技术领域
[0001] 本实用新型涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种管道内行走装置以及管道清洁机器人。
背景技术
[0002] 管道运输作为一种高效的
流体运输手段被广泛应用于核工业、石油
煤炭、社会民生的各个方面。然而由于管道封闭的特性造成检测探伤、维修保养、清淤等工作十分麻烦。需要经常清理的石油
天然气输送管道、城市输
水管道、工厂排污管道等管道内部环境差别较大，所需清洁方式也不同，进一步加重管道清理工作的顺利进行。
[0003] 经研究发现，现有清洁产品主要存在操作繁琐，资源浪费严重；不能适应多种直径的管道，通用性差，适应环境能
力差等问题。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种管道内行走装置，以解决
现有技术中的清洁产品主要存在操作繁琐，资源浪费严重；不能适应多种直径的管道，通用性差，适应环境能力差的问题。
[0005] 本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述管道内行走装置的管道清洁机器人。
[0007] 一种管道内行走装置，其包括驱动机构；行走机构，行走机构与驱动机构传动连接；
支撑机构，支撑机构与驱动机构传动连接，支撑机构与行走机构可活动地连接，支撑机构被构造为通过驱动机构的驱动使得行走机构具有紧贴于管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态。
[0008] 本实用新型的实施例中提供的管道内行走装置，该管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。管道内行走装置包括驱动机构、行走机构以及支撑机构。行走机构以及支撑机构均被驱动机构驱动完成运动。具体地，行走机构与驱动机构传动连接，支撑机构与驱动机构传动连接，支撑机构与行走机构可活动地连接，通过驱动机构驱动支撑机构运动使得行走机构与支撑机构发生相对运动变化，从而支撑机构改变行走机构相对于驱动机构的
位置关系，从而使得行走机构具有紧贴于待清洁管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态，当行走机构处于工作状态时，通过驱动机构的驱动，行走机构通过与管道内壁的摩擦从而使得整个管道内行走装置在管道内运动，当行走机构处于调试状态时，即，行走机构远离管道的内壁靠近驱动机构时，整个管道内行走装置的体积缩小。
通过调试状态与工作状态的转换，使得管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。
[0009] 在本实用新型的一个实施例中：
[0010] 上述管道内行走装置，包括：
[0011] 至少三个行走机构，至少三个行走机构绕驱动机构的轴线间隔设置并分别与驱动机构传动连接；
[0012] 至少三个支撑机构，至少三个支撑机构分别与行走机构可活动地连接。
[0013] 在本实用新型的一个实施例中：
[0014] 上述驱动机构包括驱动
电机以及
离合器；
[0015] 离合器设置于
驱动电机与支撑机构之间，支撑机构通过离合器与驱动电机传动连接。
[0016] 在本实用新型的一个实施例中：
[0017] 靠近上述驱动电机的
输出轴处连接有用于检测驱动电机转速的
编码器。
[0018] 在本实用新型的一个实施例中：
[0019] 上述离合器采用常闭
摩擦式离合器制成。
[0020] 在本实用新型的一个实施例中：
[0021] 上述支撑机构包括调节机构、第一支撑杆以及第二支撑杆；
[0022] 第一支撑杆和第二支撑杆分别可转动地设置于驱动机构相对的两端；
[0023] 第一支撑杆和第二支撑杆远离驱动机构的一端分别与行走机构相对的两端可转动地连接；
[0024] 调节机构与驱动机构传动连接，调节机构远离驱动机构的一端与第一支撑杆可转动地连接；
[0025] 驱动机构驱动调节机构沿预设方向往复运动，调节第一支撑杆相对于驱动机构的位置从而使得行走机构具有工作状态和调试状态。
[0026] 在本实用新型的一个实施例中：
[0027] 上述调节机构包括
丝杆、丝杆螺帽、滑
块、
导轨以及转动杆；
[0028] 丝杆与导轨沿预设方向间隔设置，丝杆与驱动机构传动连接；
[0029] 丝杆螺帽设置于滑块上，丝杆螺帽与丝杆
螺纹配合，滑块可滑动地设置于导轨上；
[0030] 转动杆相对的两端分别可转动地设置于滑块与第一支撑杆上。
[0031] 在本实用新型的一个实施例中：
[0032] 上述丝杆螺帽与滑块之间设置有弹性件，丝杆螺帽通过弹性件与滑块弹性传动。
[0033] 在本实用新型的一个实施例中：
[0034] 上述弹性件与滑块
接触面设有压力
传感器，管道内行走装置还包括控制装置，控制装置与
压力传感器电连接，控制装置与驱动机构电连接。
[0035] 一种管道清洁机器人，其包括上述任意一种管道内行走装置。
[0036] 本实用新型实施例的有益效果是：
[0037] 本实用新型的实施例中提供的管道内行走装置，该管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。管道内行走装置包括驱动机构、行走机构以及支撑机构。行走机构以及支撑机构均被驱动机构驱动完成运动。具体地，行走机构与驱动机构传动连接，支撑机构与驱动机构传动连接，支撑机构与行走机构可活动地连接，通过驱动机构驱动支撑机构运动使得行走机构与支撑机构发生相对运动变化，从而支撑机构改变行走机构相对于驱动机构的位置关系，从而使得行走机构具有紧贴于待清洁管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态，当行走机构处于工作状态时，通过驱动机构的驱动，行走机构通过与管道内壁的摩擦从而使得整个管道内行走装置在管道内运动，当行走机构处于调试状态时，即，行走机构远离管道的内壁靠近驱动机构时，整个管道内行走装置的体积缩小。
通过调试状态与工作状态的转换，使得管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。
[0038] 本实用新型的实施例中提供的管道内行走装置，该管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。管道内行走装置包括驱动机构、行走机构以及支撑机构。行走机构以及支撑机构均被驱动机构驱动完成运动。具体地，行走机构与驱动机构传动连接，支撑机构与驱动机构传动连接，支撑机构与行走机构可活动地连接，通过驱动机构驱动支撑机构运动使得行走机构与支撑机构发生相对运动变化，从而支撑机构改变行走机构相对于驱动机构的位置关系，从而使得行走机构具有紧贴于待清洁管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态，当行走机构处于工作状态时，通过驱动机构的驱动，行走机构通过与管道内壁的摩擦从而使得整个管道内行走装置在管道内运动，当行走机构处于调试状态时，即，行走机构远离管道的内壁靠近驱动机构时，整个管道内行走装置的体积缩小。
通过调试状态与工作状态的转换，使得管道内行走装置能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。
[0039] 本实用新型提供的管道清洁机器人，包括上述的管道内行走装置，因此也具有上述的有益效果。
附图说明
[0040] 为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，不应被看作是对本实用新型范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。
[0041] 图1为本实用新型实施例1提供的管道内行走装置的整体结构示意图；
[0042] 图2为本实用新型实施例1中驱动机构、行走机构以及支撑机构的结构示意图；
[0043] 图3为本实用新型实施例1中调节机构的结构示意图；
[0044] 图4为本实用新型实施例1提供的管道内行走装置的简化示意图。
[0045] 图标：10-管道内行走装置；20-驱动机构；21-第一输出端；22-第二输出端；23-驱动电机；24-离合器；30-行走机构；40-支撑机构；41-第一支撑杆；42-第二支撑杆；43-调节机构；430-丝杆；431-丝杆螺帽；432-滑块；433-导轨；434-转动杆；435-弹性件；436-卡环。
具体实施方式
[0046] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0047] 因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0048] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
[0049] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0050] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0051] 实施例1：
[0052] 图1为本实用新型实施例1提供的管道内行走装置10的整体结构示意图，图2为本实用新型实施例1中驱动机构20、行走机构30以及支撑机构40的结构示意图。请参照图1并结合图2，本实施例提供一种管道内行走装置10，该管道内行走装置10能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。其包括驱动机构20、行走机构30以及支撑机构40。
[0053] 行走机构30，行走机构30与驱动机构20传动连接；支撑机构40，支撑机构40与驱动机构20传动连接，支撑机构40与行走机构30可活动地连接，支撑机构40被构造为通过驱动机构20的驱动使得行走机构30具有紧贴于管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态。
[0054] 需要说明的是，工作状态与调试状态意味着行走机构30相对于驱动机构20的位置关系，行走机构30在驱动机构20的驱动下带动整个管道内行走装置10在管道中运动，通过支撑机构40的控制，使得行走机构30在工作状态和调试状态之间切换，适应不同直径的管道。
[0055] 在本实施例中，驱动机构20具有相对的第一输出端21和第二输出端22。行走机构30与第一输出端21传动连接。支撑机构40与第二输出端22传动连接，支撑机构40与行走机构30可活动地连接。需要说明的是，本实施例仅提供上述驱动机构20以及行走机构30以及支撑机构40与驱动机构20的传动位置关系，在其他具体实施方式中，驱动机构20可仅具有一个输出端或者多个输出端，行走机构30以及支撑机构40与驱动机构20的传动位置关系不进行限制。
[0056] 在本实施例中，为保证管道内行走装置10在管道内壁行走
姿态的
稳定性以及限定其位于管道中心位置：
[0057] 在本实施例中管道内行走装置10包括：至少三个行走机构30和至少三个支撑机构40，至少三个行走机构30绕驱动机构20的轴线间隔设置并分别与驱动机构20传动连接。至少三个支撑机构40分别与行走机构30可活动地连接并对行走机构30进行支撑。具体地，在本实施例中，管道内行走装置10包括三个行走机构30和三个支撑机构40。
[0058] 进一步地，请参考图2，图2示出了本实施例中驱动机构20、行走机构30以及支撑机构40的具体结构。
[0059] 如图，驱动机构20包括驱动电机23和离合器24，离合器24设置于驱动电机23与支撑机构40之间，支撑机构40通过离合器24与驱动电机23传动连接。需要说明的是，通过离合器24来控制支撑机构40与驱动电机23传动连接以及断开支撑机构40与驱动电机23之间的传动连接，使得支撑机构40保持当前的位置状态，从而能够使得行走机构30保持当前的状态，即，使得行走机构30保持紧贴于管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态，当行走机构30通过调试后，满足带清洁的管道尺寸时，断开离合器24，使得行走机构30能保持在紧贴于管道的内壁的工作状态。
[0060] 具体地，在本实施例中，靠近驱动电机23的输出轴处连接有用于检测驱动电机23转速的编码器。设置编码器便于时时检测驱动电机23的转速用于计算机器人行走速度，同时防止驱动电机23堵转烧毁。
[0061] 具体的，在本实施例中，离合器24采用常闭摩擦式离合器制成。摩擦式离合器可限定传递转矩，当转矩超过一定值则离合器24处于滑动摩擦状态，保证行走机构30安全。
[0062] 图3为本实用新型实施例1中调节机构43的结构示意图；图4为本实用新型实施例1提供的管道内行走装置10的简化示意图。请参照图3并结合图4，具体地，支撑机构40包括调节机构43、第一支撑杆41以及第二支撑杆42。
[0063] 第一支撑杆41和第二支撑杆42分别可转动地设置于驱动机构20相对的两端。第一支撑杆41和第二支撑杆42远离驱动机构20的一端分别与行走机构30相对的两端可转动地连接。其中，第一支撑杆41、第二支撑杆42、行走机构30以及驱动机构20共同构成四杆
连杆机构，通过改变第一支撑杆41和第二支撑杆42与驱动机构20之间的
角度，能够改变行走机构30相对于驱动机构20的位置关系，从而使得行走机构30具有工作状态和调试状态。
[0064] 调节机构43与驱动机构20传动连接，调节机构43远离驱动机构20的一端与第一支撑杆41可转动地连接。
[0065] 驱动机构20驱动调节机构43沿预设方向往复运动，调节第一支撑杆41相对于驱动机构20的位置，即，相对于驱动机构20的角度，从而使得行走机构30具有工作状态和调试状态。需要说明的是，预设方向是指驱动机构20的输出轴轴向方向。
[0066] 需要说明的是，在本实施例中，具有三个行走机构30和三个支撑机构40，为保证结构的精简性，三个支撑机构40在本实施例中指三件第一支撑杆41和三件第二支撑杆42，三件第一支撑杆41和三件第二支撑杆42分别支撑三个行走机构30，并且三件第一支撑杆41均设置于一个调节机构43上，通过一个调节机构43的调节，使得三个行走机构30同幅度运动。
[0067] 调节机构43包括丝杆430、丝杆螺帽431、滑块432、导轨433以及转动杆434。
[0068] 丝杆430与导轨433沿预设方向间隔设置，丝杆430与驱动机构20传动连接。丝杆螺帽431设置于滑块432上，丝杆螺帽431与丝杆430螺纹配合，滑块432可滑动地设置于导轨433上。
[0069] 转动杆434相对的两端分别可转动地设置于滑块432与第一支撑杆41上，具体地，在本实施例中，三个转动杆434分别设置于三个第一支撑杆41上。
[0070] 三个转动杆434、三个第一支撑杆41以及滑块432共同构成伞状结构，通过滑块432的往复运动，可使得第一支撑杆41撑开或者收纳，从而使得行走机构30在工作状态和调试状态之间切换。为使得该伞状结构具有一定弹性，防止由于管道内径轻微变化或者杂物而卡死管道内行走装置10的情况出现，丝杆螺帽431与滑块432之间设置有弹性件435，丝杆螺帽431通过弹性件435与滑块432弹性传动。
[0071] 需要说明的是，在其他具体实施方式中，弹性件435与滑块432接触面设有压力传感器，在弹性件435完全压紧后压力超过一定大小则反馈信息给控制系统，控制系统控制驱动机构20，使得丝杆430反转，释放压力。需要说明的是，在本实施例中，还设置有卡环436，卡环436用于限制滑块432的运动范围。
[0072] 需要说明的是，行走机构30为
履带行走机构30，该履带行走机构30通过链条、
蜗杆以及蜗轮实现与驱动机构20的传动连接。
[0073] 体地，需要说明的是，为保证输出的
扭矩，在驱动机构20与行走机构30以及支撑机构40之间还可以设置减速器。
[0074] 本实用新型的实施例中提供的管道内行走装置10，该管道内行走装置10能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。管道内行走装置10包括驱动机构20、行走机构30以及支撑机构40。行走机构30以及支撑机构40均被驱动机构20驱动完成运动。具体地，行走机构30与驱动机构20传动连接，支撑机构40与驱动机构20传动连接，支撑机构40与行走机构30可活动地连接，通过驱动机构20驱动支撑机构40运动使得行走机构30与支撑机构40发生相对运动变化，从而支撑机构40改变行走机构30相对于驱动机构20的位置关系，从而使得行走机构30具有紧贴于待清洁管道的内壁的工作状态和远离管道的内壁的调试状态，当行走机构30处于工作状态时，通过驱动机构20的驱动，行走机构30通过与管道内壁的摩擦从而使得整个管道内行走装置10在管道内运动，当行走机构30处于调试状态时，即，行走机构30远离管道的内壁靠近驱动机构20时，整个管道内行走装置10的体积缩小。通过调试状态与工作状态的转换，使得管道内行走装置10能适应不同直径的管道，有效地清洁管道内壁。
[0075] 实施例2：
[0076] 本实施例提供一种管道清洁机器人，包括上述的管道内行走装置10。
[0077] 本实用新型提供的管道清洁机器人，由于包括上述的管道内行走装置10，因此也具有上述的有益效果。
[0078] 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型
权利要求的保护范围之内。
