一種螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置的制作方法

本發(fā)明涉及管道內(nèi)壁行走領(lǐng)域，具體是一種螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置。

背景技術(shù)：

管道是天然氣、石油、城市供水系統(tǒng)的主要運輸工具。管道內(nèi)需要進行維修、檢測、機械加工等作業(yè)，相比于人工作業(yè)方式，管道內(nèi)壁行走機構(gòu)具有安全、方便、效率高等有點。在眾多管道內(nèi)壁行走機構(gòu)中，螺旋式驅(qū)動具有結(jié)構(gòu)簡單和易于小型化的優(yōu)點。

當(dāng)前螺旋式管道內(nèi)壁行走機器人中的驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)大多數(shù)采用帶有徑向彈簧的單層輪結(jié)構(gòu)或帶有徑向彈簧的雙層輪結(jié)構(gòu)，該兩種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪直接與柱形彈簧相連，靠彈簧彈力將驅(qū)動輪壓在管壁上，該種結(jié)構(gòu)簡單，但是在旋轉(zhuǎn)過程中易扭轉(zhuǎn)，使機器人運動不平穩(wěn)；并且該種結(jié)構(gòu)的使用的彈簧需要占用較大的徑向空間，不適用于小管徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種驅(qū)動輪運動平穩(wěn)且不易發(fā)生扭轉(zhuǎn)的螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置，包括減速電機裝置、導(dǎo)向輪機構(gòu)和驅(qū)動輪機構(gòu)；所述導(dǎo)向輪機構(gòu)套在減速電機裝置外側(cè)；減速電機裝置驅(qū)動驅(qū)動輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動輪機構(gòu)包括至少兩個沿轉(zhuǎn)軸圓周方向均勻布置的滾輪支架，各滾輪支架被裝配為能夠沿轉(zhuǎn)軸徑向相互靠近或遠離，所述驅(qū)動輪機構(gòu)還包括彈簧，該彈簧被裝配為其彈力能夠驅(qū)使各滾輪支架相互遠離。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述滾輪支架通過固定件安裝在轉(zhuǎn)軸上，滾輪支架沿著固定件上下滑動；所述固定件一端與轉(zhuǎn)軸固定連接，固定件的另一端穿過滾輪支架與固定件擋件連接；所述彈簧套在固定件外側(cè)。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述兩個沿轉(zhuǎn)軸對稱分布的滾輪支架之間還通過導(dǎo)柱連接，導(dǎo)柱的兩端分別穿透相對應(yīng)的滾輪支架并與導(dǎo)柱擋件連接；滾輪支架沿著導(dǎo)柱上下滑動；導(dǎo)柱外側(cè)套有彈簧二，所述彈簧二一端頂在滾輪支架的下側(cè)，另一端頂在導(dǎo)柱的凸臺側(cè)壁上。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述導(dǎo)柱的數(shù)量共設(shè)置有四個，四個導(dǎo)柱均勻間隔分布在滾輪支架橫板的四個邊角。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述滾輪支架通過固定件安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述固定件包括伸縮件和伸縮件套管，所述伸縮件套管內(nèi)部中空，伸縮件插入伸縮件套管內(nèi)，伸縮件與伸縮件套管之間軸向滑動、周向固定配合；所述彈簧設(shè)置在伸縮件套管內(nèi)，彈簧端固定在伸縮件套管的內(nèi)側(cè)壁的底端，彈簧的另一端與伸縮件固定連接；伸縮件套管固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，伸縮件與相應(yīng)的滾輪支架固定連接。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述滾輪支架通過固定件安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述固定件的兩端分別與兩個沿轉(zhuǎn)軸對稱分布的滾輪支架固定連接，固定件包括伸縮件和伸縮件套管，所述伸縮件套管內(nèi)部中空，伸縮件插入伸縮件套管內(nèi)，伸縮件與伸縮件套管之間軸向滑動、周向固定配合；所述彈簧安裝在伸縮件套管內(nèi)，彈簧端固定在伸縮件套管的內(nèi)側(cè)壁的底端，彈簧的另一端與伸縮件固定連接；所述轉(zhuǎn)軸與伸縮件側(cè)壁的上部固定連接。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述滾輪支架包括橫板和折板，所述折板數(shù)量在一個以上，折板安裝在橫板的側(cè)面，橫板與折板一體成型；所述滾輪支架的每個折板上均安裝有數(shù)量在一個以上的驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪通過驅(qū)動輪銷軸安裝在滾輪支架上的驅(qū)動輪安裝架上，所述驅(qū)動輪銷軸的左右兩端分別設(shè)置有用于限定驅(qū)動輪銷軸的軸向移動的驅(qū)動輪銷軸擋圈；所述驅(qū)動輪銷軸的延伸方向與驅(qū)動輪機構(gòu)在管道內(nèi)的行進方向斜交；翻折橫板兩端的折板使其與橫板共面時，安裝在不同滾輪支架上的驅(qū)動輪銷軸的延伸方向相互平行。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述導(dǎo)向輪機構(gòu)包括一體成型的導(dǎo)向輪固定座和固定安裝在導(dǎo)向輪固定座上的導(dǎo)向行走裝置；所述導(dǎo)向行走裝置至少在一個以上，多個導(dǎo)向行走裝置均勻間隔分布在導(dǎo)向輪固定座的外側(cè)壁上；所述導(dǎo)向行走裝置包括導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪固定板和固定在導(dǎo)向輪固定板上的彈簧三。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪銷軸固定在導(dǎo)向輪固定板上，導(dǎo)向輪固定板通過并排設(shè)置的兩根彈簧三固定在導(dǎo)向輪固定座上；所述導(dǎo)向輪的輪子側(cè)壁上設(shè)置有防滑紋，所述防滑紋的方向與導(dǎo)向輪的前進方向相一致。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述減速電機裝置與驅(qū)動輪機構(gòu)之間還設(shè)置有萬向連軸機構(gòu)，萬向連軸機構(gòu)一端與減速電機裝置的驅(qū)動軸通過緊定螺釘夾持連接，另一端與驅(qū)動輪機構(gòu)的連接桿通過緊定螺釘夾持連接；所述導(dǎo)向輪機構(gòu)驅(qū)動萬向連軸機構(gòu)，萬向連軸機構(gòu)帶動驅(qū)動輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述導(dǎo)向輪機構(gòu)通過緊定螺釘固定在減速電機裝置上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明通過彈簧頂壓滾輪支架，而非直接頂壓驅(qū)動輪，并在滾輪支架上固定有多個驅(qū)動輪，并通過彈簧擠壓固定板將驅(qū)動輪沿著管內(nèi)壁走動，從而使驅(qū)動輪運動更加平穩(wěn)，驅(qū)動輪不易發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

2)本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，通過滾輪支架的相互靠近和遠離可以使驅(qū)動裝置適用于不同的小管徑進行操作。

3)本發(fā)明在滾輪支架上固定有多個驅(qū)動輪，使驅(qū)動力更加的強勁。

附圖說明

圖1為實施例1螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實施例1螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置中驅(qū)動輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實施例2螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置中轉(zhuǎn)軸與固定件安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實施例3螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置中轉(zhuǎn)軸與固定件安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置中導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置在直管中的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的左視圖。

圖中：1-減速電機裝置，2-導(dǎo)向輪機構(gòu)，3-萬向連軸機構(gòu)，4-驅(qū)動輪機構(gòu)，5-滾輪支架，6-驅(qū)動輪，7-驅(qū)動輪銷軸擋圈，8-驅(qū)動輪銷軸，9-導(dǎo)柱，10-導(dǎo)柱擋件，12-轉(zhuǎn)軸，13-彈簧二，14-導(dǎo)向輪，15-導(dǎo)向輪固定板，16-導(dǎo)向輪固定座，17-導(dǎo)向輪銷軸，18-彈簧三，51-橫板，51-折板，53-驅(qū)動輪安裝架，91-凸臺，92-導(dǎo)柱擋件，22-固定件，221-彈簧，223-固定桿擋件，224-伸縮件，225-伸縮件套管，100-管道。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1，一種螺旋式管道內(nèi)壁行走裝置，包括減速電機裝置1、導(dǎo)向輪機構(gòu)2和驅(qū)動輪機構(gòu)4；所述導(dǎo)向輪機構(gòu)2套在減速電機裝置1外側(cè)，導(dǎo)向輪機構(gòu)2通過緊定螺釘固定在減速電機裝置1上；所述減速電機裝置1的驅(qū)動軸與驅(qū)動輪機構(gòu)4的轉(zhuǎn)軸12連接；減速電機裝置1驅(qū)動驅(qū)動輪機構(gòu)4；

所述減速電機裝置1與驅(qū)動輪機構(gòu)4之間還設(shè)置有萬向連軸機構(gòu)3，萬向連軸機構(gòu)3一端與減速電機裝置1的驅(qū)動軸通過緊定螺釘夾持連接，另一端與驅(qū)動輪機構(gòu)4的轉(zhuǎn)軸12通過緊定螺釘夾持連接；所述導(dǎo)向輪機構(gòu)1驅(qū)動萬向連軸機構(gòu)3，萬向連軸機構(gòu)3帶動驅(qū)動輪機構(gòu)4轉(zhuǎn)動；

請參閱圖5，所述導(dǎo)向輪機構(gòu)2包括一體成型的導(dǎo)向輪固定座16和固定安裝在導(dǎo)向輪固定座16上的導(dǎo)向行走裝置；所述導(dǎo)向行走裝置共設(shè)置有四個，四個導(dǎo)向行走裝置均勻間隔分布在導(dǎo)向輪固定座16的外側(cè)壁上；導(dǎo)向行走裝置具有相同的結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)向行走裝置包括導(dǎo)向輪14、導(dǎo)向輪固定板15和固定在導(dǎo)向輪固定板15上的彈簧三18；所述導(dǎo)向輪14通過導(dǎo)向輪銷軸17固定在導(dǎo)向輪固定板15上，導(dǎo)向輪固定板15通過并排設(shè)置的兩根彈簧三18固定在導(dǎo)向輪固定座16上，所述導(dǎo)向輪14的輪子側(cè)壁上設(shè)置有防滑紋141，所述防滑紋141的方向與導(dǎo)向輪14的前進方向相一致，所述導(dǎo)向輪14的材質(zhì)為橡膠，導(dǎo)向輪14與管道100之間的摩擦力使減速電機裝置1避免了在管道100內(nèi)發(fā)生自轉(zhuǎn)。

請參閱圖2，所述驅(qū)動輪機構(gòu)4包括至少兩個沿轉(zhuǎn)軸12圓周方向均勻布置的滾輪支架5，各滾輪支架5裝配為能夠沿轉(zhuǎn)軸12徑向相互靠近或遠離；

所述滾輪支架5包括橫板51和折板52，所述折板52數(shù)量在一個以上，折板52安裝在橫板51的側(cè)面，橫板51與折板52一體成型；所述滾輪支架5的每個折板52上均安裝有數(shù)量在一個以上的驅(qū)動輪6，所述驅(qū)動輪6通過驅(qū)動輪銷軸8安裝在滾輪支架5上的驅(qū)動輪安裝架53上，所述驅(qū)動輪銷軸8的左右兩端分別設(shè)置有用于限定驅(qū)動輪銷軸8的軸向移動的驅(qū)動輪銷軸擋圈7；所述驅(qū)動輪銷軸8的延伸方向與驅(qū)動輪機構(gòu)4在管道內(nèi)的行進方向斜交；翻折橫板51兩端的折板52使其與橫板51共面時，安裝在不同滾輪支架5上的驅(qū)動輪銷軸8的延伸方向相互平行。

實施例1

請參閱圖2，所述滾輪支架5通過固定件22安裝在轉(zhuǎn)軸12上，滾輪支架5沿著固定件22上下滑動；所述固定件22一端與轉(zhuǎn)軸12固定連接，固定件22的另一端穿過滾輪支架5與固定件擋件223連接；所述彈簧221套在固定件22外側(cè)，彈簧221為壓縮彈簧，所述彈簧221的彈力使?jié)L輪支架5遠離轉(zhuǎn)軸，使壓迫滾輪支架5沿著管道100的管壁行走；固定擋件223用于防止?jié)L輪支架5在彈簧221的作用下彈出固定件22；

所述兩個沿轉(zhuǎn)軸對稱分布的滾輪支架5之間還通過導(dǎo)柱9連接，導(dǎo)柱9的兩端分別穿透相對應(yīng)的滾輪支架5并與導(dǎo)柱擋件92連接，導(dǎo)柱擋件92用于限制滾輪支架5從導(dǎo)柱9上彈出；滾輪支架5能夠沿著導(dǎo)柱9上下滑動；所述導(dǎo)柱9的中間位置設(shè)置有凸臺91，凸臺91將導(dǎo)柱9分為上下兩部分，導(dǎo)柱9的上下兩部分外側(cè)分別套有彈簧二13，所述彈簧二13一端頂在滾輪支架5的下側(cè)，另一端頂在導(dǎo)柱9的凸臺91側(cè)壁上；

所述導(dǎo)柱9的數(shù)量共設(shè)置有四個，四個導(dǎo)柱9均勻間隔分布在滾輪支架5橫板51的四個邊角；四個導(dǎo)柱9的設(shè)置能夠防止?jié)L輪支架5出現(xiàn)傾斜，使驅(qū)動輪機構(gòu)4安全平穩(wěn)的運行。

實施例2

請參閱圖3，所述固定件22包括伸縮件224和伸縮件套管225，所述伸縮件套管225內(nèi)部中空，伸縮件224插入伸縮件套管225內(nèi)，伸縮件224與伸縮件套管225之間軸向滑動、周向固定配合；所述伸縮件套管225內(nèi)設(shè)置有彈簧，彈簧端固定在伸縮件套管225的內(nèi)側(cè)壁的底端，彈簧的另一端與伸縮件224固定連接；彈簧驅(qū)使伸縮件224與伸縮件套管225相遠離；伸縮件套管225固定安裝在轉(zhuǎn)軸12上，伸縮件224與相應(yīng)的滾輪支架5固定連接。

實施例3

請參閱圖4，所述固定件22的兩端分別與兩個沿轉(zhuǎn)軸12對稱分布的滾輪支架5固定連接，固定件22包括伸縮件224和伸縮件套管225，所述伸縮件套管225內(nèi)部中空，伸縮件224插入伸縮件套管225內(nèi)，伸縮件224與伸縮件套管225之間軸向滑動、周向固定配合；所述伸縮件套管225內(nèi)設(shè)置有彈簧，彈簧端固定在伸縮件套管225的內(nèi)側(cè)壁的底端，彈簧的另一端與伸縮件224固定連接；彈簧驅(qū)使伸縮件224與伸縮件套管225相遠離；所述轉(zhuǎn)軸12與伸縮件224側(cè)壁的上部固定連接。

請參閱圖6和圖7，在管道中本發(fā)明的示意圖，驅(qū)動輪6與管道軸線成固定角度，彈簧221和彈簧二13壓緊滾輪支架5使8個驅(qū)動輪6緊緊地壓在管道內(nèi)壁上；減速電機裝置1帶動驅(qū)動輪機構(gòu)4旋轉(zhuǎn)運動，此時由于驅(qū)動輪6的驅(qū)動輪銷軸8的延伸方向與管道軸線呈斜交相交，所以驅(qū)動輪6在管道內(nèi)呈螺旋運動，使整個裝置沿管道母線方向直行前進。導(dǎo)向輪機構(gòu)2固定在減速電機裝置1上，彈簧彈力將導(dǎo)向輪壓緊在管道100內(nèi)壁。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。