接，带销下万向节球头(54)与带槽下万向节碗座(53)通过下万向节扣环(55)球面接触，带槽下万向节碗座(53)与中部丝杠滑块(60)通过套筒销钉(52)连接；丝杠保护桶(59)与上万向节外伸板(50)连接；导向轮机构(6)包括导向轮支柱(69)、长杆(70)、导向轮销钉(71)、短杆(72)、直线轴承(73)、导向轮(74)、导向轮弹簧(75)、导向轮固定板(76)；上部固定盘(20)与导向轮固定板(76)之间以导向轮支柱(69)连接，导向轮支柱(69)上安装有直线轴承(73)，直线轴承(73)与导向轮固定板(76)之间安装有导向轮弹簧(75)，长杆(70)一端与上部固定盘(20)连接，另一端与导向轮导向轮(74)连接，中间与短杆(72)连接，短杆(72)一端与直线轴承(73)连接，另一端与长杆(70)中间部分连接；清洗毛刷机构(4)包括清洗电机(36)、清洗电机齿轮(37)、内齿轮(38)、毛刷(39)、毛刷盘(40)、清洗轴承(41)；清洗电机(36)上装有清洗电机齿轮(37)，并与内齿...
【技术特征摘要】
1.软管清洁机器人，其特征在于：上部固定机构(1)包括上部丝杠(7)、上部滑块(8)、上部连杆(9)、上部支撑板(10)、上橡胶垫(11)、上轴承座(12)、上部轴承(13)、上部轴承端盖(14)、上部螺钉(15)、上部电机座(16)、上部电机(17)、上锥齿轮(18)、上部固定盘(20)、上支撑柱(21)；上部固定盘(20)与上轴承座(12)通过上支撑柱(21)连接，上部电机(17)通过上部电机座(16)固定在上部固定盘(20)上，上部电机(17)通过一对啮合的上锥齿轮(18)驱动上部丝杠(7)，上部丝杠(7)安装在上部轴承(13)内，上部轴承(13)固定在上轴承座(12)内；上部轴承端盖(14)和上部螺钉(15)对上部丝杠(7)定位；上部丝杠(7)上装有可以上下移动的上部滑块(8)；多个上部支撑板(10)一端铰接在上轴承座(12)上，一端通过上部连杆(9)铰接在上部滑块(8)上，构成曲柄滑块机构；上部支撑板(10)与管道内壁接触的地方粘有上橡胶垫(11)；下部固定机构(3)包括第一下支撑柱(22)、下部机构电机(23)、下锥齿轮(24)、第一下支撑板固定盘(25)、伸缩杆(26)、下部支撑板(27)、下部橡胶垫(28)、下部滑块(29)、下部连杆(30)、第二下支撑板固定盘(31)、第二下部轴承(33)、下部丝杠(42)、第二下支撑柱(43)、第一下部轴承(44)、轴承座(45)、下部机构固定盘(46)；下部机构固定盘(46)与第一下支撑板固定盘(25)通过第一下支撑柱(22)连接，第一下支撑板固定盘(25)与第二下支撑板固定盘(31)通过第二下支撑柱(43)连接；下部机构电机(23)安装在下部机构固定盘(46)下，下部机构电机(23)通过一对啮合的下锥齿轮(24)驱动下部丝杠(42)；下部丝杠(42)通过第一下部轴承(44)和第二下部轴承(33)固定，第一下部轴承(44)通过轴承座(45)安装在第一下支撑板固定盘(25)下部，第二下部轴承(33)固定在第二下支撑板固定盘(31)内；下部滑块(29)套在下部丝杠(42)上，铰接有下部连杆(30)；四个下部支撑板(27)通过固定在第一下支撑板固定盘(25)和第二下支撑板固定盘(31)上的伸缩杆(26)固定，中间和下部连杆铰接，形成曲柄滑块机构，在下部支撑板(27)外侧粘有下橡胶垫(28)；中部前进机构(2)包括带销上万向节球头(47)、上万向节扣环(48)、带槽上万向节碗座(49)、上万向节外伸板(50)、丝杠销钉(51)、套筒销钉(52)、带槽下万向节碗座(53)、带销下万向节球头(54)、下万向节扣环(55)、...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈映，王建华，闫俊，郭宇新，赵永胜，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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