專利名稱：管道步行機器人的轉向機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械技術領域，特別是指一種管道步行機器人的轉向機構。
背景技術：
現在城市中多采用埋在地下的埋藏管路作為市政管路，而如何對埋藏管路進行檢修一直是一個難題。現有技術中，管道檢測設備主要是由攝像系統及搭載平臺兩部分組成，其搭載平臺前進方式主要有兩種，一種是爬行式，另一種是推桿式。現有推桿式的管道檢測設備一般不靠電機驅動，而是在攝像機周圍安裝摩擦力較小的滑輪，操作員通過硬質推桿外力強行推塞的方式使攝像機前進。這種設備適用于內徑較小鋼管的裂紋檢查，其缺點是非智能、功能簡單，使用范圍較窄。現有爬行式的管道檢測設備也有兩種類型，一種是傳統的橡膠輪胎式爬行器，另一種是履帶式爬行器，二者都是靠電機驅動的。現有爬行式的管道檢測設備大多是采用四輪或六輪結構，并且在設備的左右兩側各用一個電機以通過皮帶、齒輪、履帶來傳動實現前進、后退、左轉、右轉功能。這種結構的爬行式管道檢測設備形狀類似小車的輪式結構，價格
比較昂貴。現有輪式和履帶式結構的爬行式管道檢測設備在實際應用中存在著很大的局限性:當使用的管道內存在污水、污泥時，輪式或履帶式的內窺攝像檢測設備進入這樣的管道后很容易打滑；而在管道內存留石塊或混凝土殘料的情況下，則很容易側翻。因此，現有爬行式的管道檢測設備需要對管道進行預先清理才能夠使用，且對管道的清理程度依賴性較強高，限制了 爬行器的用途和適用范圍。同時沖刷管道大大增加了不必要的工作量，浪費資源，提高成本。如果可以采用機械腿形式的管道檢測設備，則可以克服以上的缺陷。但是在狹小的空間內，機械腿形式的管道檢測設備如何轉向又是一個難以克服的問題。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構更為合理且使用方便的管道步行機器人的轉向機構。為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供一種管道步行機器人的轉向機構，所述管道步行機器人包括機器人本體，其中所述管道步行機器人包括兩個機械腿組，且所述兩個機械腿組分別設置于所述機器人本體兩側；所述管道步行機器人包括一個轉向機構，所述轉向機構設置于所述機器人本體的一側，所述轉向機構包括固定在所述機器人本體上的推桿盒和推桿，所述推桿能夠相對于所述推桿盒伸縮以在轉向時伸出并將所述機器人本體該側支起以使該側的機械腿組離開支撐面。作為上述技術方案的優選，所述每一機械腿組包括兩條內側機械腿和兩條外側機械腿。作為上述技術方案的優選，其中所述每一機械腿分別與豎直方向成一夾角且所述機械腿的末端朝向遠離所述機器人本體的方向延伸；其中所述每一機械腿都包括一條長搖桿、短搖桿、驅動搖桿、從動搖桿；所述長搖桿的端部與從動搖桿的一端通過軸連接，且所述從動搖桿的另一端通過軸連接在所述機器人本體上；所述驅動搖桿一端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在所述長搖桿的兩個端部之間；所述短搖桿一端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在驅動搖桿的兩個端部之間。作為上述技術方案的優選，其中所述管道步行機器人還包括左齒輪箱和右齒輪箱；所述左齒輪箱包括左齒輪箱內板、左齒輪箱外板、第一齒輪夾塊，其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述左齒輪箱內板的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述左齒輪箱外板的兩端；所述右齒輪箱包括右齒輪箱內板、右齒輪箱外板、第二齒輪夾塊，其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述右齒輪箱內板的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述右齒輪箱外板的兩端。作為上述技術方案的優選，所述轉向裝置安裝在所述右齒輪箱外板上。作為上述技術方案的優選，所述驅動機構包括與電機連接的兩組齒輪組，且所述每一組齒輪組都分別包括成一字型依次嚙合連接的從動齒輪、中間齒輪、主動齒輪、中間齒輪、從動齒輪；其中的電機的動力輸出軸上設有電機主動齒輪，該電機主動齒輪與電機被動齒輪嚙合聯動，電機被動齒輪與主動齒輪同軸同步轉動，且所述主動齒輪同時與兩個中間齒輪嚙合聯動，且每一中間齒輪分別與一個從動齒輪嚙合聯動；所述每一從動齒輪兩側各設有一個偏心的軸，兩側偏心軸分別連接內外側機械腿。本實用新型的上述技術方案的有益效果如下:經試驗證明，本實用新型提出的管道步行機器人可以實現前進、后退、左轉、右轉、調速；可以克服管道存留積泥 污水時打滑以及管道內存留石塊或混凝土殘料時易側翻的現象，并實現繩索牽引。本實用新型可以通過簡單的結構實現管道步行機器人的原地轉向，提高了設備的可用性。

圖1為本實用新型實施例的管道步行機器人的俯視結構示意圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖；圖3為圖1的右視圖；圖4為圖3的A向視圖；圖5為圖3的B-B向剖視圖；圖6為圖1的E-E向剖視圖；圖7為圖2的D-D向剖視圖；圖8為圖2的C-C向剖視圖；圖9為本實用新型實施例的管道步行機器人的電纜延長筒的局部剖視圖；圖10為本實用新型實施例的管道步行機器人的轉向機構的結構示意圖；圖11為本實用新型實施例的管道步行機器人的車體的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本實用新型實施例提出了一種如圖1-圖11所示的管道步行機器人，包括機器人本體、機械腿組、驅動機構、轉向機構。其中，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6、圖9所示的，所述管道步行機器人包括兩個機械腿組，所述兩個機械腿組分別設置于所述機器人本體兩側。其中，如圖10所示的，該管道步行機器人包括一個轉向機構，所述轉向機構設置于所述機器人本體的一側，所述轉向機構包括固定在所述機器人本體上的推桿盒2和推桿58，所述推桿58能夠相對于所述推桿盒2伸縮以在轉向時伸出并將所述機器人本體該側支起以使該側的機械腿組離開支撐面。如圖10所示的，其中推桿58由推桿頭部固定座33和推桿尾部固定座32固定在電動推桿盒2中。如圖2和圖3所示的，電動推桿盒2由螺釘固定在齒輪箱右外板5中部，然后上推桿盒蓋I。推桿盒2近地面處有推桿孔，推桿58從推桿孔中伸出，推桿孔處有密封圈54防水。按下轉向開關推桿58伸長并從推桿孔中伸出，并將裝有轉向裝置的車體4 一側支撐起來脫離地面，關閉轉向開關推桿58停止伸長。在需要進行轉向時，首先關閉用于驅動機械腿運動的電機。電機停止轉動，管道步行機器人停止行走。此時打開轉向裝置開關，使得推桿58伸長并支撐地面，使得該管道步行機器人的一側的四條機械腿離地。此時關閉轉向機構的電機，并打開驅動機械腿運動的電機。這樣著地的另一側的四條機械腿會開始行走，配合推桿58實現轉向。轉向結束后，關閉驅動機械腿運動的電機，收起推桿58。然后再開啟驅動機械腿運動的電機，就可以使管道步行機器人沿著轉向后的方向運動。其中如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6、圖9所示的，所述每一機械腿組包括兩條內側機械腿和兩條外側機械腿；其中所述每一機械腿分別與豎直方向成一夾角且所述機械腿的末端朝向遠離所述機器人本體的方向延伸`；如圖6所示，所述每一機械腿都包括一條長搖桿21、短搖桿23、驅動搖桿22、從動搖桿20 ;所述長搖桿21的端部與從動搖桿20的一端通過軸連接，且所述從動搖桿20的另一端通過軸連接在所述機器人本體上；所述驅動搖桿22 —端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在所述長搖桿21的兩個端部之間；所述短搖桿23 —端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在驅動搖桿22的兩個端部之間。其中，所述每一機械腿都設有可調節長度的加長腿桿26。如圖4、圖5、圖7所示的，所述用于驅動所述機械腿運動的驅動機構包括電機59和齒輪組。具體的，所述驅動機構包括與電機59連接的兩組齒輪組，且所述每一組齒輪組都分別包括成一字型依次嚙合連接的從動齒輪36、中間齒輪38、主動齒輪37、中間齒輪38、從動齒輪36 ;其中電機59的動力輸出軸上設有電機主動齒輪34，該電機主動齒輪34與電機被動齒輪35嚙合聯動，電機被動齒輪35與主動齒輪37同軸同步轉動，且所述主動齒輪37同時與兩個中間齒輪38嚙合聯動，且每一中間齒輪38分別與一個從動齒輪36嚙合聯動；所述每一從動齒輪36兩側各設有一個偏心的軸，兩側偏心軸分別連接內外側機械腿。如圖7所示的，所述主動齒輪37的軸設有萬向節60以改變傳動方向。如圖5所示的，所述驅動搖桿22由通用31與連接動齒輪36固定并由鎖緊螺釘30鎖緊。[0039]在工作時，電機轉動使電機軸上的電機主動齒輪34轉動并帶動電機從動齒輪35轉動。主動齒輪37與電機從動齒輪35同步轉動，主動齒輪37轉動的同時帶動兩個中間齒輪38，兩個中間齒輪38帶動兩個從動齒輪36，從動齒輪36側面偏心處連接驅動搖桿22，驅動搖桿22由通用銷31固定并由鎖緊螺釘30鎖緊。驅動搖桿22隨從動齒輪35轉動驅動八條腿有序前進。電機反轉齒輪反方向運動，驅動搖桿22反方向運動從而實現后退。通過控制電機轉速實現調速。如圖2、圖3所示的，所述管道步行機器人還包括左齒輪箱和右齒輪箱。所述左齒輪箱包括左齒輪箱內板13、左齒輪箱外板14、第一齒輪夾塊17,其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述左齒輪箱內板13的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述左齒輪箱外板14的兩端。所述右齒輪箱的結構是與左齒輪箱相同的，即包括右齒輪箱內板
6、右齒輪箱外板5、第二齒輪夾塊。其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述右齒輪箱內板6的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述右齒輪箱外板5的兩端。其中，該前述的轉向裝置安裝在所述右齒輪箱外板5上。如圖1、圖2、圖11所示的，所述機器人本體包括車體4和上蓋3，其中所述車體4由四片梯形側壁組成并在上面形成開口，其中所述上開口的面積小于下底面的面積。如圖1、圖9所示的，該機器人本體的后端設有電纜延長筒9，所述電纜延長筒9內空且一端與所述機器人本體固定，所述電纜延長筒9的另一端設有電纜接頭上壓塊12、電纜接頭下壓塊11、電纜接頭尾套10以固定電纜。其中，所述機器人本體頂部設有可旋轉攝像頭和照明機構。如圖6所示的，所述機器人本體頂部還設有吊環28。可旋轉攝像頭和照明機構通過電源線和視頻線控制攝像單元的旋轉、照明及視頻輸出。小吊環28用于連接吊索將設備送到所需檢測位置。
如圖1、圖8所示的，該電機安裝在車體4上，且電機露在外面的部分有電機護罩8保護并固定在車體4前端面，內部有電機支架29固定在車體4內部。該裝置采用全密封防塵、防水設計，元件之間有密封橡膠墊40、41、42、43、44、45、46、47、48、49，及密封圈50、51、52、53、54、55、56、57。這樣防塵防水等級為IP68，可以達到無塵進入、防水淹沒，在按說明安裝的條件下設備可在小于水深10米內長時間工作。當然，這些防塵、防水設計都可以根據實際機械結構任意調整，因此本實用新型實施例并不對此做出限定。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種管道步行機器人的轉向機構，所述管道步行機器人包括機器人本體，其特征在于， 所述管道步行機器人包括兩個機械腿組，且所述兩個機械腿組分別設置于所述機器人本體兩側； 所述管道步行機器人包括一個轉向機構，所述轉向機構設置于所述機器人本體的一偵牝所述轉向機構包括固定在所述機器人本體上的推桿盒和推桿，所述推桿能夠相對于所述推桿盒伸縮以在轉向時伸出并將所述機器人本體該側支起以使該側的機械腿組離開支撐面。
2.根據權利要求1所述的管道步行機器人的轉向機構，其特征在于，所述每一機械腿組包括兩條內側機械腿和兩條外側機械腿。
3.根據權利要求2所述的管道步行機器人的轉向機構，其特征在于，其中所述每一機械腿分別與豎直方向成一夾角且所述機械腿的末端朝向遠離所述機器人本體的方向延伸；其中所述每一機械腿都包括一條長搖桿、短搖桿、驅動搖桿、從動搖桿；所述長搖桿的端部與從動搖桿的一端通過軸連接，且所述從動搖桿的另一端通過軸連接在所述機器人本體上；所述驅動搖桿一端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在所述長搖桿的兩個端部之間；所述短搖桿一端通過軸連接在所述機器人本體上，另一端通過軸連接在驅動搖桿的兩個端部之間。
4.根據權利要求1所述的管道步行機器人的轉向機構，其特征在于，其中所述管道步行機器人還包括左齒輪箱和右齒輪箱； 所述左齒輪箱包括左齒輪箱內板、左齒輪箱外板、第一齒輪夾塊，其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述左齒輪箱內板的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述左齒輪箱外板的兩端； 所述右齒輪箱包括右齒輪箱內板、右齒輪箱外板、第二齒輪夾塊，其中所述一個機械腿組的內側機械腿安裝在所述右齒輪箱內板的兩端，且該機械腿組的外側機械腿安裝在所述右齒輪箱外板的兩端。
5.根據權利要求4所述的管道步行機器人的轉向機構，其特征在于，所述轉向裝置安裝在所述右齒輪箱外板上。
6.根據權利要求1所述的管道步行機器人的轉向機構，其特征在于，所述驅動機構包括與電機連接的兩組齒輪組，且所述每一組齒輪組都分別包括成一字型依次嚙合連接的從動齒輪、中間齒輪、主動齒輪、中間齒輪、從動齒輪；其中的電機的動力輸出軸上設有電機主動齒輪，該電機主動齒輪與電機被動齒輪嚙合聯動，電機被動齒輪與主動齒輪同軸同步轉動，且所述主動齒輪同時與兩個中間齒輪嚙合聯動，且每一中間齒輪分別與一個從動齒輪嚙合聯動；所述每一從動齒輪兩側各設有一個偏心的軸，兩側偏心軸分別連接內外側機械腿。
專利摘要本實用新型提供一種管道步行機器人的轉向機構，所述管道步行機器人包括機器人本體，其中所述管道步行機器人包括兩個機械腿組，且所述兩個機械腿組分別設置于所述機器人本體兩側；所述每一機械腿組包括兩條內側機械腿和兩條外側機械腿；其中所述管道步行機器人包括一個轉向機構，所述轉向機構設置于所述機器人本體的一側，所述轉向機構包括固定在所述機器人本體上的推桿盒和推桿，所述推桿能夠相對于所述推桿盒伸縮以在轉向時伸出并將所述機器人本體該側支起以使該側的機械腿組離開支撐面。本實用新型可以通過簡單的結構實現管道步行機器人的原地轉向，提高了設備的可用性。
文檔編號B62D57/032GK203099212SQ201320100270
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者吳洋, 王遠峰, 張春 申請人:北京隆科興非開挖工程有限公司