一种单驱动的管道机器人及其驱动方法与流程

本发明涉及管道机器人，尤其是涉及一种单驱动的管道机器人及其驱动方法。

背景技术：

1、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。

2、管道清洗是指对管道进行清洗，使管道内恢复材质本身表面，清洗后，在干净的金属表面形成一层致密的化学钝化膜，可以有效的防止污垢的再次产生，并且能有效的对设备进行保护，而管道内壁清洁则会使用管道清洁机器人进行清洁。

3、如申请号为cn201811515563.9的一种管道清洁机器人，提供一种适应管径变化的管道清洁机器人，设有三组履带爬行轮组，车体的行驶由三个独立的驱动电机驱动，能适应复杂管壁且爬升垂直管道；在伸缩主机架的中间，安装有电动缸，电动缸轴向伸缩，能改变伸缩主机架的轴向长度，进而改变u型连杆与伸缩主机架的角度，从而改变履带爬行轮组与伸缩主机架之间的径向距离，最终使机器人适应管道管径的变化；尾部有内壁清洁机构，能够适应管道管径变化，并对管道中的附着物进行清洗，达到清洁管道的目的。

4、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的管道清洁机器人的驱动结构比较单一，即为单组电机驱动单组的驱动机构进行爬升，整体的资源消耗过大，且多组驱动机构配合多组电机会占用较大的位置，从而导致整体体积较大，不适合直径较小的管道，增加了整体的清洁难度。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适配于复合管道的单驱动的管道机器人及其驱动方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种单驱动的管道机器人，包括固定安装盘，所述固定安装盘下端固定连接有驱动电机，所述驱动电机输出端穿过固定安装盘延伸至固定安装盘内部，所述驱动电机输出端固定连接有主动轮，所述主动轮外侧啮合连接有第一从动轮，所述第一从动轮外侧啮合连接有三组等间距分布的第二从动轮，所述固定安装盘下端等间距设置有用于固定安装盘爬升的爬升机构，所述爬升机构驱动端与第二从动轮固定连接，所述主动轮上端设置有用于管道清洁的清洁机构。

4、通过采用上述技术方案，驱动电机能够直接带动爬升机构和清洁机构进行工作，保证爬升机构带动整体在管道内部进行爬升，同时清洁机构对管道内壁进行清洁，降低了整体的能耗，增加了整体的清洁效果。

5、进一步地，所述固定安装盘上端固定连接有用于定位插接的定位框体，所述定位框体与第一从动轮内部开设有供管道插接的定位插孔，所述定位插孔、定位框体与固定安装盘的圆心线重叠。

6、通过采用上述技术方案，定位插孔可以对复合管道内部的管道进行定位，保证整体爬升时的定位效果，从而保证整体良好的定位爬升效果。

7、进一步地，所述爬升机构内部包括有固定在固定安装盘底端的安装壳体，所述安装壳体内部转动连接有蜗杆，所述蜗杆上端固定连接有第一连接轴，所述第一连接轴上端穿过安装壳体和固定安装盘延伸至固定安装盘上端，所述第一连接轴上端与第二从动轮固定连接。

8、通过采用上述技术方案，第一从动轮转动的过程中带动三组第二从动轮进行转动，从而保证三组从动轮分别带动三组连接轴进行转动，实现单电机带动多组驱动机构进行运动的效果，降低了整体的能源消耗。

9、进一步地，所述蜗杆外侧啮合连接有蜗轮，所述蜗轮与安装壳体转动连接，所述蜗轮一端固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴一端穿过安装壳体内部延伸至安装壳体外侧，所述第二连接轴外侧固定连接有用于爬升的爬升轮。

10、通过采用上述技术方案，蜗杆转动的过程中带动蜗轮进行转动，从而实现横向转动向纵向转动的变化，方便整体进行爬升的同时降低了整体的能源消耗。

11、进一步地，所述清洁机构内部包括有旋转框体，所述旋转框体下端固定连接有第三连接轴，所述第三连接轴下端与第一从动轮上端固定连接，所述旋转框体位于定位框体的外侧。

12、通过采用上述技术方案，旋转框体可以进行旋转，从而保证驱动电机在带动爬升机构驱动进行爬升的同时带动旋转框体旋转，使清洁机构对管道内壁进行充分的清洁，增加了整体的清洁效果。

13、进一步地，所述旋转框体外侧通过螺钉固定安装有安装框架，所述安装框架内部可拆卸连接有清洁毛刷，所述安装框架与清洁毛刷对应在旋转框体外侧壁环形等间距分布。

14、通过采用上述技术方案，清洁毛刷可以对管道内部进行充分的清洁，从而保证整体良好的清洁效果，且等间距分布的清洁毛刷保证整体旋转提升时的清洁效果。

15、进一步地，所述旋转框体外侧壁固定连接有固定框体，所述固定框体内部可拆卸连接有与固定框体相适配的压紧块，所述压紧块内部螺纹连接有固定螺钉，所述固定螺钉穿过压紧块与固定框体螺纹连接，所述固定框体与压紧块之间可拆卸连接有清洁布。

16、通过采用上述技术方案，清洁布可以和清洁毛刷交替使用，从而保证整体可以根据管道内部的情况进行良好的清洁，增加了整体清洁的多样性。

17、进一步地，所述固定框体位于安装框架外侧，所述固定框体与每两组安装框架等间距交错分布。

18、通过采用上述技术方案，每两组安装框架与固定框体对应分布可以保证整体良好的安装效果，且保证清洁毛刷可以撑起清洁布进行充分的清洁，增加了整体的清洁效果。

19、进一步地，一种单驱动的管道机器人驱动方法，包括：

20、a1：单电机控制双机构启动，通过在驱动电机输出端设置减速机对驱动电机进行参数控制，接着启动驱动电机带动主动轮进行转动，且主动轮转动的过程中带动第一从动轮旋转，第一从动轮旋转过程中不仅会通过第三连接轴带动清洁机构进行转动对管道内部进行清洁，同时第一从动轮旋转过程中还会通过第二从动轮带动爬升机构进行爬升，实现单电机进行双驱控制；

21、a2：爬升机构执行状态，第一从动轮转动的过程中带动等间距分布有三组的第二从动轮进行转动，同时第二从动轮通过第一连接轴带动蜗杆在安装壳体内部进行转动，蜗杆转动的过程中带动蜗轮旋转实现横向转动向纵向转动的转化，蜗轮通过第二连接轴带动爬升轮进行转动，并在爬升轮安装与管道相贴合的轮体，用于整体的爬升，且爬升时定位插孔与复合管道的内管道贴合进行定位爬升；

22、a3：清洁机构执行状态，通过第一从动轮转动的过程中带动旋转框体旋转，从而带动清洁毛刷和清洁布进行转动，同时根据管道内部情况对清洁方式进行更换，完成对管道的爬升旋转式清洁。

23、通过采用上述技术方案，驱动电机能够直接带动爬升机构和清洁机构进行工作，保证爬升机构带动整体在管道内部进行爬升，同时清洁机构对管道内壁进行清洁，降低了整体的能耗，增加了整体的清洁效果。

24、进一步地，所述a3中清洁方式进行更换具体为：通过拆卸固定螺钉将压紧块拆下，从而将清洁布拆除，以保证清洁毛刷直接对管道内壁进行清洁。

25、通过采用上述技术方案，清洁毛刷和清洁布两种清洁机构可以快速更换，方便整体根据情况对清洁毛刷和清洁布进行更换，增加了整体灵活性。

26、综上所述，本发明的有益技术效果为：

27、1、采用了第一从动轮带动三组第二从动轮进行转动，从而保证整体能够通过单电机带动三组爬升机构进行爬升，实现单电机带动多组驱动机构进行运动的效果，降低了整体的能源消耗，达到了低耗能的效果；

28、2、采用了第一从动轮带动等间距分布的清洁毛刷和清洁布进行旋转，保证爬升机构带动整体在管道内部进行爬升，同时清洁机构对管道内壁进行清洁，保证整体旋转爬升时良好的清洁效果，达到了充分旋转清洁的效果；

29、3、采用了组合的清洁毛刷和清洁布结构，清洁毛刷和清洁布两种清洁机构可以快速更换，方便整体根据情况对清洁毛刷和清洁布进行更换，达到了灵活清洁的效果。