阅读说明：本技术 管道机器人气动穿行装置与使用方法 (Pneumatic passing device of pipeline robot and using method ) 是由 金守宽 余煌 江璐潞 范翔 李潇 于 2019-10-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种管道机器人气动穿行装置与使用方法,属于管道机器人领域,包括前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元,位于前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元之间设置有伸缩气缸,所述伸缩气缸的前、后端分别经万向联轴器与前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元相连接。该管道机器人气动穿行装置适用于水平、竖直、弯曲等各种管道条件,适用范围广,使用简便。(The invention relates to a pneumatic passing device of a pipeline robot and a using method, belonging to the field of pipeline robots. The pneumatic walking device of the pipeline robot is suitable for various pipeline conditions such as horizontal, vertical and bending, and has the advantages of wide application range and simple and convenient use.)

管道机器人气动穿行装置与使用方法

技术领域

本发明涉及一种管道机器人气动穿行装置与使用方法，属于管道机器人领域。

背景技术

管道机器人用于管道检测、管道穿线以及管道清理等方面，目前在市政工程管网、能源管网、各种液体、气体、固体输送管网、化工、环境保护等管网工程中已经开始应用。管道机器人的关键技术在于机器人如何在各种管道中穿行，目前管道穿行技术主要有两种方式，一种是履带式驱动，如CN110273461A，这种方式只能用于水平管道；一种是蠕动式CN109882680A，这种方式穿行速度慢；还有一些工作原理不太清晰的如CN109973756A、CN209146597U，其可行性令人质疑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道机器人气动穿行装置与使用方法，该管道机器人气动穿行装置适用于水平、竖直、弯曲等各种管道条件，适用范围广，使用简便。

本发明的技术方案在于：一种管道机器人气动穿行装置，包括前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元，位于前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元之间设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的前、后端分别经万向联轴器与前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元相连接。

进一步地，所述前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元分别包括与万向联轴器固定连接的固定板，所述固定板的上下侧分别设置有由立式设置的涨紧气缸驱动实现向张开的驱动轮与支撑轮组件。

进一步地，所述驱动轮与支撑轮组件包括前、后部用于安装驱动轮和支撑轮的安装架，所述安装架的中部分别铰接有连杆，位于上侧的连杆的另一端与固定板上侧相铰接，位于下侧的连杆的另一端与固定板的下侧相铰接，所述涨紧气缸的伸缩方与位于上侧的连杆中部相铰接，涨紧气缸的座壳与位于下侧的连杆中部相铰接。

进一步地，所述驱动轮由轮毂电动机驱动。

进一步地，所述前涨紧驱动单元的驱动轮设置于安装架的前侧，所述后涨紧驱动单元的驱动轮设置于安装架的后侧。

一种管道机器人气动穿行装置的使用方法，包括以下步骤：

1）在水平管道中移动时，让前后两个涨紧气缸充气，使驱动轮与支撑轮组件涨紧在管道内壁上，给驱动轮的轮毂电动机通电即可；

2）在竖直管道中移动时，让一个涨紧驱动单元处于涨紧状态，另一个涨紧驱动单元处于放松状态，然后给伸缩气缸充气推动处于放松状态的涨紧驱动单元前移；

当放松状态的涨紧与驱动单元前移一定距离后，给其涨紧气缸充气令其涨紧，然后给后一个涨紧气缸放气，令该单元放松，再给伸缩气缸放气拉动处于放松状态的单元前移，如此不断重复前叙过程，即可在竖直管道中穿行。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该管道机器人气动穿行装置适用于水平、竖直、弯曲等各种管道条件，适用范围广；较以前的各种管道机器人穿行装置，更具有可行性和适用性，并且结构简单、制作容易、成本低廉，实用性强，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的气路图；

图中：1-前涨紧驱动单元，11-固定板，12-涨紧气缸，13-安装架，14-连杆，15-驱动轮，16-支撑轮，2-后涨紧驱动单元，3-伸缩气缸，4-万向联轴器，5-二位三通电磁换向阀，6-管道。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1和图2

一种管道机器人气动穿行装置，包括前涨紧驱动单元1和后涨紧驱动单元2，位于前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元之间设置有伸缩气缸3，所述伸缩气缸的前、后端分别经万向联轴器4与前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元相连接。由于伸缩气缸和前、后涨紧驱动单元之间通过万向联轴器连接，因此可以通过弯曲管道。

本实施例中，为了更好的驱动整个装置前行，所述前涨紧驱动单元和后涨紧驱动单元分别包括与对应侧的万向联轴器固定连接的固定板11，所述固定板的上下侧分别设置有由立式设置的涨紧气缸12驱动实现向张开的驱动轮与支撑轮组件。

本实施例中，为了实现涨紧，所述驱动轮与支撑轮组件包括前、后部用于安装驱动轮15和支撑轮16的安装架13，所述安装架的中部分别铰接有连杆14，位于上侧的连杆的另一端与固定板上侧相铰接，位于下侧的连杆的另一端与固定板的下侧相铰接，所述涨紧气缸的伸缩方与位于上侧的连杆中部相铰接，涨紧气缸的座壳与位于下侧的连杆中部相铰接，从而在涨紧气缸的伸缩杆伸出时，通过连杆带动安装有驱动轮和支撑轮的安装架向外扩展，进而涨紧在管道内壁。

本实施例中，为了简化驱动轮构造，所述驱动轮由轮毂电动机驱动。

本实施例中，为了更好的驱动整个管道机器人气动穿行装置前行，所述前涨紧驱动单元的驱动轮设置于安装架的前侧，所述后涨紧驱动单元的驱动轮设置于安装架的后侧。

本实施例中，通过气泵分别经二位三通电磁换向阀5为位于前侧的涨紧气缸、伸缩气缸及位于后侧的涨紧气缸供气，进而控制整个装置的前行。

一种管道机器人气动穿行装置的使用方法，包括以下步骤：

将管道机器人气动穿行装置放置在管道内，按下启动开关：

1）当在水平管道中移动时，让前后两个涨紧气缸充气，使驱动轮与支撑轮组件涨紧在管道内壁上，给驱动轮的轮毂电动机通电即可；

2）当在竖直管道中移动时，让一个涨紧驱动单元处于涨紧状态，另一个涨紧驱动单元处于放松状态，然后给伸缩气缸充气推动处于放松状态的涨紧驱动单元前移；

当放松状态的涨紧与驱动单元前移一定距离后，给其涨紧气缸充气令其涨紧，然后给后一个涨紧气缸放气，令该单元放松，再给伸缩气缸放气拉动处于放松状态的单元前移，如此不断重复前叙过程，即可在竖直管道中穿行。

由于涨紧气缸的伸出长度可以在一定范围内变化，因此该管道机器人气动穿行装置可以在一定直径范围内自动适应管道直径。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的管道机器人气动穿行装置并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。