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申请/专利权人：长沙理工大学

摘要：本发明公开了一种外管道爬行系统，包括：结构相同的前车体和后车体，安装于车体上的行走单元、环抱单元和伸缩单元以及前后车体连接件。行走单元包括安装于车体和同步带上的球形三角轮、全向轮以及驱动机构；环抱单元包括塑性的同步带、相互啮合的大齿轮和小齿轮、调节同步带松紧的膨胀凸轮以及驱动机构。大齿轮不同的转向可实现同步带不同方向的收放，从而扯动车体和同步带绕管道轴线方向转动，且膨胀凸轮向外膨胀和向内收缩可调节同步带环抱直径的大小，适应于不同管径的管道。本发明可以在不同直径的管道上爬行工作，并能实现跨越一定障碍和绕管道轴线方向转动的功能，通用性好，能够适应复杂的管道环境。

主权项：1.一种外管道爬行系统，其特征在于，包括：车体100以及安装于车体100上的行走单元200、两个环抱单元300、伸缩单元400和前后车体连接件500，车体100包括结构相同的前车体101和后车体102：行走单元200包括安装于车体100和同步带301上的球形三角轮201、全向轮202、驱动电机203、三角轮翻转电机204、电机座205、小皮带206、轮盘207以及固定件208，所述全向轮202为驱动轮，球形三角轮201为辅助行走机构；所述前车体101和后车体102各安装一个球形三角轮201，所述球形三角轮201与三角轮翻转电机204的传动方式为皮带传动，平行安装两个轮盘207，其中一个轮盘207连接三角轮翻转电机204，另一个轮盘207连接球形三角轮201，在球形三角轮201和三角轮翻转电机204的轮盘207上安装小皮带206，确保小皮带206正确对齐且张紧适当；其余球形三角轮201通过固定件208安装在同步带301上，全向轮202安装在第一伸缩杆402下端；环抱单元300包括塑性的同步带301、相互啮合的大齿轮302和小齿轮303、膨胀凸轮304、控制大齿轮302的第一驱动电机305以及控制膨胀凸轮304的第二驱动电动机306，大齿轮302、小齿轮303和膨胀凸轮304安装在车体100的方式为挂壁式，所述同步带301缠绕在大齿轮302、小齿轮303和膨胀凸轮304上，第一驱动电机305驱动大齿轮302逆时针旋转则收卷同步带301，同时由于大齿轮302和小齿轮303相互啮合，小齿轮303顺时针旋转放卷同步带301，从而扯动车体100顺时针绕管道轴线方向转动；若驱动大齿轮302和小齿轮303与上述相反的方向旋转，则扯动车体100逆时针绕管道轴线方向转动；膨胀凸轮304安装在小齿轮303的右上方，大齿轮302和膨胀凸轮304分别和第一驱动电机305、第二驱动电机306的输出轴通过键和键槽安装；所述膨胀凸轮304包括膨胀凸轮外板3041、膨胀凸轮块3042、膨胀凸轮内板3043、联接轴3044，其中膨胀凸轮外板3041和膨胀凸轮内板3043通过联接轴3044连接，膨胀凸轮块3042的伸出杆的两端分别伸入膨胀凸轮外板3041的直形槽和膨胀凸轮内板3043的曲形槽中，第二驱动电机306与膨胀凸轮内板3043连接，控制膨胀凸轮内板3043的转速及转向，膨胀凸轮块3042随着膨胀凸轮内板3043上曲形槽的运动而运动，再由于膨胀凸轮外板3041上直形槽的限制，使得膨胀凸轮块3042只能向外膨胀或者向内收缩，实现同步带301的收紧和放松；所述球形三角轮201包括三角架2011、球形轮2012、球套2013、滚珠2014，其中球形轮2012置于球套2013中，不完全固定，滚珠2014分布在球形轮2012与球套2013之间以减小球形轮2012在球套2013中转动时的摩擦，球套2013则通过螺栓与三角架2011连接固定，球形三角轮201通过固定件208以及螺栓安装在同步带301上，球形三角轮201的数量由管道直径大小确定。

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