排水管道检测机器人机构设计及性能分析

提出了一种基于平行四边形支撑机构和丝杠副调整机构的排水管道检测机器人机构设计方案。通过试验验证后,结果表明理论分析基本上和试验结果一致,满足设计要求和工作要求。

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改造与更新

文章编号：17— 7 (0 8 0— 04 0 6 10 1 2 0) 5 0 3— 3 1

排水管道检测机器人机构设计及性能分析于志伟，郝静如q京信息科技大学机电工程学院，北京 10 8 ) 005

摘

要：提出了一种基于平行四边形支撑机构和丝杠副调整机构的排水管道检测机器人机构设计方案。

通过试验验证后，结果表明理论分析基本上和试验结果一致，满足设计要求和工作要求。 关键词：管道机器人；机构；管径适应性；拐弯；避障中图分类号：T 2 H1文献标识码：B

当前我国排水管道的维护绝大多数情况下还是

陷，承载着检测仪器设备顺利前行；可以在较大坡度、甚至垂直的管道中行进；可以拐弯等。常用管道直径为 5 0 3 0 mm,机器人机构可以通过更换 0~ 0 O

靠人工来完成，这种工作方式存在很多缺点，在很多情况下，人无法进入管道，如管道直径小、管道

内充斥对人体有害的气体等。另外人工检测速度慢、效率低、需要投入大量的人力。因此研发一种自动化的排水管道检测设备已成为国家发展的需要。在国外一些发达国家，排水管道检测机器人已经诞生并投入使用，但价格昂贵。在我国，目前还没有成型的、商品化的产品问世。本文设计了一种基于平行四边形轮腿机构和丝杠副调整机构的管道

相匹配的杆件来适应不同直径的管道。管道中存在变径管，机器人机构可以通过自适应调整系统不断

调整平行四边形机构的张角来适应不同的管径。二、机器人机构组成及工作原理

机器人机构模型如图 1所示，由三个周向均布的直行轮腿、三个周向均布的滚动轮腿、丝杠副、 主控箱等几个主要部分组成。

检测机器人机构设计方案。一

、

机器人机构的功能

机器人机构作为各种检测仪器设备的载体，承载着检测仪器在管道中行进。为了满足不同的工作要求，机器人机构可以沿管道轴线移动和绕管道轴线转动；可以避开排水管道中沉积的障碍物和缺结果表明，机器人的各项技术指标和性能均达到预期要求。随后，焊接了一片电力机车转向架的侧梁，并

对侧梁的各焊缝进行了切片化验，结果表明，焊缝及焊缝金相均达到改造要求。20年 2 07月投入使用以来，该焊接机器人运行稳定，焊接产品质量稳定。收稿日期：2 0— 2 1 0 80—4

支

图 1

滚动轮腿和直行轮腿通过支撑杆件和主控箱相连，构成平行四边形机构。支撑轮腿的杆件上设置铰链，通过连杆和丝杠副相连，由位于主控箱内部的调整步进电机驱动丝杠转动，丝杠带动螺母的轴向移动，螺母通过铰链驱动平行四边形机构的收

3中国设备工程 4

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