CN111002324A - 一种圆管外壁爬行机器人 - Google Patents

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毛柳伟
杨坤
杜度
王国庆
袁思鸣
杨理践
李光辉
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Shenyang University of Technology
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric

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Abstract

本发明公开了一种圆管外壁爬行机器人，包括两个呈并列设置的前抱紧装置和后抱紧装置，后抱紧装置和前抱紧装置共同铰接有爬行装置，爬行装置包括固定在后抱紧装置上的伺服电机，伺服电机连接有螺杆，前抱紧装置上与螺杆对应的位置内处内嵌有螺母，螺杆伸入螺母内。本发明的一种圆管外壁爬行机器人，能沿直径较小的圆管外壁爬行并转弯。

Description

一种圆管外壁爬行机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，涉及一种圆管外壁爬行机器人。
背景技术
在舰船、冶金、建筑、化工、饮料等设备中，存在各种各样的管路，这些管路中通过的流体可能是压缩空气、化工气体、高压蒸汽、某种液体等，长期使用后管道内外都可能发生腐蚀、裂纹等破坏现象，从而造成安全事故，因而需定期检查维护。由于这些管路经常密集布置，直径多样，有些高度又较高，有时人工进行检修很困难，难以经常进行，随着机器人及检测技术的发展，管路检修机器人应运而生，使管路检修成为容易的事情。这些机器人，有些单纯检查，有些则可以同时对管路进行修复。目前管路检修机器人多数在管内爬行。直径较大的管路，机器人可以在其中爬行较大距离并在管内检修，而直径较小且转弯较多的管路，机器人管内爬行受拖行电缆等限制，难以爬行较长距离且容易卡住，因而在管内爬行且检修难以完成，可考虑在管外爬行并进行适当的检测，而目前管外壁爬行机器人尚无人研制。
发明内容
本发明的目的是提供一种圆管外壁爬行机器人，能沿直径较小的圆管外壁爬行并转弯。
本发明所采用的技术方案是，一种圆管外壁爬行机器人，包括两个呈并列设置的前抱紧装置和后抱紧装置，后抱紧装置和前抱紧装置共同铰接有爬行装置，爬行装置包括固定在后抱紧装置上的伺服电机，伺服电机连接有螺杆，前抱紧装置上与螺杆对应的位置内处内嵌有螺母，螺杆伸入螺母内。
本发明的特征还在于，
前抱紧装置和后抱紧装置的结构相同，均包括蹄形铁，蹄形铁两端均固定连接有转向轴，转向轴另一端铰接有机械手支座，机械手支座上开设有通孔，同一蹄形铁上设置的两个机械手支座上通孔的中心线重合，通孔内设置有机械手，机械手固定连接有直线电机。
机械手包括推杆，推杆穿过通孔后连接有V型块，推杆的另一端固定连接直线电机，同一蹄形铁上设置的两个机械手的V型块的V型相对设置。
V型块在推杆的可转动连接。
后抱紧装置的蹄形铁上固定设置导向杆，前抱紧装置的蹄形铁上对应导向杆的位置设置有通孔a，导向杆插入通孔a内。
导向杆设置有2-3根。
还包括控制装置，控制装置通过线缆电连接直线电机和伺服电机。
本发明的有益效果是
本发明的一种圆管外壁爬行机器人当沿单一一根管线爬行时，可以实现拐弯，在本发明的圆管外壁爬行机器人上安装各种检测装置，机器人沿管线爬行时，实现管线巡检。
附图说明
图1是本发明一种圆管外壁爬行机器人的结构示意图；
图2是本发明一种圆管外壁爬行机器人中后抱紧装置或前抱紧装置的结构示意图；
图3是本发明一种圆管外壁爬行机器人后抱紧装置或前抱紧装置两个机械手的抱紧示意图；
图4是本发明一种圆管外壁爬行机器人后抱紧装置或前抱紧装置两个机械手的松开示意图；
图5是采用本发明一种圆管外壁爬行机器人外角转弯的结构示意图；
图6是采用本发明一种圆管外壁爬行机器人内角转弯的结构示意图。
图中，1.后抱紧装置，2.前抱紧装置，3.伺服电机，4.螺杆，5.导向杆，6.螺母，7.转向轴，8.控制装置，9.圆管；
101.直线电机，102.推杆，103.V型块，104.挡圈，105.蹄形铁，106.机械手支座，107.通孔；
501.通孔a。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种圆管外壁爬行机器人，如图1所示，包括两个呈并列设置的前抱紧装置2和后抱紧装置1，后抱紧装置1和前抱紧装置2共同铰接有爬行装置，爬行装置包括固定在后抱紧装置1上的伺服电机3，伺服电机3连接有螺杆4，前抱紧装置2上与螺杆4对应的位置内处内嵌有螺母6，螺杆4伸入螺母6内。
如图2所示，前抱紧装置2和后抱紧装置1的结构相同，均包括蹄形铁105，蹄形铁105两端均固定连接有转向轴7，转向轴7另一端铰接有机械手支座106，机械手支座106上开设有通孔107，同一蹄形铁105上设置的两个机械手支座106上通孔107的中心线重合，通孔107内设置有机械手，机械手固定连接有直线电机101。
如图3-4所示，机械手包括推杆102，推杆102穿过通孔107后连接有V型块103，推杆102的另一端固定连接直线电机101，同一蹄形铁105上设置的两个机械手的V型块103的V型相对设置。
V型块103在推杆102的可转动连接，比如，V型块103通过光杆螺栓连接在推杆102一端，V型块103中间设置有孔，光杆螺栓穿过孔，且V型块103与光杆螺栓的螺母之间是设置有挡圈104。
后抱紧装置1的蹄形铁105上固定设置导向杆5，前抱紧装置2的蹄形铁105上对应导向杆5的位置设置有通孔a501，导向杆5插入通孔a501内。
导向杆5设置有2-3根。
还包括控制装置8，控制装置8通过线缆电连接直线电机101和伺服电机3。
本发明一种圆管外壁爬行机器人，通过控制装置8控制直线电机101轴往复移动，从而带动推杆102前后移动，如图3和4所示，实现同一蹄形铁105上两个V型块103的抱紧或放松，使得两个V型块103能抱紧或放松圆管9，且由于V型设计，将放松间隙设置在合理的范围，即使处于放松状态也不能使机器人脱离圆管9，且放松后的间隙还允许小角度摆动转弯；V型块103在推杆102轴头上可以自由转动，允许本发明实现大角度转弯如图5、图6所示，V型块103是铰接在102轴头上，机械手又铰接在转向轴7上，因此机械手能实现侧向摆动，从而实现侧向转弯；
当后抱紧装置1抱住圆管时，前抱紧装置2松开，伺服电机3转动，带动螺杆4转动，驱动前抱紧装置2沿导向杆5前行；当前抱紧装置2抱住圆管时，后抱紧装置1松开，伺服电机3反向转动，带动螺杆4反向转动，则拉动后抱紧装置1沿导向杆5前行。

Claims (7)

1.一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，包括两个呈并列设置的前抱紧装置(2)和后抱紧装置(1)，所述后抱紧装置(1)和前抱紧装置(2)共同铰接有爬行装置，所述爬行装置包括固定在所述后抱紧装置(1)上的伺服电机(3)，所述伺服电机(3)连接有螺杆(4)，所述前抱紧装置(2)上与所述螺杆(4)对应的位置内处内嵌有螺母(6)，所述螺杆(4)伸入所述螺母(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，所述前抱紧装置(2)和后抱紧装置(1)的结构相同，均包括蹄形铁(105)，所述蹄形铁(105)两端均固定连接有转向轴(7)，所述转向轴(7)另一端铰接有机械手支座(106)，所述机械手支座(106)上开设有通孔(107)，同一蹄形铁(105)上设置的两个所述机械手支座(106)上通孔(107)的中心线重合，所述通孔(107)内设置有机械手，所述机械手固定连接有直线电机(101)。
3.根据权利要求2所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，所述机械手包括推杆(102)，所述推杆(102)穿过通孔(107)后连接有V型块(103)，所述推杆(102)的另一端固定连接直线电机(101)，同一蹄形铁(105)上设置的两个机械手的V型块(103)的V型相对设置。
4.根据权利要求3所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，所述V型块(103)在所述推杆(102)的可转动连接。
5.根据权利要求3所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，所述后抱紧装置(1)的蹄形铁(105)上固定设置导向杆(5)，所述前抱紧装置(2)的蹄形铁(105)上对应所述导向杆(5)的位置设置有通孔a(501)，所述导向杆(5)插入所述通孔a(501)内。
6.根据权利要求5所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，所述导向杆(5)设置有2-3根。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的一种圆管外壁爬行机器人，其特征在于，还包括控制装置(8)，所述控制装置(8)通过线缆电连接所述直线电机(101)和伺服电机(3)。
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