一种变径式支撑管道清理机器人

本发明属于管道清理机器人，特别涉及一种变径式支撑管道清理机器人。

背景技术：

1、由于油气管道深埋地下，对其进行检测和维修十分困难，同时在已铺设的油气管道中存在残渣，会腐蚀管道；如管道问题不能及时发现并进行维修会造成安全事故；因此，清理管道尤为重要。但是油气管道的内部空间十分狭小，依靠人力进行检测不切实际，因而需要通过管道机器人搭载清洗设备在管道内行走，对管道的残渣等进行清理，维护管道的清洁环境。

2、然而目前管道机器人清理主要依靠机器人本体旋转，这种方法清理管道不仅清理效果差，而且在遇到不同管径的管道也会出现卡堵；另一类管道机器人有适应不同的管径管道机器人，但是没有清理的装置，不能起到清理的效果。所以，管道机器人不仅需要有清理装置，还要有适应管径的能力。提高管道机器人的清理效果和适应能力。

3、针对以上问题，本发明提供了一种变径式支撑管道机器人，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种变径式支撑管道清理机器人，实现清理管道的同时还能适应不同的管径，解决了管道机器人在清理过程中的清理不彻底以及卡堵问题，实现了清理管道残渣且顺利通过管道的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种变径式支撑管道清理机器人，包括：

3、清洁机构，所述清洁机构用于对管道进行清理；

4、伸缩支撑机构，所述伸缩支撑机构的一端与清洁机构连接，伸缩支撑机构伸缩时可适应不同管径的管道；

5、齿轮调速机构，所述齿轮调速机构位于伸缩支撑机构内腔，对所述清洁机构的转速进行调节并传递动力带动清洁机构工作；

6、变径支撑机构，所述变径支撑机构通过万向单元与伸缩支撑机构的另一端连接。

7、进一步地，所述清洁机构具有两个支撑轮架和叶片，两个所述支撑轮架的中间设置转轴盘，两个支撑轮架之间通过连接块连接并使转轴盘与支撑轮架之间连接成一个整体；所述叶片通过压片板将其固定于支撑轮架上。

8、进一步地，所述转轴盘的中心设有转轴孔。

9、根据权利要求所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：伸缩支撑机构具有前箱体，和位于所述前箱体内的固定盘；所述固定盘的一端固定设置有固定柱，所述固定柱的周向等间距固定设有至少三根固定座，每根所述固定座上均固定设置有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离固定座的一端设置有位于前箱体外的支撑轮桁架，所述支撑轮桁架与第一伸缩杆之间通过螺栓固定；支撑轮桁架的两端安装有两组万向弹性轮。

10、进一步地，所述固定盘与固定柱的中心处设有中心孔。

11、进一步地，阶梯轴的一端穿过依次中心孔及前箱体后与转轴孔固定连接。

12、进一步地，所述齿轮调速机构包括位于所述前箱体内的齿轮箱和位于所述齿轮箱一侧的伺服电机，所述齿轮箱位于固定盘的一侧；

13、所述齿轮箱内具有第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮和第三大齿轮，所述伺服电机的输出轴贯穿齿轮箱并通过密封轴承与齿轮箱转动连接；所述伺服电机的输出轴上依次固定设置第一小齿轮、第一大齿轮和第二小齿轮；所述第一小齿轮的一侧啮合有第二大齿轮，所述第一大齿轮的一侧啮合有第三小齿轮，所述第二小齿轮的一侧啮合有第三大齿轮；所述第二大齿轮、第三小齿轮和第三大齿轮均固定于阶梯轴上。

14、进一步地，所述阶梯轴依次穿过固定盘、前箱体后与转轴盘固定连接；所述固定盘与阶梯轴之间通过轴承连接。

15、进一步地，所述变径支撑机构包括后箱体，所述后箱体内沿其轴向固定设置有支撑架，所述支撑架上套设伸缩单元，所述伸缩单元的周向等间距设置有至少三组行走支撑单元；

16、所述伸缩单元包括套设于支撑架上的第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的一端固定设置弹簧，所述弹簧的一端设置限位板，所述限位板固定于支撑架上；

17、每组所述行走支撑单元包括沿所述第二伸缩杆的伸缩端轴向依次设置的第一双孔支撑杆和三孔支撑杆，所述第一双孔支撑杆和三孔支撑杆均与第二伸缩杆的伸缩端转动连接，所述第一双孔支撑杆和三孔支撑杆远离第二伸缩杆的一端位于后箱体外且通过第二双孔支撑杆连接；所述第二双孔支撑杆的两端均设置有橡胶轮；所述第二伸缩杆的固定端上转动设置有第三双孔支撑杆，所述第三双孔支撑杆远离第二伸缩杆的一端与三孔支撑杆的上部转动连接。

18、进一步地，所述万向单元包括与前箱体螺纹连接的前万向节叉，与后箱体螺纹连接的后万向节叉，所述前万向节叉和后万向节叉之间通过十字轴承连接。

19、进一步地，所述后箱体上开设有使行走支撑单元运动的长条孔。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明采用步进电机作为动力源，通过齿轮调速机构减小转速，再经阶梯轴传递动力带动清洁机构，完成管道内壁残渣的清理，同时为了提高机器人在不同管径里的适应性，当管径变大时，伸缩支撑机构的伸缩杆向下移动，从而将伸缩支撑机构外直径变小，最终达到适应管径目的；变径支撑机构的橡胶轮受到压力向下挤压，使伸缩杆及弹簧呈拉伸状态，当管径变小，拉伸更长，当管径由小变大，橡胶轮上不受压力，弹簧恢复一定形变，使第一双孔支撑杆和三孔支撑杆两杆向右移动，完成变径过程，最终达到适应不同管径的目的。本机器人有效增强了清理效果和适应不同管径能力，而且操作简单，仅将机器人放入管道进行工作即可，不需要复杂的操作流程，即可轻松实现机器人在管道内的变径过程，节省了人力，降低了企业制造成本，提高了经济效益。

技术特征：

1.一种变径式支撑管道清理机器人,其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：所述清洁机构具有两个支撑轮架和叶片，两个所述支撑轮架的中间设置转轴盘，两个支撑轮架之间通过连接块连接并使转轴盘与支撑轮架之间连接成一个整体；所述叶片通过压片板将其固定于支撑轮架上。

3.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：所述转轴盘的中心设有转轴孔。

4.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：伸缩支撑机构具有前箱体，和位于所述前箱体内的固定盘；所述固定盘的一端固定设置有固定柱，所述固定柱的周向等间距固定设有至少三根固定座，每根所述固定座上均固定设置有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离固定座的一端设置有位于前箱体外的支撑轮桁架，所述支撑轮桁架与第一伸缩杆之间通过螺栓固定；支撑轮桁架的两端安装有两组万向弹性轮。

5.根据权利要求4所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：所述固定盘与固定柱的中心处设有中心孔。

6.根据权利要求4所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：阶梯轴的一端穿过依次中心孔及前箱体后与转轴孔固定连接。

7.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：所述齿轮调速机构包括位于所述前箱体内的齿轮箱和位于所述齿轮箱一侧的伺服电机，所述齿轮箱位于固定盘的一侧；

8.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：

9.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：

10.根据权利要求1所述的变径式支撑管道清理机器人,其特征在于：所述后箱体上开设有使行走支撑单元运动的长条孔。

技术总结本发明公开了一种变径式支撑管道清理机器人,属于管道清理机器人技术领域，用于对管道进行清理的清洁机构；伸缩时可适应不同管径管道的伸缩支撑机构，伸缩支撑机构的一端与清洁机构连接；对所述清洁机构的转速进行调节并传递动力带动清洁机构工作的齿轮调速机构，齿轮调速机构位于伸缩支撑机构内腔；变径支撑机构通过万向单元与伸缩支撑机构的另一端连接。本发明有效增强了清理效果和适应不同管径能力，而且操作简单，仅将机器人放入管道进行工作即可，不需要复杂的操作流程，即可轻松实现机器人在管道内的变径过程，节省了人力，降低了企业制造成本，提高了经济效益。技术研发人员：袁锐波,李滔,袁萌柯,覃学巨,梁松炜,韩锡镇受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2