CN109226122A - 一种管道机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道机器人,包括:机器人的头部、机器人的中部、机器人的尾部和连接机构;机器人的头部设置监控管道内壁和管道内部环境的监控机构、清洁机构的清洁头和旋转机构;机器人的中部设置清洁机构的储存腔和定位机构的控制装置;机器人的尾部设置驱动机构;机器人的头部、中部和尾部的侧壁设置行走机构;监控机构和清洁头固定于旋转机构上,驱动机构可驱动旋转机构相对于管道转动,以使机器人在清洁模式和监控模式间切换。本发明公开的一种管道机器人,能有效解决现有技术管道在安装或故障后,人员不能有效进入管道内部检查和清洁的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种管道机器人。
背景技术
对于组合电器(气体绝缘金属封闭开关设备GIS或气体绝缘输电线路GIL),管道内部故障放电检修时需要对灰尘及微粒进行清扫,一般内部放电后的气体和微粒存在毒性,清洁人员需穿戴防毒面具和防护服后才能接触管道,且管道内的部分空间过于狭窄,导致清洁人员难以进入。因此需要一种机器人对管道内部进行清洁。
发明内容
本发明实施例提供一种管道机器人,能有效解决现有技术管道在安装或故障后,人员不能有效进入管道内部检查和清洁的问题。
本发明实施例一提供一种管道机器人,包括:机器人的头部、机器人的中部、机器人的尾部和连接机构;
所述连接机构包括可旋转的第一连接体和可旋转的第二连接体,所述机器人的头部通过所述第一连接体与所述机器人的中部连接,所述机器人的中部通过所述第一连接体与所述机器人的尾部连接;
所述机器人的头部设置监控管道内壁和管道内部环境的监控机构、清洁机构的清洁头和旋转机构;
所述机器人的中部设置清洁机构的储存腔和定位机构的控制装置;
所述机器人的尾部设置驱动机构;
所述机器人的头部、中部和尾部的侧壁设置行走机构;
所述监控机构和所述清洁头固定于所述旋转机构上,所述驱动机构可驱动所述旋转机构相对于管道转动,以使机器人在清洁模式和监控模式间切换;
所述清洁机构还包括储存管道,所述清洁头通过所述储存管道与所述储存腔连通;
所述定位机构还包括传感装置和通信装置,所述传感装置定位机器人与管道的相对位置,所述通信装置用于发送所述相对位置和接收外部控制信号;
当所述控制装置为自主控制模式时,所述定位机构的控制装置接收所述相对位置,根据所述相对位置向所述驱动机构发送控制指令;当所述控制装置为外部控制模式时,所述控制装置根据接收到的外部控制信号向所述驱动机构发送控制指令;
所述驱动机构根据接收到的控制指令驱动所述行走机构的移动,控制机器人行进。
作为上述方案的改进,所述第一连接体包括第一伸缩波纹管,所述第二连接体包括第二伸缩波纹管。
作为上述方案的改进,所述第一连接体还包括第一四连杆,所述第二连接体还包括第二四连杆,所述第一四连杆的曲柄和所述第二四连杆的曲柄分别与所述驱动机构连接;所述第一伸缩波纹管覆盖在所述第一四连杆外侧;所述第二伸缩波纹管覆盖在所述第二四连杆外侧。
作为上述方案的改进,所述监控机构包括可采集灰尘等异物的图像的摄像头。
作为上述方案的改进,所述清洁头包括伸缩吸嘴,所述伸缩吸嘴将清洁过程
产生的杂质通过所述储存管道传输至所述储存腔进行储存。
作为上述方案的改进,所述行走机构包括至少六个行走足;所述机器人的头部、机器人的中部和机器人的尾部至少各分布两个所述行走足。
作为上述方案的改进,所述行走足为吸盘足;所述行走机构还包括气泵,所述气泵与所述六个吸盘足连接;
所述驱动机构通过驱动所述气泵的排气与放气而控制吸盘足的抬起、吸附和移动。
作为上述方案的改进,所述传感装置包括至少两个环形传感器,分别位于所述管道机器人的外壁。
作为上述方案的改进,所述定位机构还包括存储装置和通信装置;所述存储装置与所述摄像头连接,用于存储所述摄像头采集的图像;所述通信装置还用于发送所述摄像头采集的图像。
作为上述方案的改进,所述机器人的供电方式为有线供电或无线供电;当采用无线供电时,还包括电池模块,所述电池模块位于所述机器人的尾部。
本发明实施例提供的一种管道机器人,与现有技术相比,具有如下有益效果:
通过在机器人头部搭载清洁机构和监控机构,实现对管道安装或故障后,管道内部检查和清洁;通过搭载定位机构,实现自动路径规划和外部运动控制,实现对管道内部的全方位检查和清洁;通过可变换角度的连接机构,使机器人进入管道时以及在移动过程中能够贴合管道内壁的形状调整姿势、降低行走机构的受力;移动机构能够采用六足仿生方法和四脚移动法,使机器人的移动更稳定。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种管道机器人的结构示意图。
图2是本发明实施例一提供的一种管道机器人的六足仿生方法步态示意图。
图3是本发明实施例一提供的一种管道机器人的第一四连杆结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,是本发明实施例一提供的一种管道机器人的结构示意图,包括:机器人的头部101、机器人的中部201、机器人的尾部301和连接机构;
连接机构包括可旋转的第一连接体和可旋转的第二连接体,机器人的头部101通过第一连接体与机器人的中部201连接,机器人的中部201通过第一连接体与机器人的尾部301连接;
机器人的头部101设置监控管道内壁和管道内部环境的监控机构、清洁机构的清洁头和旋转机构122;
机器人的中部201设置清洁机构的储存腔和定位机构的控制装置;
机器人的尾部301设置驱动机构;
机器人的头部101、中部和尾部的侧壁设置行走机构;
监控机构和清洁头固定于旋转机构122上,驱动机构可驱动旋转机构122相对于管道转动,以使机器人在清洁模式和监控模式间切换;
清洁机构还包括储存管道123,清洁头通过储存管道123与储存腔连通;
定位机构还包括传感装置和通信装置,传感装置定位机器人与管道的相对位置,通信装置用于发送相对位置和接收外部控制信号;
当控制装置为自主控制模式时,定位机构的控制装置接收相对位置,根据相对位置向驱动机构发送控制指令;当控制装置为外部控制模式时,控制装置根据接收到的外部控制信号向驱动机构发送控制指令;
驱动机构根据接收到的控制指令驱动行走机构的移动,控制机器人行进。
进一步的,第一连接体包括第一伸缩波纹管411,第二连接体包括第二伸缩波纹管412。
进一步的,第一连接体还包括第一四连杆401,第二连接体还包括第二四连杆402,第一四连杆401的曲柄和第二四连杆402的曲柄分别与驱动机构连接;第一伸缩波纹管411覆盖在第一四连杆401外侧;第二伸缩波纹管412覆盖在第二四连杆402外侧。
参见图2,是本发明实施例一提供的一种管道机器人的第一四连杆结构示意图。驱动机构控制第一四连杆401的曲柄使其发生进行角度改变,从而带动机器人的头部101与机器人的中部201之间的夹角发生改变,第二四连杆402与第一四连杆401的运动原理一致。
进一步的,监控机构包括可采集灰尘等异物的图像的摄像头112。
进一步的,清洁头包括伸缩吸嘴121,伸缩吸嘴121将清洁过程产生的杂质通过储存管道123传输至储存腔进行储存。
进一步的,行走机构包括至少六个行走足;机器人的头部101、机器人的中部201和机器人的尾部301至少各分布两个行走足。
进一步的,行走足为吸盘足;行走机构还包括气泵,气泵与六个吸盘足连接;
驱动机构通过驱动气泵的排气与放气而控制吸盘足的抬起、吸附和移动。
参见图3,是本发明实施例一提供的一种管道机器人的六足仿生方法步态示意图。机器人开始运动时第二吸盘足502、第四吸盘足504和第六吸盘足506抬起准备向前摆动,第一吸盘足501、第三吸盘足503和第五吸盘足505处于支撑状态,支撑机器人本体使机器人的原有重心位置处于3条支撑腿所构成的三角形内,使机器人处于稳定状态防止摔倒;气泵使第二吸盘足502、第四吸盘足504和第六吸盘足506向前摆动跨步,第一吸盘足501、第三吸盘足503和第五吸盘足505同时在驱动机构的作用下驱动机器人本体,使机器人向前运动步长S;移动结束后,第二吸盘足502、第四吸盘足504和第六吸盘足506放下,呈支撑态,使机器人的重心位于第二吸盘足502、第四吸盘足504和第六吸盘足506所构成的三角形稳定区内;第一吸盘足501、第三吸盘足503和第五吸盘足505抬起并准备向前跨步,摆动第一吸盘足501、第三吸盘足503和第五吸盘足505向前跨步,第二吸盘足502、第四吸盘足504和第六吸盘足506同时在驱动机构的作用下驱动机器人本体,使机器人向前运动步长S;重复上述过程,实现机器人的移动。
进一步的,传感装置包括至少两个环形传感器601,分别位于管道机器人的外壁。
优选的,环形传感器601为环形雷达传感器。
优选的,两个环形传感器601分别位于机器人的头部101和机器人的尾部301。
进一步的,定位机构还包括存储装置和通信装置;存储装置与摄像头112连接,用于存储摄像头112采集的图像;通信装置还用于发送摄像头112采集的图像。
进一步的,机器人的供电方式为有线供电或无线供电;当采用无线供电时,还包括电池模块,电池模块位于机器人的尾部301。
本发明实施例二还提供一种管道机器人,其中,行走机构包括八个行走足;机器人的头部101和机器人的尾部301各分部两个行走足,机器人的中部201分布四个行走足。
当机器人需要移动时,驱动机构控制头部的行走足抬起并向前摆动,此时中部和尾部的行走足支撑机器人本体;驱动机构控制尾部的行走足抬起并向前摆动,此时中部的行走足支撑机器人本体;驱动机构控制中部的行走足抬起并向前摆动,此时头部和尾部的行走足支撑机器人本体,实现机器人向前移动一个步长;重复上述过程,完成机器人的移动。
本发明实施例提供的一种管道机器人,与现有技术相比,具有如下有益效果:
通过在机器人头部搭载清洁机构和监控机构,实现对管道安装或故障后,管道内部检查和清洁;通过搭载定位机构,实现自动路径规划和外部运动控制,实现对管道内部的全方位检查和清洁;通过可变换角度的连接机构,使机器人进入管道时以及在移动过程中能够贴合管道内壁的形状调整姿势、降低行走机构的受力;移动机构能够采用六足仿生方法和四脚移动法,使机器人的移动更稳定。
需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种管道机器人,其特征在于,包括:机器人的头部、机器人的中部、机器人的尾部和连接机构;
所述连接机构包括可旋转的第一连接体和可旋转的第二连接体,所述机器人的头部通过所述第一连接体与所述机器人的中部连接,所述机器人的中部通过所述第一连接体与所述机器人的尾部连接;
所述机器人的头部设置监控管道内壁和管道内部环境的监控机构、清洁机构的清洁头和旋转机构;
所述机器人的中部设置清洁机构的储存腔和定位机构的控制装置;
所述机器人的尾部设置驱动机构;
所述机器人的头部、中部和尾部的侧壁设置行走机构;
所述监控机构和所述清洁头固定于所述旋转机构上,所述驱动机构可驱动所述旋转机构相对于管道转动,以使机器人在清洁模式和监控模式间切换;
所述清洁机构还包括储存管道,所述清洁头通过所述储存管道与所述储存腔连通;
所述定位机构还包括传感装置和通信装置,所述传感装置定位机器人与管道的相对位置,所述通信装置用于发送所述相对位置和接收外部控制信号;
当所述控制装置为自主控制模式时,所述定位机构的控制装置接收所述相对位置,根据所述相对位置向所述驱动机构发送控制指令;当所述控制装置为外部控制模式时,所述控制装置根据接收到的外部控制信号向所述驱动机构发送控制指令;
所述驱动机构根据接收到的控制指令驱动所述行走机构的移动,控制机器人行进。
2.如权利要求1所述的一种管道机器人,其特征在于,所述第一连接体包括第一伸缩波纹管,所述第二连接体包括第二伸缩波纹管。
3.如权利要求2所述的一种管道机器人,其特征在于,所述第一连接体还包括第一四连杆,所述第二连接体还包括第二四连杆,所述第一四连杆的曲柄和所述第二四连杆的曲柄分别与所述驱动机构连接;所述第一伸缩波纹管覆盖在所述第一四连杆外侧;所述第二伸缩波纹管覆盖在所述第二四连杆外侧。
4.如权利要求2所述的一种管道机器人,其特征在于,所述监控机构包括可采集灰尘等异物的图像的摄像头。
5.如权利要求4所述的一种管道机器人,其特征在于,所述清洁头包括伸缩吸嘴,所述伸缩吸嘴将清洁过程产生的杂质通过所述储存管道传输至所述储存腔进行储存。
6.如权利要求5所述的一种管道机器人,其特征在于,所述行走机构包括至少六个行走足;所述机器人的头部、机器人的中部和机器人的尾部至少各分布两个所述行走足。
7.如权利要求6所述的一种管道机器人,其特征在于,所述行走足为吸盘足;所述行走机构还包括气泵,所述气泵与所述六个吸盘足连接;
所述驱动机构通过驱动所述气泵的排气与放气而控制吸盘足的抬起、吸附和移动。
8.如权利要求7所述的一种管道机器人,其特征在于,所述传感装置包括至少两个环形传感器,分别位于所述管道机器人的外壁。
9.如权利要求8所述的一种管道机器人,其特征在于,所述定位机构还包括存储装置和通信装置;所述存储装置与所述摄像头连接,用于存储所述摄像头采集的图像;所述通信装置还用于发送所述摄像头采集的图像。
10.如权利要求9所述的一种管道机器人,其特征在于,所述机器人的供电方式为有线供电或无线供电;当采用无线供电时,还包括电池模块,所述电池模块位于所述机器人的尾部。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |