一种管道机器人行走、过障辅助装置及管道机器人的制作方法

1.本发明涉及管道清淤机器人技术领域，特别涉及一种管道机器人行走、过障辅助装置及管道机器人。


背景技术：

2.管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。
3.为了提高管道机器人在管道内部的行走、过障能力，确保管道机器人能够在管道内更好的工作，当前一般通过改变管道机器人的本体结构的方式来提高管道机器人的行走、过障能力，其中，改变管道机器人本体结构的技术方案主要是通过采用行走轮、驱动电机和可伸缩支架相互配合的方式来来提高管道机器人的行走、过障能力，但是该结构的管道机器人无法提供较大的牵引力，行走、过障时可能会出现打滑失稳的情况。
4.因此，如何避免管道机器人在管道内行走、过障时出现的打滑现象，有效提高管道机器人的行走、过障能力是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管道机器人行走、过障辅助装置，能够避免管道机器人在管道内行走、过障时出现的打滑现象，从而有效提高管道机器人的行走、过障能力。
6.本发明的另一目的还在于提供一种管道机器人。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种管道机器人行走、过障辅助装置，包括：
9.用于与管道机器人本体相连的安装底座；
10.设置于所述安装底座上的第一弹性机构和第二弹性机构，所述第一弹性机构和第二弹性机构能够提供弹性力；
11.设置于所述第一弹性机构和所述第二弹性机构之间且与管道的内壁贴合的转动轮系机构，所述转动轮系机构能够在所述弹性力作用下顶紧所述管道的内壁。
12.优选的，所安装底座包括与所述管道机器人本体相连的底板，和设置于所述底板上的挡板。
13.优选的，所述底板和所述管道机器人本体之间还设置有垫板。
14.优选的，所述第一弹性机构和所述第二弹性机构均包括弹簧、套筒、连接板和耳板，所述弹簧的一端置于所述弹簧套筒内，所述弹簧的另一端与所述连接板相连，所述耳板设置于所述连接板上。
15.优选的，所述连接板包括连接主板，分别设置于所述连接主板两侧的连接侧板，以及连接所述连接主板和所述连接侧板的支撑板。
16.优选的，所述第一弹性机构和所述第二弹性机构均还包括与所述连接侧板活动连接的限位支撑杆，所述连接板能够沿所述限位支撑杆的轴线方向运动以对所述弹簧的伸缩长度进行限位。
17.优选的，所述转动轮系机构包括设置于所述第一弹性机构和所述第二弹性机构之间的转轴、转动架和转动轮，所述转动架设置于所述转轴上，所述转动轮设置于所述转动架上，所述转动架和所述转动轮能够在所述转轴的转动下进行旋转。
18.优选的，所述转动架包括转动架主体和设置于所述转动架主体上用于安装所述转动轮的弧形凸起，且所述弧形凸起至少为两个，且任意一个所述弧形凸起上均安装有一个所述转动轮。
19.优选的，所述转轴的两端部还分别设置有第一挡圈和第二挡圈，所述耳板和所述转动架之间还设置有隔套。
20.一种管道机器人，包括管道机器人本体和上述任意一项所述管道机器人行走、过障辅助装置。
21.由以上技术方案可以看出，当管道机器人本体通过良好路段时，管道机器人行走、过障辅助装置的转动轮系机构与管道的内壁相贴合，使得管道机器人本体能够顺利的通过良好路段；当管道机器人本体通过障碍路段时，管道机器人本体在第一弹性机构和第二弹性机构的弹性力作用下，管道机器人行走、过障辅助装置的转动轮系机构顶紧管道的内壁，在该状态下行走可以有效提高管道机器人本体的附着力，从而避免了管道机器人在管道内行走、过障时出现的打滑现象，进而提高了管道机器人的行走、过障能力。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置的主视的立体结构示意图；
24.图2为本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置的侧视的立体结构示意图；
25.图3为本发明实施例所公开的第一弹性机构的立体结构示意图；
26.图4为本发明实施例所公开的第二弹性机构的立体结构示意图；
27.图5为本发明实施例所公开的转动轮系机构的主视结构示意图；
28.图6为本发明实施例所公开的管道机器人的整体结构示意图；
29.图7为本发明实施例所公开的管道机器人与管道的配合结构示意图；
30.图8为本发明实施例所公开的管道机器人过管道承插台阶的结构示意图。
31.其中，各部件名称如下：
32.100为管道机器人本体，200为安装底座，201为底板，202为挡板，300为第一弹性机构，301为第一弹簧，302为第一套筒，303为第一连接板，3031为第一连接主板，3032为第一连接侧板，3033为第二连接侧板，3034为第一支撑板，3035为第二支撑板，304为第一耳板，
305为第一限位支撑杆，306为第二限位支撑杆，400为第二弹性机构，401为第二弹簧，402为第二套筒，403为第二连接板，4031为第二连接主板，4032为第三连接侧板，4033为第四连接侧板，4034为第三支撑板，4035为第四支撑板，404为第二耳板，405为第三限位支撑杆，406为第四限位支撑杆，500为转动轮系，501为转轴，502为第一转动架，503为第二转动架，504为第一转动轮，505为第二转动轮，506为第一挡圈，507为第二挡圈，508为第一个隔套，509为第二隔套，600为管道。
具体实施方式
33.有鉴于此，本发明的核心在于提供一种管道机器人行走、过障辅助装置，能够避免管道机器人在管道内行走、过障时出现的打滑现象，从而有效提高管道机器人的行走能力。
34.本发明的另一核心还在于提供一种管道机器人。
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面接合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，请参考图1至图8。
36.请参考图1至图2，本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置，包括用于与管道机器人本体100相连的安装底座200；设置于安装底座200上的第一弹性机构300和第二弹性机构400，其中第一弹性机构300和第二弹性机构400能够提供弹性力；以及设置于第一弹性机构300和第二弹性机构400之间且与管道600的内壁贴合的转动轮系机构500，其中转动轮系机构500能够在弹性力的作用下顶紧管道600的内壁。
37.当管道机器人本体100通过良好路段时，管道机器人行走、过障辅助装置的转动轮系机构500与管道600的内壁相贴合，使得管道机器人本体100能够顺利的通过良好路段；当管道机器人本体100通过障碍路段时，管道机器人本体100在第一弹性机构300和第二弹性机构400的弹性力作用下，管道机器人行走、过障辅助装置的转动轮系机构500顶紧管道600的内壁，在该状态下行走可以有效提高管道机器人本体100的附着力，从而避免了管道机器人在管道内行走、过障时出现的打滑现象，进而提高了管道机器人的行走、过障能力。
38.需要说明的是，本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置中，安装底座200包括与管道机器人本体100相连的底板201，和设置于底板201上的挡板202。
39.本发明实施例对安装底座200的具体结构不进行限定，可以为螺栓连接，可以为焊接，当然也可以为其它的连接结构，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
40.为了便于安装和拆卸，本发明实施例所公开的安装底座200与管道机器人本体100之间优选采用螺栓连接的连接方式。
41.由于管道的内径不同，为了使得管道机器人能够适应不同内径的管道，本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置中，在底板201和管道机器人本体100之间优选设置垫板，根据不同的管径将垫板设置为不同的厚度，如此设置可以进一步提高管道机器人对于不同内径的管道的适应性。
42.本发明实施例所公开的第一弹性机构300和第二弹性机构400均包括弹簧、套筒、连接板和耳板，其中弹簧的一端置于弹簧套筒内，弹簧的另一端与连接板相连，耳板设置于连接板上，当管道机器人通过良好路段时，转动轮系机构500与管道600的内壁相贴合，第一弹性机构300和第二弹性机构400基本不提供弹性力；当管道机器人过障时，障碍物会将管
道机器人顶起，此时设置于管道机器人本体100上的管道机器人行走、过障辅助装置在第一弹性机构300和第二弹性机构400的作用下会顶紧管道600的内壁，提高管道机器人本体100的附着力，从而使得管道机器人在过障时不易打滑，有效提升了管道机器人行走、过障时的稳定性。
43.请参考图3，作为具体的实施例，本发明实施例所公开的第一弹性机构300包括第一弹簧301、第一套筒302、第一连接板303、和第一耳板304，第一弹簧301的一端置于第一套筒302内，第一弹簧301的另一端与第一连接板303相连接，第一耳板304设置于第一连接板303上；
44.请参考图4，本发明实施例所公开的第二弹性机构400包括第二弹簧401、第二套筒402、第二连接板403、和第二耳板404，第二弹簧401的一端置于第二套筒402内，第二弹簧401的另一端与第二连接板403相抵接，第二耳板404设置于第二连接板403上。
45.本发明实施例对连接板的具体结构不进行限定，其中连接板可以为矩形状平板，也可以几字形连接板，当然也可以为其它形状的连接板，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
46.为了优化上述实施例，本发明实施例所公开的连接板优选采用几字形结构的连接板，具体包括连接主板，分别设置于连接主板两侧的连接侧板，以及连接连接主板和连接侧板的支撑板。
47.具体的，第一连接板303包括第一连接主板3031，分别设置于第一连接主板3031两侧的第一连接侧板3032和第二连接侧板3033，连接第一连接主板3031和第一连接侧板3032的第一支撑板3034以及连接第一连接主板3031和第二连接侧板3033的第二支撑板3035；
48.第二连接板403包括第二连接主板4031，分别设置于第二连接主板4031两侧的第三连接侧板4032和第四连接侧板4033，连接第二连接主板4031和第三连接侧板4032的第三支撑板4034，以及连接第二连接主板4031和第四连接侧板4033的第四支撑板4035。
49.为了进一步优化上述实施例，本发明实施例所公开的第一弹性机构300和第二弹性机构400还分别包括与连接侧板活动连接的限位支撑杆，其中连接板能够沿限位支撑杆的轴线方向运动以对弹簧的伸缩长度进行限位。
50.具体的，第一弹性机构300还包括与第一连接侧板3032活动连接的第一限位支撑杆305，和与第二连接侧板3033活动连接的第二限位支撑杆306，第一连接板303能够沿第一限位支撑杆305和第二限位支撑杆306的轴线方向进行运动；
51.第二弹性机构400还包括与第三连接侧板4032活动连接的第三限位支撑杆405，和与第四连接侧板4033活动连接的第四限位支撑杆406，第二连接板403能够沿第三限位支撑杆405和第四限位支撑杆406的轴线方向进行运动。
52.需要说明的是，本发明实施例所公开的第一连接侧板3032和第二连接侧板3033上分别开设有第一通孔和第二通孔，其中，第一限位支撑杆305通过第一通孔，第二限位支撑杆306通过第二通孔，第一限位支撑杆306能够在第一通孔内进行运动，第二限位支撑杆306能够在第二通孔内进行运动；
53.相应的，本发明实施例所公开的第三连接侧板4032和第四连接侧板4033上分别开设有第三通孔和第四通孔，其中，第三限位支撑杆405通过第三通孔，第四限位支撑杆406通过第四通孔，第三限位支撑杆406能够在第三通孔进行运动，第四限位支撑杆406能够在第
四通孔进行运动。
54.本发明实施例对限位支撑杆的具体结构不进行限定，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
55.作为优选实施例，本发明实施例所公开的限位支撑杆具体包括支撑主杆，和设置于支撑主杆上的限位凸台和限位螺母，其中连接侧板置于限位凸台和限位螺母之间，且可在限位凸台和限位螺母之间进行运动动，本领域技术人员可根据现场的实际情况设置限位凸台和限位螺母之间的具体距离，以使得管道机器人能够适应各不同内径的管道。
56.当进行连接板的安装时，首先将限位支撑杆安装于底板201上，再将连接板安装于限位支撑杆上，最后拧紧限位螺母即连接完成。
57.请参考图5，本发明实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置中，转动轮系500包括设置于第一弹性机构300和第二弹性机构400之间的转轴501、转动架和转动轮，其中转动架设置于转轴501上，转动轮设置于转动架上，转动架和转动轮能够在转轴501的转动下进行旋转。当管道机器人本体100在管道600内行走时，转动轮系机构500可以根据管道600内壁的截面变化来调节转动架和转动轮的角度，以使得管道机器人行走、过障辅助装置能够适应不同管道内径的变化，提升了整个管道机器人行走、过障辅助装置的自适应性。
58.本发明实施例所公开的耳板包括设置于第一连接板303上的第一耳板304和设置于第二连接板403上的第二耳板404。
59.其中，在第一耳板304上开设有用于转轴501通过的第一通过孔，第二耳板404上设置有转轴501通过的第二通过孔，其中转轴501的两端分别置于第一通过孔和第二通过孔内，转轴501能够在第一通过孔和第二通过孔内进行转动。
60.本发明实施例对转动架的具体设置数量不进行限定，可以设置一个，可以设置两个，当然也可以设置更多，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
61.为了进一步优化上述实施例，本发明实施例所公开的转动架优选设置两个，包括第一转动架502和第二转动架503，其中在第一转动架502上设置有第一转动轮504，在第二转动架503上设置有第二转动轮505，其中第一转动轮504和第二转动轮505相对设置，且设置于第一转动架502和第二转动架503之间。
62.本发明实施例对转动架的具体形状结构不进行具体限定，可以为矩形状，可以为圆形状，当然也可以为异形状结构，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
63.为了优化上述实施例，本发明实施例所公开的转动架包括转动架主体和设置于转动架主体上用于安装转动轮的弧形凸起，且弧形凸起至少为两个，且任意一个弧形凸起上均安装有一个转动轮。
64.为了进一步优化上述实施例，本发明实施例所公开的弧形凸起优选在一个转动架上设置四个，且任意一个弧形凸起上均安装有一个转动轮，如此设置，一个转动架上可以设置有四个转动轮。
65.其中，转动架与转动轮为固定连接，在转轴501的作用下，转动轮可以随着转动架一起转动。
66.本发明实施例对转动架和转动轮的连接结构不进行具体限定，可以为焊接连接，可以为螺栓连接，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。
67.为了便于连接和拆卸，提高工作人员的工作效率，本发明实施例所公开的转动架和转动轮优选采用螺栓连接的连接方式。
68.为了限制转轴501的轴向位置，本发明实施例所公开的转轴501的两端还分别设置有第一挡圈506和第二挡圈507，第一挡圈506和第二挡圈507的设置可以限制转轴501的轴向位置。
69.为了防止转动架和耳板直接接触，避免转动架和耳板之间相互磨损，本发明实施例所公开的转动架和耳板之间还设置有隔套，具体的，在第一转动架502与第一耳板304之间设置有第一隔套508。在第二转动架503和第二耳板404之间设置有第二隔套509，隔套的设置可以进一步提升管道机器人行走、过障辅助装置的强度，延长其使用寿命。
70.本发明实施例还公开了一种管道机器人，包括管道机器人本体和上述任意一实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置。
71.由于该管道机器人采用了上述实施例所公开的管道机器人行走、过障辅助装置，因此，该管道机器人兼具上述管道机器人行走、过障辅助装置的技术优势，本技术对此不再进行赘述。
72.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
73.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。