根据无缆管道机器人的工作要求,本文设计的机器人机械结构由三个主要部件组成。三个部件之间用弹簧连接。机器人在管道中的运动规律较为复杂,三个部件的瞬时速度和位置不会一样,因此弹簧在这里可以起到缓冲的作用。下面讨论机器人的运动机构方案的设计。调速机构调速机构位于机器人最前面,其作用是承受流体压力,以产生驱动机器人前进的推力。在本设计中,调速机构的横截面积大小必须可调,目的是通过调节推力大小控制机器人速度。另一个原因是,发电机在发电时,管道内要保持足够的流通径给流体通过,也就是这时能缩小机构的横截面积。
本设计的调速机构前面有一把状如能向前张开的雨伞,可按需要收放,柔性的面料蒙在伞的骨架上,当伞架张开时,伞面能有效地封闭管道,增加承受流体速度压力的横截面积,推动机器人快速前进。伞的骨架由电磁铁元件驱动。当电磁铁元件通电时铁芯往左边运动,可实现把伞架收起来。当电磁铁断电时,铁芯在弹簧力和流体压力的作用下张开。伞面呈后掠式结构,机器人顺管道滑动时就不会翻起来。调节机构机器人本体内有电气电路仓,可供安放电子线路板、电能储存元件等。在这个部件上有一个姿态调节节机构示意图机构,其作用是当机器人遇到三叉弯道时,能调节上述调速机构的转弯姿态,以确定机器人的前进方向。转子的风叶轮装置在集风器的中央,集风器既起到保护风叶轮的作用,又能进一步提高风压。通过发电机发电,为机器人提供源源不断的能量。