CN103672292A - 管道机器人 - Google Patents

管道机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN103672292A
CN103672292A CN201310676422.6A CN201310676422A CN103672292A CN 103672292 A CN103672292 A CN 103672292A CN 201310676422 A CN201310676422 A CN 201310676422A CN 103672292 A CN103672292 A CN 103672292A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
pipeline
pipeline robot
skeleton
pole
Prior art date
Application number
CN201310676422.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103672292B (zh
Inventor
刘栋
曾佑轩
杨博光
陆蓉蓉
辛绍杰
Original Assignee
上海电机学院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 上海电机学院 filed Critical 上海电机学院
Priority to CN201310676422.6A priority Critical patent/CN103672292B/zh
Publication of CN103672292A publication Critical patent/CN103672292A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103672292B publication Critical patent/CN103672292B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28Constructional aspects
    • F16L55/30Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/32Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables being self-contained
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30Inspecting, measuring or testing

Abstract

一种管道机器人,包括:机器人骨架,进一步由第一十字轴万向铰链和第二十字轴万向铰链串联形成;支杆,支杆之一端铰链连接在机器人骨架上,之另一端固定设置传动轮,且支杆之连接机器人骨架的一端通过弹性元件调节支杆的张开角度;传动轮,设置在支杆之一端,并通过锥齿和万向联轴器与驱动电机电连接;传感器,分别设置在机器人骨架两端;无线信号收发器,设置在管道机器人上;以及控制单元,根据传感器之信号和外部电脑之指令控制管道机器人工作。本发明通过采用由第一十字轴万向铰链和第二十字轴万向铰链串联形成的机器人骨架,结构紧凑,并可确保管道机器人能够在弯角管道中自由转向,同时通过无线信号收发器实现远程操控。

Description

管道机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及机电一体化技术领域,尤其涉及一种管道机器人。
背景技术
[0002] 随着石油、化工、天然气和核工业的发展,以及管道检测或维修等工作的需要,管道机器人也得到了更为深入的研究和广泛的使用。针对各种生产设备的输送管道(水、汽、油等),以及特殊设备(高压管道等)的安全检测及维护,管道机器人在实际应用中具有很重要的实用价值。
[0003] 通常地,现有管道机器人多采用以下几种结构:履带车结构,底部采用履带带动所述管道机器人在所述管道内行走;支撑杆结构,采用端部带有轮子的折叠杆结构将所述管道机器人支撑在所述管道中间,然后再实现行走运动;轮式结构,采用传统车轮或特殊结构的车轮与管道内壁面接触,使所述管道机器人在所述管道内行驶。
[0004] 但是,所述现有的管道机器人由于自身结构限制,在实际应用中存在如下问题:第一、对管道的适应性差,由于机械结构的限制,所述管道机器人的尺寸不可能做得过小,难以在管径很小的管道中应用;第二、在管道内转弯困难,特别是丁字路口的转弯;第三、管道内的异物,或者是管道本身发生变形,这些都将阻碍所述管道机器人的运动,甚至导致所述管道机器人侧翻或者卡死等问题。寻求一种能灵活应用于各种管道检测与维护等工作中的管道机器人,且所述管道机器人可适应管道之形状,并进行转弯行走的管道机器人已成为本领域亟待解决的问题之一。
[0005] 故针对现有技术存在的问题,本案设计人凭借从事此行业多年的经验,积极研究改良,于是有了本发明一种管道机器人。
发明内容
[0006] 本发明是针对现有技术中,传统管道机器人对管道的适应性差、自由度低,以及不能根据所述管道之形状进行转弯行走等缺陷提供一种管道机器人。
[0007] 为实现本发明之目的,本发明提供一种管道机器人,所述管道机器人包括:
[0008] 机器人骨架,进一步由所述第一^h字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成;
[0009] 支杆,所述支杆之一端铰链连接在所述机器人骨架上,所述支杆之另一端固定设置所述传动轮,且所述支杆之连接所述机器人骨架的一端通过所述弹性元件调节所述支杆的张开角度;
[0010] 传动轮,设置在所述支杆之异于所述机器人骨架的一端,并通过所述锥齿和所述万向联轴器与所述驱动电机电连接;
[0011] 传感器,分别设置在所述机器人骨架之两端,以检测所述管道之走向;
[0012] 无线信号收发器,设置在所述管道机器人上,并通过与外部电脑连接且设置在所述管道之管道口处的信号接收装置进一步与所述外部电脑讯号连接;以及,[0013] 控制单元,根据所述传感器之信号和所述外部电脑之指令控制所述管道机器人工作。
[0014] 可选地,所述弹性元件为弹簧。
[0015] 可选地,所述控制单元为单片机。
[0016] 可选地,所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链上的传动轮的数量分别为3〜4个。
[0017] 可选地,设置在所述管道机器人之两端的传感器检测所述管道之走向,并将所述检测信息传送至所述控制单元,所述控制单元并进一步处理所述信息,以控制所述管道机器人的运动。
[0018] 可选地,所述控制单元对所述管道机器人之运动的控制系通过控制所述驱动电机,进而对所述传动轮进行控制而实现。
[0019] 可选地,所述管道机器人采用由所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成的机器人骨架,并通过电机驱动控制和内齿转副传动。
[0020] 综上所述,本发明管道机器人通过采用由所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成的机器人骨架,结构紧凑,并可确保所述管道机器人能够在弯角管道中自由转向;同时,通过设置在所述管道机器人上的无线信号收发器,以实现对所述管道机器人的远程操控。
附图说明
[0021] 图1所示为本发明管道机器人之结构示意图。
具体实施方式
[0022] 为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效,下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0023] 请参阅图1,图1所示为本发明管道机器人之结构示意图。所述管道机器人1,包括:机器人骨架11,所述机器人骨架11进一步由所述第一十字轴万向铰链111和所述第二十字轴万向铰链112串联形成;支杆12,所述支杆12之一端铰链连接在所述机器人骨架
11上,所述支杆12之另一端固定设置所述传动轮13,且所述支杆12之连接所述机器人骨架11的一端通过所述弹性元件14调节所述支杆12的张开角度;传动轮13,所述传动轮13设置在所述支杆12之异于所述机器人骨架11的一端,并通过所述锥齿(未图示)和所述万向联轴器(未图示)与所述驱动电机(未图示)电连接;传感器15,所述传感器15分别设置在所述机器人骨架11之两端,以检测所述管道2之走向;无线信号收发器(未图示),所述无线信号收发器设置在所述管道机器人1上,并通过与外部电脑连接且设置在所述管道2之管道口 21处的信号接收装置(未图示)进一步与所述外部电脑讯号连接;以及控制单元(未图示),所述控制单元根据所述传感器15之信号和所述外部电脑之指令控制所述管道机器人1工作。
[0024] 为了更直观的阐述本发明之技术方案,凸显本发明之有益效果,现以具体的实施方式为例进行阐述。在所述具体实施方式中,优选地,所述弹性元件14为弹簧。所述控制单元为单片机。所述第一十字轴万向铰链111和所述第二十字轴万向铰链112上的传动轮13的数量分别为3〜4个。所述具体实施方式中的元器件选择仅为列举,不应视为对本发明技术方案的限制。
[0025] 请继续参阅图1,详述本发明管道机器人的工作原理。所述管道机器人I在工作时,包括:
[0026] 通过设置在所述管道机器人I之两端的传感器15检测所述管道2之走向,并将所述检测信息传送至所述控制单元,所述控制单元并进一步处理所述信息,以控制所述管道机器人I的运动;
[0027] 所述控制单元对所述管道机器人I之运动的控制系通过控制所述驱动电机,进而对所述传动轮13进行控制而实现;
[0028] 所述支杆12之连接所述机器人骨架11的一端通过所述弹性元件14调节所述支杆12的张开角度,使得所述管道机器人I可适于不同内径之管道2 ;
[0029] 所述管道机器人I采用由所述第一十字轴万向铰链111和所述第二十字轴万向铰链112串联形成的机器人骨架11,并通过电机驱动控制和内齿转副传动,不仅结构紧凑,而且可确保所述管道机器人I能够在弯角管道2中自由转向;
[0030] 所述管道机器人I上设置无线信号收发器,并通过与外部电脑连接且设置在所述管道2之管道口 21处的信号接收装置(未图示)进一步与所述外部电脑讯号连接,以实现远程操控。
[0031] 综上所述,本发明管道机器人通过采用由所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成的机器人骨架,结构紧凑,并可确保所述管道机器人能够在弯角管道中自由转向;同时,通过设置在所述管道机器人上的无线信号收发器,以实现对所述管道机器人的远程操控。
[0032] 本领域技术人员均应了解,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可对本发明进行各种修改和变型。因而,如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时,认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (7)

1.一种管道机器人,其特征在于,所述管道机器人包括:机器人骨架,进一步由所述第一^h字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成;支杆,所述支杆之一端铰链连接在所述机器人骨架上,所述支杆之另一端固定设置所述传动轮,且所述支杆之连接所述机器人骨架的一端通过所述弹性元件调节所述支杆的张开角度;传动轮,设置在所述支杆之异于所述机器人骨架的一端,并通过所述锥齿和所述万向联轴器与所述驱动电机电连接;传感器,分别设置在所述机器人骨架之两端,以检测所述管道之走向;无线信号收发器,设置在所述管道机器人上,并通过与外部电脑连接且设置在所述管道之管道口处的信号接收装置进一步与所述外部电脑讯号连接;以及, 控制单元,根据所述传感器之信号和所述外部电脑之指令控制所述管道机器人工作。
2.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,所述弹性元件为弹簧。
3.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,所述控制单元为单片机。
4.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链上的传动轮的数量分别为3~4个。
5.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,设置在所述管道机器人之两端的传感器检测所述管道之走向,并将所述检测信息传送至所述控制单元,所述控制单元并进一步处理所述信息,以控制所述管道机器人的运动。
6.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,所述控制单元对所述管道机器人之运动的控制系通过控制所述驱动电机,进而对所述传动轮进行控制而实现。
7.如权利要求1所述的管道机器人,其特征在于,所述管道机器人采用由所述第一十字轴万向铰链和所述第二十字轴万向铰链串联形成的机器人骨架,并通过电机驱动控制和内齿转副传动。
CN201310676422.6A 2013-12-11 2013-12-11 管道机器人 Expired - Fee Related CN103672292B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310676422.6A CN103672292B (zh) 2013-12-11 2013-12-11 管道机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310676422.6A CN103672292B (zh) 2013-12-11 2013-12-11 管道机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103672292A true CN103672292A (zh) 2014-03-26
CN103672292B CN103672292B (zh) 2015-12-02

Family

ID=50310682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310676422.6A Expired - Fee Related CN103672292B (zh) 2013-12-11 2013-12-11 管道机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103672292B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105508805A (zh) * 2016-01-27 2016-04-20 金华职业技术学院 一种自适应管道爬行器
CN106402578A (zh) * 2016-11-08 2017-02-15 绍兴职业技术学院 一种用于微小管道的探查机器人
CN106439386A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 西安石油大学 一种智能管道内壁行走机器人
CN106594453A (zh) * 2017-01-23 2017-04-26 西安石油大学 一种自动翻转爬行装置
CN108561675A (zh) * 2017-12-01 2018-09-21 上海大学 一种手持式小型管道作业装置
CN109973756A (zh) * 2018-12-29 2019-07-05 北京工业大学 一种管道机器人
CN111570428A (zh) * 2020-04-09 2020-08-25 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于隧道排水系统疏通设备的姿态调整装置
CN111570428B (zh) * 2020-04-09 2021-06-04 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于隧道排水系统疏通设备的姿态调整装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080245258A1 (en) * 2007-04-06 2008-10-09 General Electric Company Pressure-balanced electric motor wheel drive for a pipeline tractor
CN101818842A (zh) * 2010-04-02 2010-09-01 浙江师范大学 一种利用自锁实现行进的管道机器人的行进机构
CN201902765U (zh) * 2010-12-24 2011-07-20 张龙 一种管道机器人驱动机构
WO2012130318A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 The Safer Plug Company Limited A pipeline tool
CN203273186U (zh) * 2013-05-23 2013-11-06 秦永成 一种周向均布同步驱动多轴管道爬行器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080245258A1 (en) * 2007-04-06 2008-10-09 General Electric Company Pressure-balanced electric motor wheel drive for a pipeline tractor
CN101818842A (zh) * 2010-04-02 2010-09-01 浙江师范大学 一种利用自锁实现行进的管道机器人的行进机构
CN201902765U (zh) * 2010-12-24 2011-07-20 张龙 一种管道机器人驱动机构
WO2012130318A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 The Safer Plug Company Limited A pipeline tool
CN203273186U (zh) * 2013-05-23 2013-11-06 秦永成 一种周向均布同步驱动多轴管道爬行器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105508805A (zh) * 2016-01-27 2016-04-20 金华职业技术学院 一种自适应管道爬行器
CN106439386B (zh) * 2016-10-09 2021-03-02 西安石油大学 一种智能管道内壁行走机器人
CN106439386A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 西安石油大学 一种智能管道内壁行走机器人
CN106402578A (zh) * 2016-11-08 2017-02-15 绍兴职业技术学院 一种用于微小管道的探查机器人
CN106594453A (zh) * 2017-01-23 2017-04-26 西安石油大学 一种自动翻转爬行装置
CN108561675A (zh) * 2017-12-01 2018-09-21 上海大学 一种手持式小型管道作业装置
CN109973756A (zh) * 2018-12-29 2019-07-05 北京工业大学 一种管道机器人
CN111570428A (zh) * 2020-04-09 2020-08-25 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于隧道排水系统疏通设备的姿态调整装置
CN111570428B (zh) * 2020-04-09 2021-06-04 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于隧道排水系统疏通设备的姿态调整装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103672292B (zh) 2015-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106170371B (zh) 模块化移动式检查车辆
CN204666559U (zh) 一种无损探伤装置
CN105172933B (zh) 一种仿蜘蛛的多足机器人平台
EP2922667B1 (en) Outer surface inspecting robot with flipping over flange mechanism
CN103867848A (zh) 一种螺旋驱动式管道机器人
CN103009373B (zh) 具有曲面自适应吸附的磁轮式爬壁机器人
CN102102510A (zh) 折叠式超声波井眼成像工具
WO2011041439A3 (en) Tool, kit-of-parts for multi-functional tool, and robotic system for same
CN108413177B (zh) 一种自适应管道清淤机器人
JP2012171051A5 (zh)
CN104149083B (zh) 一种电力金属部件清扫探伤机器人
CN203743732U (zh) 一种管道内行走支撑机构
CN103802132B (zh) 具有目标跟随监视功能的可折叠轻型机械臂
CN104875218A (zh) 机器人以及固定装置
CN102608351B (zh) 机械臂三维姿态的检测方法和系统、及控制其运行的系统
CN103940544A (zh) 双十字梁组合式指关节六维力传感器
CN101576185A (zh) 万向旋转流体管道
CN106224690B (zh) 一种管道探测机器人
CN203973550U (zh) 一种非接触式手势控制机器人
CN104259158A (zh) 一种多功能管道机器人
CN102935642A (zh) 连杆键槽式耦合欠驱动双关节机器人手指装置
CN202267476U (zh) 消防车及其臂架回转角度检测装置
Kim et al. FAMPER: A fully autonomous mobile robot for pipeline exploration
CN203528229U (zh) 汽车摆臂的减震衬套
CN101850796B (zh) 可组合的机器人关节构成的四肢单元

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151202

Termination date: 20181211