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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明涉及一种可变形的履带式管道机器人及其差速过弯方法，属于管道机器人技术领域；包括机身主体，在机身主体的外侧面上设置有三个圆形阵列的履带足模块，每个履带足模块均通过中心变径模块与机身主体相连接，通过中心变径模块可以调节履带足模块与机身主体之间的间距，使得三个履带足模块都与管道内壁相接触；基于空间曲线测量的差速通过弯管方法，使得管道机器人能够通过各种曲率半径的管道；通过三个周向布置的履带足模块与管道内壁的接触，结合CCD摄像模块测量的管道轴线作为空间曲线的弯曲曲率，通过递归算法提高空间曲线拟合的精度，从而调节到每条履带足模块的速度，优化履带式管道机器人通过弯道时的效率。

主权项：1.一种可变形的履带式管道机器人，其特征在于：包括机身主体（1），在机身主体（1）的外侧面上沿着周圈设置有三个圆形阵列的履带足模块（2），每个履带足模块（2）均通过一个中心变径模块（3）与机身主体（1）相连接，通过中心变径模块（3）调节履带足模块（2）与机身主体（1）之间的间距，使得三个履带足模块（2）都与管道内壁相接触；所述履带足模块（2）包括两块相互平行的主侧板（21），在两块主侧板（21）的一端之间设置有主动支腿模块（22），在两块主侧板（21）的另一端之间设置有从动支腿模块（23），主动支腿模块（22）与从动支腿模块（23）之间通过同步带传动机构（24）相连接，在主动支腿模块（22）与从动支腿模块（23）内部均设置有履带轮，主动支腿模块（22）与从动支腿模块（23）的履带轮外侧套接有同一条履带（25），在主动支腿模块（22）处的主侧板（21）上设置有驱动电机（2204），在从动支腿模块（23）处的主侧板（21）上设置有制动器（2305）；当制动器（2305）处于通电锁定状态时，同步带传动机构（24）停止运行，驱动电机（2204）控制主动支腿模块（22）内部的履带轮转动而带动履带（25）运行，当制动器（2305）处于断电解锁状态时，同步带传动机构（24）开始运行，驱动电机（2204）控制主动支腿模块（22）整体转动，主动支腿模块（22）通过同步带传动机构（24）带动从动支腿模块（23）同步转动；所述主动支腿模块（22）包括两块主动侧板（2201），两块主动侧板（2201）位于两块主侧板（21）之间，两块主动侧板（2201）通过多根连接杆相固定连接；在两块主动侧板（2201）的一端之间转动设置有第一履带轮（2202），在两块主动侧板（2201）的另一端之间转动设置有第二履带轮（2203），在第一履带轮（2202）的转轴上固定设置有从动直齿轮（2209），从动直齿轮（2209）随着第一履带轮（2202）同步转动；在靠近主动支腿模块（22）的一块主侧板（21）的外侧面上固定设置有所述驱动电机（2204），驱动电机（2204）的输出轴上固定设置有主动锥齿轮（2205），在同侧的主侧板（21）上转动设置有一根输入轴（2207），在输入轴（2207）的外侧一端固定设置有从动锥齿轮（2206），主动锥齿轮（2205）与从动锥齿轮（2206）相啮合；输入轴（2207）的内侧一端伸入至两块主动侧板（2201）之间，在输入轴（2207）的内侧一端固定设置有主动直齿轮（2208），主动直齿轮（2208）与从动直齿轮（2209）相啮合；在两块主动侧板（2201）之间设置有传动轴（2210），在远离输入轴（2207）的另一侧的主动侧板（2201）内部固定插接有联轴器（2211），传动轴（2210）的一端与主动直齿轮（2208）相固定连接，传动轴（2210）的另一端通过轴承与联轴器（2211）的内侧一端相转动连接；所述从动支腿模块（23）包括两块从动侧板（2301），两块从动侧板（2301）位于两块主侧板（21）之间，两块从动侧板（2301）通过多根连接杆相固定连接；在两块从动侧板（2301）的一端之间转动设置有第三履带轮（2302），在两块从动侧板（2301）的另一端之间转动设置有第四履带轮（2303）；在第三履带轮（2302）与第四履带轮（2303）之间设置有一根从动轴（2304），从动轴（2304）的两端固定插接于两块从动侧板（2301）内部并且伸出至两块从动侧板（2301）的外侧；在靠近从动支腿模块（23）的一块主侧板（21）的外侧面上固定设置有所述制动器（2305），制动器（2305）的输出轴与从动轴（2304）的一端相固定连接；当制动器（2305）断电解锁时，从动轴（2304）与制动器（2305）的输出轴能够自由转动；当制动器（2305）通电锁定时，制动器（2305）的输出轴与从动轴（2304）均无法自由转动；在从动轴（2304）靠近制动器（2305）的一端外侧套接有扭簧（2306），扭簧（2306）的两端分别与主侧板（21）以及从动侧板（2301）相固定连接；从动轴（2304）远离制动器（2305）的一端伸出至远离制动器（2305）一侧的主侧板（21）外侧。

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