一种计算机控制爬行机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种计算机控制爬行机器人。

背景技术：

机器人在许多行业和领域的应用都比较广泛，不仅可以在有毒、粉尘等恶劣的环境下进行代人工作方式，而且在一些人工上下不方便的场所，尤其是对管道的检测中，机器人也发挥了很大的作用，而现有的管道外壁爬行机器人，对管道进行检测过程中，适应不同外径管道的范围小，实用性差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种计算机控制爬行机器人，可以适应不同外径管道的范围大，实用性强。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种计算机控制爬行机器人，包括主架、爬行轮、支撑轮、行走电机和电源，所述的爬行轮设有两个，两个爬行轮分别转动连接在主架的前后两端，所述的支撑轮转动连接在主架的后端，所述的行走电机固定连接在主架的前端，两个爬行轮、支撑轮和行走电机通过皮带传动连接，电源固定连接在主架上，电源与行走电机通过导线连接，该一种计算机控制爬行机器人还包括转动曲臂、夹紧曲臂、伸缩辅轮架、伸缩锁定装置、曲臂角度调整机构、张紧机构和调节电机，所述的转动曲臂设有四个，四个转动曲臂均转动连接在主架上，位于前部的两个转动曲臂和位于后部的两个转动曲臂均对称设置，四个转动曲臂上均转动连接有夹紧曲臂，四个夹紧曲臂上均滑动连接有伸缩辅轮架，四个伸缩辅轮架上均滑动连接有伸缩锁定装置，四个伸缩锁定装置分别与四个夹紧曲臂滑动连接，所述的曲臂角度调整机构设有两个，其中一个曲臂角度调整机构与位于前部的两个转动曲臂通过螺纹连接，另一个曲臂角度调整机构与位于后部的两个转动曲臂通过螺纹连接，所述的张紧机构转动连接在主架上，调节电机固定连接在主架上，两个曲臂角度调整机构、张紧机构和调节电机通过皮带传动连接，调节电机与电源通过导线连接；

所述的主架包括爬行轮座、主板、曲臂座、安装板、挂钩架ⅰ、电机安装板和限位架，主板的前后两端均焊接有爬行轮座，曲臂座设有四个，四个曲臂座均焊接在主板上，安装板、挂钩架ⅰ和电机安装板均固定连接在主板的上端面，限位架设有两个，两个限位架均焊接在主板的上端面，两个爬行轮分别转动连接在两个爬行轮座的下端，支撑轮通过轴承转动连接在位于后端爬行轮座的上端，行走电机通过螺栓固定连接在位于前端爬行轮座的上端，电源通过螺栓固定连接在主板上；

所述的爬行轮包括行走轮、皮带轮和转轴，皮带轮的两端均固定连接有行走轮，皮带轮转动连接在转轴上，两个转轴分别通过轴承转动连接在两个爬行轮座的下端，行走电机输出轴上设有传动带轮，两个皮带轮、支撑轮和行走电机输出轴上的传动带轮通过皮带传动连接；

所述的转动曲臂包括曲臂ⅰ、支撑轴、调节连动座、挂钩板ⅰ、拉簧和连接座，曲臂ⅰ的上端固定连接有支撑轴，曲臂ⅰ的下端固定连接有连接座，曲臂ⅰ的外圆上固定连接有调节连动座，挂钩板ⅰ固定连接在曲臂ⅰ的内圆上，拉簧的上端与挂钩板ⅰ固定连接，转动曲臂设有四个，四个支撑轴分别转动连接在四个曲臂座内；

所述的夹紧曲臂包括曲臂ⅱ、夹紧转轴、挂钩板ⅱ、滑槽和锁槽，曲臂ⅱ的上端固定连接有夹紧转轴，曲臂ⅱ的下端沿曲臂方向设有滑槽，滑槽的外端设有多个锁槽，挂钩板ⅱ固定连接在曲臂ⅱ的内圆上，夹紧曲臂设有四个，四个夹紧转轴分别转动连接在四个连接座上，四个挂钩板ⅱ与四个拉簧的下端固定连接；

所述的伸缩辅轮架包括辅助轮、伸缩臂、夹板和t形滑槽，辅助轮转动连接在伸缩臂的下端，夹板固定连接在伸缩臂的上端，t形滑槽设置在伸缩臂的上端且与夹板对应，伸缩辅轮架设有四个，四个伸缩臂分别滑动连接在四个滑槽内；

所述的伸缩锁定装置包括锁定板、按压板、滑柱和压簧，锁定板固定连接在按压板的一端，滑柱固定连接在按压板上，压簧套设在滑柱上，伸缩锁定装置设有四个，四个锁定板分别滑动连接在四个t形滑槽内，四个滑柱分别滑动连接在四个夹板上，四个压簧均位于按压板和夹板之间，四个t形滑槽分别与其中一个锁槽滑动连接；

所述的曲臂角度调整机构包括调节轮、螺纹杆和调节移动块，调节轮的两端均固定连接有螺纹杆，两个螺纹杆同轴且螺纹旋向相反，调节移动块设有两个，两个调节移动块分别通过螺纹连接在两个螺纹杆上，曲臂角度调整机构设有两个，两个调节轮分别滑动连接在两个限位架内，四个调节移动块分别与四个调节连动座转动连接；

所述的张紧机构包括张紧板、张紧转轴、张紧拉簧、挂钩架ⅱ和张紧轮，张紧板的下端固定连接有张紧转轴，张紧转轴转动连接在安装板上，张紧板的上端转动连接有张紧轮，挂钩架ⅱ固定连接在张紧板上，张紧拉簧的上端与挂钩架ⅱ固定连接，张紧拉簧的下端与挂钩架ⅰ固定连接，调节电机固定连接在电机安装板上，调节电机的输出轴上设有带轮，两个调节轮、张紧板和调节电机输出轴上的带轮通过带传动连接；

所述的行走轮与辅助轮的外表面均设有防滑橡胶。

本发明的有益效果：本发明提供一种计算机控制爬行机器人，通过转动曲臂和夹紧曲臂之间的拉簧拉力，使辅助轮与爬行轮配合，抱紧管道，使该计算机控制爬行机器人随爬行轮转动在管道外爬行；爬行轮通过两个行走轮位于皮带轮两端的间隔设计，使该计算机控制爬行机器人可以在管道上爬行更稳定；通过伸缩辅轮架在夹紧曲臂内滑动，并由伸缩锁定装置控制其伸缩长度，同时通过曲臂角度调整机构调节转动曲臂的张角，可以使使该计算机控制爬行机器人可以适应不同外径管道的范围大，提高实用性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图一；

图2是本发明的整体结构示意图二；

图3是本发明的局部结构示意图一；

图4是本发明的局部结构示意图二；

图5是本发明的局部结构示意图三；

图6是本发明的局部放大结构示意图；

图7是本发明的主架结构示意图；

图8是本发明的爬行轮剖视示意图；

图9是本发明的转动曲臂结构示意图；

图10是本发明的夹紧曲臂结构示意图；

图11是本发明的伸缩辅轮架结构示意图；

图12是本发明的伸缩锁定装置结构示意图；

图13是本发明的曲臂角度调整机构结构示意图；

图14是本发明的张紧机构结构示意图。

图中：主架1；爬行轮座1-1；主板1-2；曲臂座1-3；安装板1-4；挂钩架ⅰ1-5；电机安装板1-6；限位架1-7；爬行轮2；行走轮2-1；皮带轮2-2；转轴2-3；转动曲臂3；曲臂ⅰ3-1；支撑轴3-2；调节连动座3-3；挂钩板ⅰ3-4；拉簧3-5；连接座3-6；夹紧曲臂4；曲臂ⅱ4-1；夹紧转轴4-2；挂钩板ⅱ4-3；滑槽4-4；锁槽4-5；伸缩辅轮架5；辅助轮5-1；伸缩臂5-2；夹板5-3；t形滑槽5-4；伸缩锁定装置6；锁定板6-1；按压板6-2；滑柱6-3；压簧6-4；曲臂角度调整机构7；调节轮7-1；螺纹杆7-2；调节移动块7-3；支撑轮8；张紧机构9；张紧板9-1；张紧转轴9-2；张紧拉簧9-3；挂钩架ⅱ9-4；张紧轮9-5；调节电机10；行走电机11；电源12。

具体实施方式

下面结合附图1-14对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-14所示，一种计算机控制爬行机器人，包括主架1、爬行轮2、支撑轮8、行走电机11和电源12，所述的爬行轮2设有两个，两个爬行轮2分别转动连接在主架1的前后两端，所述的支撑轮8转动连接在主架1的后端，所述的行走电机11固定连接在主架1的前端，两个爬行轮2、支撑轮8和行走电机11通过皮带传动连接，电源12固定连接在主架1上，电源12与行走电机11通过导线连接，该一种计算机控制爬行机器人还包括转动曲臂3、夹紧曲臂4、伸缩辅轮架5、伸缩锁定装置6、曲臂角度调整机构7、张紧机构9和调节电机10，所述的转动曲臂3设有四个，四个转动曲臂3均转动连接在主架1上，位于前部的两个转动曲臂3和位于后部的两个转动曲臂3均对称设置，四个转动曲臂3上均转动连接有夹紧曲臂4，四个夹紧曲臂4上均滑动连接有伸缩辅轮架5，四个伸缩辅轮架5上均滑动连接有伸缩锁定装置6，四个伸缩锁定装置6分别与四个夹紧曲臂4滑动连接，所述的曲臂角度调整机构7设有两个，其中一个曲臂角度调整机构7与位于前部的两个转动曲臂3通过螺纹连接，另一个曲臂角度调整机构7与位于后部的两个转动曲臂3通过螺纹连接，所述的张紧机构9转动连接在主架1上，调节电机10固定连接在主架1上，两个曲臂角度调整机构7、张紧机构9和调节电机10通过皮带传动连接，调节电机10与电源12通过导线连接；

在使用时，先转动夹紧曲臂4，使该计算机控制爬行机器人可以环抱管道，然后根据管道外径大小，启动调节电机10，传动曲臂角度调整机构7，对转动曲臂3的张角进行调节，使转动曲臂3的张角适应管道外径，再对伸缩辅轮架5在夹紧曲臂4内的位置进行调整，并通过伸缩锁定装置6将调整后位置进行锁定，即将辅助轮5-1在管道上的位置与爬行轮2位置相适应，最后启动行走电机11，传动爬行轮2转动，使该计算机控制爬行机器人随爬行轮2转动携带必要的设备在管道外爬行移动。

具体实施方式二：

如图1-14所示，所述的主架1包括爬行轮座1-1、主板1-2、曲臂座1-3、安装板1-4、挂钩架ⅰ1-5、电机安装板1-6和限位架1-7，主板1-2的前后两端均焊接有爬行轮座1-1，曲臂座1-3设有四个，四个曲臂座1-3均焊接在主板1-2上，安装板1-4、挂钩架ⅰ1-5和电机安装板1-6均固定连接在主板1-2的上端面，限位架1-7设有两个，两个限位架1-7均焊接在主板1-2的上端面，两个爬行轮2分别转动连接在两个爬行轮座1-1的下端，支撑轮8通过轴承转动连接在位于后端爬行轮座1-1的上端，行走电机11通过螺栓固定连接在位于前端爬行轮座1-1的上端，电源12通过螺栓固定连接在主板1-2上；

主板1-2可以安装携带必要的设备，对管道进行检测，限位架1-7用于对调节轮7-1左右方向的限定。

具体实施方式三：

如图1-14所示，所述的爬行轮2包括行走轮2-1、皮带轮2-2和转轴2-3，皮带轮2-2的两端均固定连接有行走轮2-1，皮带轮2-2转动连接在转轴2-3上，两个转轴2-3分别通过轴承转动连接在两个爬行轮座1-1的下端，行走电机11输出轴上设有传动带轮，两个皮带轮2-2、支撑轮8和行走电机11输出轴上的传动带轮通过皮带传动连接；

通过电源12为行走电机11供能启动，行走电机11输出轴上的传动带轮通过皮带对皮带轮2-2传动，带动行走轮2-1转动，使机器人在管道上移动，两个皮带轮2-2并排设置，可以增加爬行轮2与管道之间的稳定性，从而提高机器人爬行的稳定，支撑轮8将皮带支起，为主板1-2上部提供安装空间。

具体实施方式四：

如图1-14所示，所述的转动曲臂3包括曲臂ⅰ3-1、支撑轴3-2、调节连动座3-3、挂钩板ⅰ3-4、拉簧3-5和连接座3-6，曲臂ⅰ3-1的上端固定连接有支撑轴3-2，曲臂ⅰ3-1的下端固定连接有连接座3-6，曲臂ⅰ3-1的外圆上固定连接有调节连动座3-3，挂钩板ⅰ3-4固定连接在曲臂ⅰ3-1的内圆上，拉簧3-5的上端与挂钩板ⅰ3-4固定连接，转动曲臂3设有四个，四个支撑轴3-2分别转动连接在四个曲臂座1-3内；

曲臂ⅰ3-1采用弧形设计，可以更好的适应管道外形，减少机器人的空间占用。

具体实施方式五：

如图1-14所示，所述的夹紧曲臂4包括曲臂ⅱ4-1、夹紧转轴4-2、挂钩板ⅱ4-3、滑槽4-4和锁槽4-5，曲臂ⅱ4-1的上端固定连接有夹紧转轴4-2，曲臂ⅱ4-1的下端沿曲臂方向设有滑槽4-4，滑槽4-4的外端设有多个锁槽4-5，挂钩板ⅱ4-3固定连接在曲臂ⅱ4-1的内圆上，夹紧曲臂4设有四个，四个夹紧转轴4-2分别转动连接在四个连接座3-6上，四个挂钩板ⅱ4-3与四个拉簧3-5的下端固定连接；

曲臂ⅱ4-1通过夹紧转轴4-2与连接座3-6转动，并通过挂钩板ⅱ4-3与拉簧3-5连接，使滑槽4-4内的伸缩辅轮架5向爬行轮2靠拢，从而将管道夹紧。

具体实施方式六：

如图1-14所示，所述的伸缩辅轮架5包括辅助轮5-1、伸缩臂5-2、夹板5-3和t形滑槽5-4，辅助轮5-1转动连接在伸缩臂5-2的下端，夹板5-3固定连接在伸缩臂5-2的上端，t形滑槽5-4设置在伸缩臂5-2的上端且与夹板5-3对应，伸缩辅轮架5设有四个，四个伸缩臂5-2分别滑动连接在四个滑槽4-4内；

伸缩臂5-2随曲臂ⅱ4-1转动，带动辅助轮5-1夹紧管道，同时通过伸缩臂5-2在滑槽4-4内的位置，改变辅助轮5-1的位置，继而使辅助轮5-1与爬行轮2所能包括的空间范围增大，即使机器人可以适应的不同管道外径的范围增大。

具体实施方式七：

如图1-14所示，所述的伸缩锁定装置6包括锁定板6-1、按压板6-2、滑柱6-3和压簧6-4，锁定板6-1固定连接在按压板6-2的一端，滑柱6-3固定连接在按压板6-2上，压簧6-4套设在滑柱6-3上，伸缩锁定装置6设有四个，四个锁定板6-1分别滑动连接在四个t形滑槽5-4内，四个滑柱6-3分别滑动连接在四个夹板5-3上，四个压簧6-4均位于按压板6-2和夹板5-3之间，四个t形滑槽5-4分别与其中一个锁槽4-5滑动连接；

通过按压板6-2带动锁定板6-1在t形滑槽5-4内滑动，并挤压压簧6-4，使锁定板6-1可以滑出锁槽4-5，从而使伸缩臂5-2在滑槽4-4内自用滑动，调节合适位置后，松开按压板6-2，即可通过压簧6-4弹力，使锁定板6-1滑入最适合的锁槽4-5内，从而将伸缩臂5-2在滑槽4-4内位置锁定。

具体实施方式八：

如图1-14所示，所述的曲臂角度调整机构7包括调节轮7-1、螺纹杆7-2和调节移动块7-3，调节轮7-1的两端均固定连接有螺纹杆7-2，两个螺纹杆7-2同轴且螺纹旋向相反，调节移动块7-3设有两个，两个调节移动块7-3分别通过螺纹连接在两个螺纹杆7-2上，曲臂角度调整机构7设有两个，两个调节轮7-1分别滑动连接在两个限位架1-7内，四个调节移动块7-3分别与四个调节连动座3-3转动连接；

当需要调节转动曲臂3的张角时，通过启动调节电机10输出轴上的带轮传动调节轮7-1转动，调节轮7-1通过螺纹杆7-2的螺纹，使调节轮7-1两端的两个调节移动块7-3同时带动调节连动座3-3相对后相反方向移动，继而使，同组的两个曲臂ⅰ3-1以支撑轴3-2为轴转动，改变曲臂ⅰ3-1张角。

具体实施方式九：

如图1-14所示，所述的张紧机构9包括张紧板9-1、张紧转轴9-2、张紧拉簧9-3、挂钩架ⅱ9-4和张紧轮9-5，张紧板9-1的下端固定连接有张紧转轴9-2，张紧转轴9-2转动连接在安装板1-4上，张紧板9-1的上端转动连接有张紧轮9-5，挂钩架ⅱ9-4固定连接在张紧板9-1上，张紧拉簧9-3的上端与挂钩架ⅱ9-4固定连接，张紧拉簧9-3的下端与挂钩架ⅰ1-5固定连接，调节电机10固定连接在电机安装板1-6上，调节电机10的输出轴上设有带轮，两个调节轮7-1、张紧板9-1和调节电机10输出轴上的带轮通过带传动连接；

在调节电机10传动调节轮7-1转动时，由于曲臂ⅰ3-1转动，使调节连动座3-3会带动调节移动块7-3在垂直主架1面方向移动，使调节电机10输出轴上的带轮与调节轮7-1传动的皮带松紧度发生改变，从而通过张紧拉簧9-3带动张紧轮9-5始终对皮带进行张紧，避免发生调节电机10无法传动调节轮7-1。

具体实施方式十：

如图1-14所示，所述的行走轮2-1与辅助轮5-1的外表面均设有防滑橡胶。增大机器人与管道之间的摩擦系数，使机器人可以更好的爬行。

本发明一种计算机控制爬行机器人，其使用原理为：在使用时，先转动夹紧曲臂4，使该计算机控制爬行机器人可以环抱管道，然后根据管道外径大小，启动调节电机10，传动曲臂角度调整机构7，对转动曲臂3的张角进行调节，使转动曲臂3的张角适应管道外径，再对伸缩辅轮架5在夹紧曲臂4内的位置进行调整，并通过伸缩锁定装置6将调整后位置进行锁定，即将辅助轮5-1在管道上的位置与爬行轮2位置相适应，最后启动行走电机11，传动爬行轮2转动，使该计算机控制爬行机器人随爬行轮2转动携带必要的设备在管道外爬行移动。主板1-2可以安装携带必要的设备，对管道进行检测，限位架1-7用于对调节轮7-1左右方向的限定。通过电源12为行走电机11供能启动，行走电机11输出轴上的传动带轮通过皮带对皮带轮2-2传动，带动行走轮2-1转动，使机器人在管道上移动，两个皮带轮2-2并排设置，可以增加爬行轮2与管道之间的稳定性，从而提高机器人爬行的稳定，支撑轮8将皮带支起，为主板1-2上部提供安装空间。曲臂ⅰ3-1采用弧形设计，可以更好的适应管道外形，减少机器人的空间占用。曲臂ⅱ4-1通过夹紧转轴4-2与连接座3-6转动，并通过挂钩板ⅱ4-3与拉簧3-5连接，使滑槽4-4内的伸缩辅轮架5向爬行轮2靠拢，从而将管道夹紧。伸缩臂5-2随曲臂ⅱ4-1转动，带动辅助轮5-1夹紧管道，同时通过伸缩臂5-2在滑槽4-4内的位置，改变辅助轮5-1的位置，继而使辅助轮5-1与爬行轮2所能包括的空间范围增大，即使机器人可以适应的不同管道外径的范围增大。通过按压板6-2带动锁定板6-1在t形滑槽5-4内滑动，并挤压压簧6-4，使锁定板6-1可以滑出锁槽4-5，从而使伸缩臂5-2在滑槽4-4内自用滑动，调节合适位置后，松开按压板6-2，即可通过压簧6-4弹力，使锁定板6-1滑入最适合的锁槽4-5内，从而将伸缩臂5-2在滑槽4-4内位置锁定。当需要调节转动曲臂3的张角时，通过启动调节电机10输出轴上的带轮传动调节轮7-1转动，调节轮7-1通过螺纹杆7-2的螺纹，使调节轮7-1两端的两个调节移动块7-3同时带动调节连动座3-3相对后相反方向移动，继而使，同组的两个曲臂ⅰ3-1以支撑轴3-2为轴转动，改变曲臂ⅰ3-1张角。在调节电机10传动调节轮7-1转动时，由于曲臂ⅰ3-1转动，使调节连动座3-3会带动调节移动块7-3在垂直主架1面方向移动，使调节电机10输出轴上的带轮与调节轮7-1传动的皮带松紧度发生改变，从而通过张紧拉簧9-3带动张紧轮9-5始终对皮带进行张紧，避免发生调节电机10无法传动调节轮7-1。增大机器人与管道之间的摩擦系数，使机器人可以更好的爬行。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。