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一种蠕动式管道柔性 机器人牵引机构

阅读：422发布：2023-03-06

专利汇可以提供一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征是由行走机构，传动机构和驱动机构组成，其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，其中后行走部件与传动机构通过带滑键槽中空柔性丝杠 (4)上的M10 螺母 (23)固定连接，前行走部件通过准直螺母(6)与带滑键槽中空柔性丝杠(4)形成的螺旋副连接，传动机构与驱动机构通过齿轮 (9)和电机轴齿轮(24) 啮合连接，驱动机构通过电机支撑杆(25)安装于前行走部件的底座内。本发明的有益效果是一种管道柔性机器人牵引机构，该机构可顺利通过弯型管道，采用较长的柔性轴提高了整个牵引机构运动的连续性，该机构迎流体面积小，适合在役流体管道的特殊环境。，下面是一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征是由行走机构，传动机构和驱动机构组成，其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，其中传动机构由带滑键槽中空柔性丝杠(4)、齿轮(9)、准直螺母(6)、轴承(7)和限位开关a(5)、限位螺母(13)组成，其中驱动机构由电机支撑杆(25)、电机(11)、电机轴齿轮(24)组成；其中后行走部件与传动机构通过带滑键槽中空柔性丝杠(4)上的M10螺母(23)固定连接，前行走部件通过准直螺母(6)与带滑键槽中空柔性丝杠(4)形成的螺旋副连接，传动机构与驱动机构通过齿轮(9)和电机轴齿轮(24)啮合连接；驱动机构通过电机支撑杆(25)安装于前行走部件的底座内。
2.如权利要求1所述的一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，二者都包含有腿(2)、销钉a(14)、伸缩簧(15)、滑动销钉(16)、套筒(17)、腿支座(18)，其中前行走部件的底座内通过电机支撑杆(25)安装着驱动机构的电机(11)，前行走部件的底座内有周向限位滑键的滑块(8)通过轴承(7)和准直螺母(6)连接，有周向限位滑键的滑块(8)通过其内置的滑键(10)和带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接，滑键(10)在带滑键槽中空柔性丝杠(4)的外圆周轴向的滑键槽(28)内滑动，和准直螺母(6)一起沿柔性丝杠(4)轴向滑动。
3.如权利要求1所述的一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征在于其中带滑键槽中空柔性丝杠(4)是在交错接续连接的多节万向节(26)上刻螺纹形成柔性丝杠，各节之间通过销钉b(27)连接，柔性丝杠外边侧开有滑键槽(28)，柔性丝杠有轴向的中心孔(29)。
4.如权利要求1所述的一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征在于其中准直螺母(6)的两端头设计做成锥形口，和带滑键槽中空柔性丝杠(4)联合使用，准直螺母(6)外圆周带有齿轮(9)和辐条(30)。
5.如权利要求1所述的一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征在于其中限位开关a(5)和限位开关b(12)采用开关霍尔元件。

说明书全文

一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构

技术领域

[0001] 本发明涉及气液体输送管道工程领域，特别涉及一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构。

背景技术

[0002] 气液体输送管道检测和修复的管道机器人有靠流体压差驱动、轮式驱动、履带式、仿生蠕动式等牵引驱动方式。

[0003] 靠流体压差驱动属于被动式驱动，牵引力不可调控，带载能力差。

[0004] 轮式驱动过弯道处驱动难度大，效率低，虽然提出了多电机独立驱动理论及由单电机输入，同时带动周向多个轮转动，理论上这样方法可以过弯道，但机构复杂，导致可靠性降低。

[0005] 履带式驱动越障能力强，能输出较大牵引力，但结构复杂，转向性差，通过弯道困难，能耗大。

[0006] 本发明的研究基础是之前申请的专利技术一种蠕动式管道机器人移动牵引机构(ZL201220229959.9)，而该技术虽然有主动牵引，结构简单可靠，能耗低等优点，但在弯道通过方面仍不太方便。主要是其中间的丝杠是刚性的。

发明内容

[0007] 为解决现有技术不足，设计了一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构。将蠕动式管道机器人移动牵引机构(ZL201220229959.9)中三个用于同轴的刚性滑杆和中间的刚性丝杠改为中间的柔性丝杠，结合准直螺母等其它部件使该牵引机构能顺利过弯。

[0008] 本发明采用的技术方案是：

[0009] 一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征是由行走机构，传动机构和驱动机构组成，其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，其中传动机构由带滑键槽中空柔性丝杠(4)、齿轮(9)、准直螺母(6)、轴承(7)和限位开关a(5)、限位螺母(13)组成，其中驱动机构由电机支撑杆(25)、电机(11)、电机轴齿轮(24)组成；其中后行走部件与传动机构通过带滑键槽中空柔性丝杠(4)上的M10螺母(23)固定连接，前行走部件通过准直螺母(6)与带滑键槽中空柔性丝杠(4)形成的螺旋副连接，传动机构与驱动机构通过齿轮(9)和电机轴齿轮(24)啮合连接；驱动机构通过电机支撑杆(25)安装于前行走部件的底座内。

[0010] 其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，二者都包含有腿(2)、销钉a(14)、伸缩簧(15)、滑动销钉(16)、套筒(17)、腿支座(18)，其中前行走部件的底座内通过电机支撑杆(25)安装着驱动机构的电机(11)，前行走部件的底座内的有周向限位滑键的滑块(8)通过轴承(7)和准直螺母(6)连接，有周向限位滑键的滑块(8)通过其内置的滑键(10)和带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接，滑键(10)在带滑键槽中空柔性丝杠(4)的外圆周轴向的滑键槽(28)内滑动，确保前行走部件不能周向旋转，只能和准直螺母(6)一起沿柔性丝杠(4)轴向滑动。

[0011] 其特征在于其中带滑键槽中空柔性丝杠(4)是在交错接续连接的多节万向节(26)上刻螺纹形成柔性丝杠，各节之间通过销钉b(27)连接，柔性丝杠外边侧开有滑键槽(28)，柔性丝杠有轴向的中心孔(29)。

[0012] 其特征是在于其中准直螺母(6)的两端头设计做成锥形口，和带滑键槽中空柔性丝杠(4)使用，便于带滑键槽中空柔性丝杠(4)准直，准直螺母(6)外圆周带有齿轮(9)和辐条(30)。

[0013] 其特征是在于其中限位开关a(5)和限位开关b(12)采用开关霍尔元件。

[0014] 该牵引机构沿管道运动时两组腿(2)交替与管道壁(1)的摩擦力持续增强形成正反馈效果，使该机构具有大的牵引力。当带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接的底座(3)和有周向限位滑键的滑块(8)间距离减小时，底座(3)相对管道静止，有周向限位滑键的滑块(8)相对管道前向移动。当带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接的底座(3)和有周向限位滑键的滑块(8)间距离增大时，有周向限位滑键的滑块(8)相对管道静止，底座(3)相对管道前向移动，即形成行走机构的前行走部件和后行走部件交替向前运动的形式，使整个牵引机构形成蠕动式前行的效果。

[0015] 本发明的有益效果：一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，该机构可顺利通过弯型管道，采用较长的柔性轴提高了整个牵引机构运动的连续性，该机构迎流体面积小，适合在役管道的特殊环境。附图说明

[0016] 图1本发明一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构简明示意图；

[0017] 图2本发明一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构详细示意图；

[0018] 图3本发明一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构带滑键槽中空柔性丝杠的剖面示意图；

[0019] 图4本发明一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构准直螺母示意图。

[0020] 其中1是管道，2是腿，3是底座，4是带滑键槽中空柔性丝杠，5是限位开关a，6是准直螺母，7是轴承，8是有周向限位滑键的滑块，9是齿轮，10是滑键，11是电机，12是限位开关b，13是限位螺母，14是销钉a，15是伸缩簧，16是滑动销钉，17是套筒，18是腿支座，19是轴承端盖，20是M3螺钉，21是M5螺钉，22是轴承座，23是M10螺母，24是电机轴齿轮，
25是电机支撑杆，26是万向节，27是销钉b，28滑键槽，29中心孔，30是辐条。

具体实施方式

[0021] 根据附图，一种蠕动式管道柔性机器人牵引机构，其特征是由行走机构，传动机构和驱动机构组成，其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，其中传动机构由带滑键槽中空柔性丝杠(4)、齿轮(9)、准直螺母(6)、轴承(7)和限位开关a(5)、限位螺母(13)组成，其中驱动机构由电机支撑杆(25)、电机(11)、电机轴齿轮(24)组成；其中后行走部件与传动机构通过带滑键槽中空柔性丝杠(4)上的M10螺母(23)固定连接，前行走部件通过准直螺母(6)与带滑键槽中空柔性丝杠(4)形成的螺旋副连接，传动机构与驱动机构通过齿轮(9)和电机轴齿轮(24)啮合连接；驱动机构通过电机支撑杆(25)安装于前行走部件的底座内。

[0022] 其特征在于其中行走机构由前行走部件和后行走部件组成，二者都包含有腿(2)、销钉a(14)、伸缩簧(15)、滑动销钉(16)、套筒(17)、腿支座(18)，其中前行走部件的底座内通过电机支撑杆(25)安装着驱动机构的电机(11)，前行走部件的底座内有周向限位滑键的滑块(8)通过轴承(7)和准直螺母(6)连接，有周向限位滑键的滑块(8)通过其内置的滑键(10)和带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接，滑键(10)在带滑键槽中空柔性丝杠(4)的外圆周轴向的滑键槽(28)内滑动，确保前行走部件不能周向旋转，只能和准直螺母(6)一起沿柔性丝杠(4)轴向滑动。

[0023] 其特征是在于其中带滑键槽中空柔性丝杠(4)是在交错接续连接的多节万向节(26)上刻螺纹形成柔性丝杠，各节之间通过销钉b(27)连接，柔性丝杠外边侧开有滑键槽(28)，柔性丝杠有轴向的中心孔(29)。

[0024] 其特征是在于其中准直螺母(6)的两端头设计做成锥形口，和带滑键槽中空柔性丝杠(4)使用，便于带滑键槽中空柔性丝杠(4)准直，准直螺母(6)外圆周带有齿轮(9)和辐条(30)。

[0025] 其特征是在于其中限位开关a(5)和限位开关b(12)采用开关霍尔元件。

[0026] 该牵引机构沿管道运动时两组腿(2)交替与管道壁(1)的摩擦力持续增强形成正反馈效果，使该机构具有大的牵引力。当带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接的底座(3)和有周向限位滑键的滑块(8)间距离减小时，底座(3)相对管道静止，有周向限位滑键的滑块(8)相对管道前向移动。当带滑键槽中空柔性丝杠(4)连接的底座(3)和有周向限位滑键的滑块(8)间距离增大时，有周向限位滑键的滑块(8)相对管道静止，底座(3)相对管道前向移动，即形成行走机构的前行走部件和后行走部件交替向前运动的形式，使整个牵引机构形成蠕动式前行的效果。

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