一种自变径管道清理机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自变径管道清理机器人，包括机体，机体上设置有行走装置和清扫装置；所述行走装置包括结构相同的前置行走装置和后置行走装置，前、后置行走装置均包括三根沿圆周方向均布的支撑腿和三根第一弹性件，各第一弹性件的一端与机体相连、另一端对应连接其中一根支撑腿，各支撑腿的末端均设置有行走轮，前、后置行走装置均包括用于驱动行走轮滚动的传动机构；所述清扫装置包括弹性伸缩式清扫架，清扫架上设置有若干个刷头。本实用新型专利技术中的机器人行走稳定，动力足，可实现对不同管径管道的清理，清理效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种自变径管道清理机器人
本技术属于机器人
，尤其涉及一种自变径管道清理机器人。
技术介绍
管道作为一种重要的物料输送手段，在石油、天然气、化工原料等各个方面发挥着重要的作用。伴随着使用年限的增加，管道内会积累大量的灰尘、淤积等，影响管道的使用。为了提高管道的使用效率和寿命，需要对管道进行定期清理。由于管道作业要求高、作业环境复杂多变，导致了人工清理难度大，所以管道清理机器人应用而生。然而传统的管道机器人采用四轮式，其行走不稳，容易倾覆，且驱动力不足，清理效率低。此外，现有技术中的管道机器人，或者体积较大、结构繁琐、由多段组成，或者应用于某一种管径的管道的检测，或者应用于直管的管道中，对于单段，且能适应不同管径的管道检测的，相关的产品比较少。申请号为201310651593.3的专利公开了一种自适应直径管道机器人行走装置，其包括基体、基于基体设置的变径机构和基于变径机构设置的行走机构，所述基体为与管道轴向一致的桶体；所述变径机构包括由变径电机驱动的丝杆、十字形移动架、变径弹性支撑杆(由一个套筒和一段带有台阶的轴组成，套筒中安装有弹簧对带有台阶的轴进行支撑)和平行四边形连杆组件，所述丝杆通过保持架于桶体轴线上定位安装，所述十字形移动架于桶体内通过固定在中心的螺母与丝杆旋合，十字形移动架的端头通过桶体上对应开设的轴向槽伸出桶体，所述平行四边形连杆组件于桶体外对应于十字形移动架的各端头设置，平行四边形连杆组件的一端与桶体铰连，所述变径弹性支撑杆于平行四边形连杆组件与十字形移动架的端头之间设置并分别与两者铰连；所述行走机构包括轮子保持架、行走轮架和行走轮组件，所述轮子保持架对应于各平行四边形连杆组件设置并与平行四边形连杆组件另一端铰连，若干前、后轴向设置的行走轮组件对应于从轮子保持架径向弹性伸出的行走轮架上安装，所述行走轮组件为行走轮与行走轮驱动电机的组合体，所述行走轮上安装有感应管道压力变化并控制变径电机工作进而使变径机构适应管道直径变化的行走压力传感器。上述自适应直径管道机器人行走装置虽然能够实现行走机构的变径，但是其结构复杂，且变径依赖于压力传感器的有效性，制作成本高，此外，其主要改进点在于行走机构的变径上，如果该机器人用于其他用途，比如清扫，则机器人实现清扫功能的部分如果不能根据管道内径作出适应性变化的话，同样不能满足实际工作的需要。由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现思路
本技术为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种结构简单、制作成本低且稳定性好的自变径管道清理机器人。本技术所采用的技术方案为：一种自变径管道清理机器人，包括机体，机体上设置有行走装置和清扫装置；所述行走装置包括结构相同的前置行走装置和后置行走装置，前、后置行走装置均包括三根沿圆周方向均布的支撑腿和三根第一弹性件，各第一弹性件的一端与机体相连、另一端对应连接其中一根支撑腿，各支撑腿的一端均设置有行走轮、另一端均与机体相铰接，前、后置行走装置均包括用于驱动行走轮滚动的传动机构；所述清扫装置包括弹性伸缩式清扫架，弹性伸缩式清扫架上设置有若干个刷头。所述传动机构包括设置在各支撑腿上的第一传动轴，第一传动轴上套置有第一带轮，第一传动轴和行走轮分别设置在支撑腿的两端，行走轮的轮轴上设置有第二带轮，第一带轮通过同步带带动第二带轮旋转。所述传动机构还包括带动第一传动轴旋转的驱动组件。所述驱动组件包括第一电机、行星轮系、变向轮组及套置在第一传动轴上的第一圆柱齿轮，行星轮系包括太阳轮和三个围绕太阳轮设置且均与太阳轮相互啮合的行星轮，太阳轮由所述第一电机驱动旋转；所述驱动组件还包括三根第二传动轴和三根第三传动轴，变向轮组有三组，变向轮组的分布与支撑腿的分布相对应，且一组变向轮组对应一个行星轮；各组变向轮组均包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮和与其位置相对的行星轮分别套置在第二传动轴的两端，第二锥齿轮套置在第三传动轴的一端，第三传动轴的另一端套置有与第一圆柱齿轮相啮合的第二圆柱齿轮。所述弹性伸缩式清扫架包括若干个清扫杆及与清扫杆数量相同的第二弹性件，各清扫杆的一端设置有所述刷头，所述弹性伸缩式清扫架还包括固定盘，各清扫杆的另一端分别与固定盘相铰接；所述清扫装置还包括可动盘及驱动可动盘做直线运动的可动盘直线驱动机构，各第二弹性件的一端与清扫杆相连、另一端与可动盘相连。所述自变径管道清理机器人还包括用于驱动清扫装置做旋转运动的旋转驱动机构，旋转驱动机构包括第二电机和第四传动轴，第四传动轴与第二电机的输出轴相连，所述可动盘和固定盘均套置在第四传动轴上。所述可动盘的周圈设置有多根与清扫杆数量相同且用于支撑清扫杆的撑杆，各撑杆的一端均与可动盘固连、另一端均设置有两个限位轮，各清扫杆恰好落入与其位置相对的撑杆的两个限位轮之间，管道内径发生改变时，可动盘在可动盘直线驱动机构的带动下向靠近或背离固定盘的方向运动，第二弹性件的压缩量发生改变，各清扫杆与固定盘中心线间的夹角发生变化。所述可动盘直线驱动机构包括导向杆、推杆及连接杆，可动盘套置在导向杆上，导向杆与第四传动轴相连；所述连接杆有三根，一根连接杆与一根后置行走装置的支撑腿相对应，所述第四传动轴上套置有直线轴承，直线轴承外侧套置有普通轴承，普通轴承外侧套置有轴套，各连接杆的一端和与其对应的支撑腿相铰接，另一端与轴套相铰接；所述固定盘位于可动盘与轴套之间，推杆有若干根，各推杆的一端与可动盘相连、另一端穿过固定盘后与轴套相连，管道内径发生改变时，支撑腿动作，带动连接杆动作，连接杆的动作带动轴套运动，轴套通过推杆带动可动盘沿导向杆做直线运动。所述导向杆的末端设置有限位块。所述机体上还设置有外壳。由于采用了上述技术方案，本技术所取得的有益效果为：1、本技术解决了现有技术中机器人所存在的驱动力不足，行走不稳定，清理效率低，不能根据管径变化及时调整自身直径变化的问题，提供了一种行进稳定，清理效率高，动力足的可变径管道机器人。2、本技术中的行走装置和清扫装置均能够根据管道直径变化来调节自身直径的变化，且清扫装置的整体直径尺寸由后行走装置的支撑腿来驱动，机械式变径，容易控制，稳定性好，适应能力强。3、本技术中的清扫装置与行走装置及机体之间为可拆卸式连接，便于安装和维护。且清扫装置的清扫杆与固定盘之间为可拆卸式连接，有利于快速取下清扫杆和刷头，便于清洗、维护和更换。4、本技术结构简单紧凑，自动化程度高，能够实现对不同直径管道的快速清理，清扫效率高，大大节省了人力和物力。附图说明图1为本技术的轴测图。图2为本技术除去外壳后的轴测图。图3为本技术中的前行走装置除去第一电机后的左视图。图4为本技术中的前行走装置的右视图。图5为本技术中清扫装置的结构示意图。其中，1、外壳2、第一弹性件3、支撑腿4、第一电机5、第二传动轴6、第三传动轴7、轴承支撑座8、太阳轮9、行星轮10、同步带11、第一锥齿轮12、第二锥齿轮13、第二圆柱齿轮14、第一圆柱齿轮15、第二带轮16、行走轮17、第二电机18、连接杆19、轴套20、普通轴承21、直线轴承22、固定盘23、清扫杆24、推杆25、第二弹性件26、刷头27、可动盘28、导向杆29、限位块30、第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自变径管道清理机器人，其特征在于，包括机体，机体上设置有行走装置和清扫装置；所述行走装置包括结构相同的前置行走装置和后置行走装置，前、后置行走装置均包括三根沿圆周方向均布的支撑腿和三根第一弹性件，各第一弹性件的一端与机体相连、另一端对应连接其中一根支撑腿，各支撑腿的一端均设置有行走轮、另一端均与机体相铰接，前、后置行走装置均包括用于驱动行走轮滚动的传动机构；所述清扫装置包括弹性伸缩式清扫架，弹性伸缩式清扫架上设置有若干个刷头。

【技术特征摘要】
1.一种自变径管道清理机器人，其特征在于，包括机体，机体上设置有行走装置和清扫装置；所述行走装置包括结构相同的前置行走装置和后置行走装置，前、后置行走装置均包括三根沿圆周方向均布的支撑腿和三根第一弹性件，各第一弹性件的一端与机体相连、另一端对应连接其中一根支撑腿，各支撑腿的一端均设置有行走轮、另一端均与机体相铰接，前、后置行走装置均包括用于驱动行走轮滚动的传动机构；所述清扫装置包括弹性伸缩式清扫架，弹性伸缩式清扫架上设置有若干个刷头。2.根据权利要求1所述的一种自变径管道清理机器人，其特征在于，所述传动机构包括设置在各支撑腿上的第一传动轴，第一传动轴上套置有第一带轮，第一传动轴和行走轮分别设置在支撑腿的两端，行走轮的轮轴上设置有第二带轮，第一带轮通过同步带带动第二带轮旋转。3.根据权利要求2所述的一种自变径管道清理机器人，其特征在于，所述传动机构还包括带动第一传动轴旋转的驱动组件。4.根据权利要求3所述的一种自变径管道清理机器人，其特征在于，所述驱动组件包括第一电机、行星轮系、变向轮组及套置在第一传动轴上的第一圆柱齿轮，行星轮系包括太阳轮和三个围绕太阳轮设置且均与太阳轮相互啮合的行星轮，太阳轮由所述第一电机驱动旋转；所述驱动组件还包括三根第二传动轴和三根第三传动轴，变向轮组有三组，变向轮组的分布与支撑腿的分布相对应，且一组变向轮组对应一个行星轮；各组变向轮组均包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮和与其位置相对的行星轮分别套置在第二传动轴的两端，第二锥齿轮套置在第三传动轴的一端，第三传动轴的另一端套置有与第一圆柱齿轮相啮合的第二圆柱齿轮。5.根据权利要求1所述的一种自变径管道清理机器人，其特征在于，所述弹性伸缩式清扫架包括若干个清扫杆及与清扫杆数量相同的第二弹性件，各清扫杆的一端设置有所述刷头，所述弹性伸缩式清扫架还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭焕鹏，范欣，于涛，常伟，孔令赞，王月亮，贾超伟，古康，燕玉虎，郭涛，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37