CN111038669A - 一种海底管道检测型水下机器人 - Google Patents

Abstract

一种海底管道检测型水下机器人。用于对水下石油管道进行精确检测。所述水下机器人（ROV）包括ROV本体、固定管道夹具装置以及链条式管道可横向检测装置；所述ROV本体作为载体为夹具装置和检测装置提供动力；所述夹具装置通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，防止ROV本体的晃动和摆动，保证夹具工作的可靠性。也保证链条式管道可横向检测装置提供稳定的检测环境。检测装置中柔性机械手搭载检测设备对管道进行检测，在沿着管道轴向检测的基础上可以进行横向旋转式检测。同时，本种水下机器人采用柔性机械手结构可以自动贴附管道壁，适用于大多数直径的管道。

Description

一种海底管道检测型水下机器人

技术领域

本发明涉及一种用于进行海底管道检测的水下机器人。

背景技术

随着海洋石油的不断发展，作为水下石油传输的设备-管道，也变的越来越重要。各国都加快海底油气管道的建设，所需海底管道运输的距离也在不断加大，最大铺设深度可达上千米，因此对管道的定期检测就变得尤为重要。水下管道检测通常是通过水下机器人搭载检测设备进行的，然而，海底由于环境复杂，洋流涌动，致使检测性水下机器人无法适应复杂的环境，导致检测数据不准确或者不稳定，给海底检测带来了诸多困难。目前，海底管道夹持技术，大部分是利用电机提供动力进行夹紧，但需要对电机进行水下密封，使其结构变得复杂，电机由于受到水下压力、温度等因素的影响，致使操作不稳定。对于检测方式也受到诸多限制，对于大多数检测设备，检测运动方式比较单一，一般是沿着管道的轴向进行移动，并不能对管道进行同一水平面（横向）旋转式检测。

CN 106514660A文献公开了一种海底管线检测用水下机器人，但是它所采用的夹持机构是通过液压系统来控制卡爪张合，最终将管道夹紧，夹持装置在管道上面进行行走时，检测装置也只能够沿着管径的轴向进行检测。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种海底管道检测型水下机器人，这种机器人的固定管道夹具装置与链条式管道可横向检测装置是配合进行的，固定管道夹具装置为纯机械机构，由ROV本体自身的推进器提供的动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证夹具工作的可靠性。在固定管道夹具装置将管道夹紧后，链条式管道可横向检测装置中的柔性机械手在伸缩丝杆电机的带动下，不断靠近管道，柔性链条在碰到管道后，会弯曲贴附管道壁，直至贴附到所需位置，停止伸缩丝杆电机的运行，柔性机械手的减速电机运行，搭载在链条上的检测设备开始随链条移动，进行沿管径进行横向检测，另在柔性机械手上面有上下丝杠机构，可以使机械手进行上下移动，使检测设备也可以进行上下检测，扩大检测范围。本种机器人解决了夹具工作可靠性、检测运动方式单一、检测范围小等问题。

本发明的技术方案是：该种新型海底管道检测型水下机器人，所述的机体包括ROV本体、固定管道夹具装置、链条式管道可横向检测装置三部分。

所述的ROV本体包括ROV框架、推进器、电子舱、浮力材。ROV框架为ROV提供各个部件的安装位置，浮力材安装在ROV框架顶部，电子舱安装在ROV框架底部，推进器用固定支架作为中间辅助，与ROV框架用螺钉进行连接；

所述的固定管道夹具装置包括底板、滑块、铰链、左支架、右支架、左卡爪、右卡爪、左滑轮、右滑轮、弹簧；

底板与ROV本体框架用螺钉进行连接，以保证整个固定管道夹具装置固定在ROV框架上，滑道与滑块配合，滑块与铰链进行焊接处理，左支爪、右支爪与铰链通过间隙配合、螺母通过螺纹与铰链连接，从而使左支架与右支架之间可以在铰链处转动，可以通过滑块来控制左支架与右支架的移动，即可以实现左支架、右支架打开和闭合的运动要求；

左支架与左滑轮用螺钉连接，左滑轮与ROV框架始终保持接触，右支架与右滑轮用螺钉连接，右滑轮与ROV框架始终保持接触，在左支架与左滑轮之间安装有左垫片，在右支架与右滑轮之间安装有右垫片，可以保证左滑轮与右滑轮在ROV框架上滚动时，减少左支架与左滑轮配合摩擦，以及右支架与右滑轮配合摩擦，可以通过左滑轮与右滑轮在ROV框架的滚动，保证左支架与右支架同步转动，从而保证固定管道夹具装置始终保持对称；

左支架与右支架之间安装有弹簧，以保证在检测过程中，左支架与右支架在铰链处转动时，可以受到弹簧拉伸范围的限制，也保证检测完成时，左支架和右支架在铰链处转动时，受到弹簧作用，可以自动恢复到原来状态。

左支架外嵌滑道与左卡爪内嵌滑道进行配合连接，左支架键槽与左卡爪键槽之间用紧定螺钉进行配合连接，右支架外嵌滑道与右卡爪内嵌滑道进行配合连接，右支架键槽与右卡爪键槽用紧定螺钉进行连接，为了通过紧定螺钉来控制左卡爪内嵌滑道在左支架外嵌滑道滑动的距离，通过紧定螺钉控制右卡爪内嵌滑道在右支架外嵌滑道滑动的距离，保持两者滑动的距离相同，以保证在管道夹紧的过程中，两者所受到的力和力矩相同。

所述的链条式管道可横向检测装置包括机械臂部件和链条式管道可横向检测部件。

所述的机械臂部件由伸缩丝杆结构和上下丝杆结构组成，分别由伸缩丝杆电机和上下丝杆电机经过伸缩电机转换器和上下电机转换器转换后驱动，以带动机械手进行前后和上下运动，所述上下运动用于进行上下检测，所述前后运动用于实现所述链条式可横向检测部件的伸缩；机械臂上下滑道基座与机械臂连接杆通过螺钉连接，伸缩丝杆结构与上下丝杆结构由螺钉进行连接，机械臂通过伸缩丝杆底座与ROV框架端部的机械臂安装座用螺钉和ROV固定；

所述的链条式管道可横向检测部件包括左支撑部件、右支撑部件、主轴部件、上链条、下链条和弹性钢板；

所述的左支撑部件包括左支撑架、左双链轮轴、左链轮上轴承、左链轮下轴承、左主轴上轴承、左主轴下轴承、减速电机及电机链齿轮。左链轮上轴承与左支撑架孔一过盈配合，左链轮下轴承与左支撑架孔二过盈配合，左主轴上轴承与左支撑架孔三进行过盈配合，左主轴下轴承与左支撑架孔四进行过盈配合，左双链轮轴两端分别与左链轮上轴承和左链轮下轴承进行过盈配合，减速电机主轴穿过左支撑架孔五与左支撑架连接，减速电机主轴与电机链齿轮进行过盈配合。左支撑部件可以实现的是左双链轮轴可以在左支撑架前端的转动和左支撑部件围绕主动轴轴心的转动；

所述的右支撑部件包括右支撑架、右双链轮轴、右链轮上轴承、右链轮下轴承、右主轴上轴承、右主轴下轴承。右双链轮轴分别与右链轮上轴承和右链轮下轴承过盈配合，右链轮上轴承与右支撑架孔一进行过盈配合，右链轮下轴承与右支撑架孔二进行过盈配合，右主轴上轴承与右支撑架孔三进行过盈配合，右主轴下轴承与右支撑架孔四进行过盈配合，左支撑部件可以实现的是右双链轮轴可以在右支撑架前端的转动和右支撑部件围绕主动轴轴心的转动；

所述的主轴部件包括主动轴轴心、机械臂连接杆、主动上链轮、主动下链轮、主动上链轮轴承、主动下链轮轴承、垫片一、垫片二、垫片三、垫片四、垫片五、垫片六、上螺母及下螺母组成。其中机械臂连接杆与主动轴轴心进行键配合，保证主动轴轴心与机械臂部件相对固定；主动上链轮轴承与主动上链轮进行过盈配合，主动下链轮轴承与主动下链轮进行过盈配合，主动上链轮轴承与主动轴轴心过盈配合至主轴轴心上凸台位置，进行限位，主动下链轮轴承与主动轴轴心过盈配合至主轴轴心下凸台位置，进行限位，保证主动上链轮、主动下链轮位置固定且可以围绕主动轴轴心转动；

所述左主轴上轴承、左主轴下轴承、右主轴上轴承、右主轴下轴承分别与主动轴轴心进行配合，保证左支撑部件和右支撑部件可以围绕主动轴轴心转动；垫片一置于左主轴上轴承与上螺母之间，垫片二置于右主轴上轴承与左主轴上轴承之间，垫片三置于主动上链轮轴承与右主轴上轴承之间，垫片四置于主动下链轮轴承与右主轴下轴承之间，垫片五置于右主轴下轴承与左主轴下轴承之间，垫片六置于左主轴下轴承与下螺母之间，保证轴承与轴承之间、轴承与螺母之间不存在摩擦。

所述上链条分别与主动上链轮、左双链轮轴链轮一、右双链轮轴链轮一配合，下链条分别与主动下链轮、左双链轮轴链轮二、右双链轮轴链轮二配合，保证系统的传动；弹性钢板与左支撑架凹槽和右支撑架凹槽进行配合，保证链条张紧，为装置提供张力；所述机械臂连接杆两侧有机械臂限位翼可以对链条式管道可横向检测装置进行可旋转角度限制，避免左、右支撑部件过度旋转，检测设备固定在上链条和下链条上即可进行检测。

本发明具有如下有益效果：

通过本发明专利所述的一种新型海底管道检测型水下机器人，该夹具为纯机械结构，结构简单，确保在ROV检测管道的过程之中，由ROV本体自身的推进器提供动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，ROV本体自身越靠近管道的方向，夹具对管道的夹紧力越大，有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证该夹具的可靠性。

另外我国水下管道的直径一般都是小于500mm，对于不同直径管道进行检测，该发明的固定夹具装置通过不断调整左卡爪内嵌滑道在左支架外嵌滑道的位置以及右卡爪内嵌滑道在右支架外嵌滑道的位置，来适应不同管径的管道。这样就都适应各个海域的管道检测，减少对不同直径管道检测需要不同夹具进行抱紧的弊端，节约制造成本。

其次固定夹具装置中的左支架连接有左滑轮以及右支架连接有右滑轮，在ROV向管道移动过程之中，左滑轮、右滑轮始终与ROV框架保持接触，减少固定夹具装置与ROV之间的摩擦，提高使用寿命。

最后链条式管道可横向检测装置的链条结构保证了探测设备可以紧贴管道可以进行横向旋转检测，扩大了检测范围，提升了检测效率，同时检测设备对于管道有固定的距离，即链条的宽度，所以可以生成稳定的检测数据，大大减小了对数据的处理程序，可以更高效的进行管道检测。并且构成的柔性结构可以随着管径的变化而变化，对于不同管径的管道均适用，无需使水下机器人出水换机械手等复杂操作即可对所有管道进行检测，有效的增加了检测面积和检测便捷程度。装置不仅结构简单，而且成本低廉，减少了设备维护和检测成本，所以是一种高效的管道检测设备。

附图说明：

图1为本发明海底管道检测性ROV总装配图

图2为本发明水下机器人结构图

图3为本发明固定管道夹具结构示意图

图4为本发明右支架与右滑轮装配示意图

图5为本发明左支架与左滑轮装配示意图

图6为本发明底板与滑块装配示意图

图7为本发明左支架与左卡爪装配示意图

图8为本发明右支架与右卡爪装配示意图

图9为本发明右卡爪结构示意图

图10为本发明右支架结构示意图

图11为本发明左卡爪结构示意图

图12为本发明左支架结构示意图

图13为本发明左支撑架的斜视图

图14为本发明左支撑架的反向斜视图

图15为本发明左支撑架的无零件斜视图

图16为本发明右支撑架的斜视图

图17为本发明右支撑架的反向斜视图

图18为本发明右支撑架的无零件斜视图

图19为本发明主轴的俯视图

图20为本发明主轴的剖视图

图21为本发明链条式管道可横向检测装置的俯视图

图22为本发明链条式管道可横向检测装置的斜视图

图23为本发明机械臂装置斜视图

图24为本发明链条式管道可横向检测装置简略装配示意图

图25为本发明ROV俯视图

图26为本发明工作过程示意图1

图27为本发明工作工程示意图2

图中1-ROV本体、2-固定管道夹具装置、3-链条式管道可横向检测装置、4-左卡爪、5-左支架、6-铰链、7-螺母、8-滑块、9-左滑轮、10-弹簧、11-右滑轮、12-滑道、13-左支架外嵌滑道、14-左卡爪内嵌滑道、15-右卡爪、16-右卡爪内嵌滑道、17-右支架外嵌滑道、18-右支架、22-右垫片、24-左垫片、25-底板、26-浮力材、27-ROV框架、28-推进器、29-电子舱、31-固定支架、32-左支撑架、33-左链轮上轴承、34-左主轴上轴承、35-左双链轮轴、36-左主轴下轴承、37-减速电机、38-电机链齿轮、39-左链轮下轴承、40-右支撑架、41-右双链轮轴、42-右链轮上轴承、43-右主轴上轴承、44-右主轴下轴承、45-右链轮下轴承、46-机械臂连接杆、47-主动下链轮、48-主动上链轮、49-下螺母、50-上螺母、51-垫片六、52-垫片五、53-垫片四、54-垫片一、55-垫片二、56-垫片三、57-主动上链轮轴承、58-主动下链轮轴承、59-下链条、60-上链条、61-弹性钢板、62-主动轴轴心、63-检测设备、64-左支撑架孔一、65-左支撑架孔二、66-左支撑架孔三、67-左支撑架孔四、68-左支撑架孔五、69-右支撑架孔一、70-右支撑架孔二、71-右支撑架孔三、72-右支撑架孔四、73-左双链轮轴链轮一、74-左双链轮轴链轮二、75-右双链轮轴链轮一、76-右双链轮轴链轮二、77-主轴轴心上凸台、78-左支撑架凹槽、79-右支撑架凹槽、80-伸缩丝杆结构、81-上下丝杆结构、82-上下丝杆基座、83-伸缩丝杆底座、84-上下丝杆电机、85-伸缩丝杆电机、86-伸缩电机转换器、87-上下电机转换器、88-侧翼挡板、89-主轴轴心下凸台、90-左卡爪右侧、91-左卡爪最前端、92-右卡爪最前端、93-右卡爪左侧、94-ROV框架顶部、95-ROV框架底部、96-右卡爪键槽、97-右支架键槽、98-左支架键槽、99-左卡爪键槽、100-管道、101-机械臂安装座、102-左支撑部件、103-右支撑部件、104-主轴部件。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图27所示，所述海底管道检测型水下机器人，ROV本体1包括ROV框架27、推进器28、电子舱29、浮力材26。ROV框架27为ROV本体1提供各个部件的安装位置，浮力材26安装在ROV框架顶部94，电子舱29安装在ROV框架底部95，推进器28用固定支架31作为中间辅助，与ROV框架27用螺钉进行连接。

所述的固定管道夹具装置2包括底板25、滑块8、铰链6、左支架5、右支架18、左卡爪4、右卡爪15、左滑轮9、右滑轮11、弹簧10。底板25与ROV本体框架27用螺钉进行连接，从而保证整个固定管道夹具装置2都是固定在ROV框架27上，其中滑道12与滑块8通过配合进行连接，滑块8与铰链6进行焊接处理，左支爪4、右支爪15与铰链6通过间隙配合进行连接、螺母7通过螺纹与铰链6连接，从而使左支架5与右支架18之间可以在铰链6处转动，可以通过滑块8来控制左支架5与右支架18的移动，也即可以实现左支架5、右支架18打开和闭合的运动要求。左支架5与左滑轮9用螺钉连接，左滑轮9与ROV框架27始终保持接触，右支架18与右滑轮11用螺钉连接，右滑轮11与ROV框架27始终保持接触，在左支架5与左滑轮9之间安装有左垫片23，在右支架18与右滑轮11之间安装有右垫片21，可以保证左滑轮9与右滑轮11在ROV框架27上滚动时，减少左支架5与左滑轮9配合摩擦，以及右支架18与右滑轮11配合摩擦，可以通过左滑轮9与右滑轮11在ROV框架27的滚动，保证左支架5与右支架18同步转动，从而保证固定管道夹具装置2始终保持对称，左支架5与右支架18之间安装有弹簧10，保证在检测过程中，左支架5与右支架18在铰链6处转动时，可以受到弹簧10拉伸范围的限制，也保证检测完成时，左支架5和右支架18在铰链6处转动时，受到弹簧10作用，可以自动恢复到原来状态。左支架外嵌滑道13与左卡爪内嵌滑道14进行配合连接，左支架键槽98与左卡爪键槽99之间用紧定螺钉进行连接，右支架外嵌滑道17与右卡爪内嵌滑道16进行配合，右支架键槽97与右卡爪键槽96用紧定螺钉进行连接，为了通过紧定螺钉来控制左卡爪内嵌滑道14在左支架外嵌滑道13滑动的距离，通过紧定螺钉控制右卡爪内嵌滑道16在右支架外嵌滑道17滑动的距离，保持两者滑动的距离相同，以保证在管道100夹紧的过程中，两者所受到的力和力矩相同。

所述的链条式管道可横向检测装置3包括机械臂部件和链条式管道可横向检测部件。所述的机械臂部件由伸缩丝杆结构80和上下丝杆结构81组成，分别由伸缩丝杆电机85和上下丝杆电机84经过伸缩电机转换器86和上下电机转换器87转换后驱动，可以带动机械手进行前后和上下运动，上下运动用于检测设备进行上下检测，前后运动用于链条式管道可横向检测部件的伸缩。机械臂上下滑道基座82与柔性机械手机械臂连接杆46通过螺钉连接，伸缩丝杆结构80与上下丝杆结构81由螺钉进行连接，机械臂通过伸缩丝杆底座83与ROV框架端部的机械臂安装座101用螺钉和ROV固定。

所述链条式管道可横向检测部件包括左支撑部件102、右支撑部件103、主轴部件104、上链条60、下链条59和弹性钢板61。

所述的左支撑部件102包括左支撑架32、左双链轮轴35、左链轮上轴承33、左链轮下轴承39、左主轴上轴承34、左主轴下轴承36、减速电机37及电机链齿轮38。左链轮上轴承33与左支撑架孔一64过盈配合，左链轮下轴承39与左支撑架孔二65过盈配合，左主轴上轴承34与左支撑架孔三66进行过盈配合，左主轴下轴承36与左支撑架孔四67进行过盈配合，左双链轮轴35两端分别与左链轮上轴承33和左链轮下轴承39进行过盈配合，减速电机37主轴穿过左支撑架孔五68与左支撑架32连接，减速电机37主轴与电机链齿轮38进行过盈配合。左支撑部件102主要是可以实现左双链轮轴35可以在左支撑架32前端的转动和左支撑部件102围绕主动轴轴心62的转动。

所述的右支撑部件103包括右支撑架40、右双链轮轴41、右链轮上轴承42、右链轮下轴承45、右主轴上轴承43、右主轴下轴承44。右双链轮轴41分别与右链轮上轴承42和右链轮下轴承45过盈配合，右链轮上轴承42与右支撑架孔一69进行过盈配合，右链轮下轴承45与右支撑架孔二70进行过盈配合，右主轴上轴承43与右支撑架孔三71进行过盈配合，右主轴下轴承44与右支撑架孔四72进行过盈配合，右支撑部件103可以实现的是保证右双链轮轴41可以在右支撑架40前端的转动和右支撑部件103围绕主动轴轴心62的转动。

所述的主轴部件104包括主动轴轴心62、机械臂连接杆46、主动上链轮48、主动下链轮47、主动上链轮轴承57、主动下链轮轴承58、垫片一54、垫片二55、垫片三56、垫片四57、垫片五52、垫片六51、上螺母50及下螺母49组成。其中机械臂连接杆46与主动轴轴心62进行键配合，保证主动轴轴心62与机械臂部件相对固定；主动上链轮轴承57与主动上链轮48进行过盈配合，主动下链轮轴承58与主动下链轮47进行过盈配合，主动上链轮轴承57与主动轴轴心62过盈配合至主轴轴心上凸台77位置，进行限位，主动下链轮轴承58与主动轴轴心62过盈配合至主轴轴心下凸台89位置，进行限位，保证主动上链轮48、主动下链轮47位置固定且可以围绕主动轴轴心62转动；上述左主轴上轴承34、左主轴下轴承36、右主轴上轴承43、右主轴下轴承44分别与主动轴轴心62进行配合，保证左支撑部件102和右支撑部件103可以围绕主动轴轴心62转动；垫片一54置于左主轴上轴承34与上螺母50之间，垫片二55置于右主轴上轴承43与左主轴上轴承34之间，垫片三56置于主动上链轮轴承48与右主轴上轴承43之间，垫片四53置于主动下链轮轴承58与右主轴下轴承44之间，垫片五52置于右主轴下轴承44与左主轴下轴承36之间，垫片六51置于左主轴下轴承36与下螺母49之间，主动轴轴心62两端分别与上螺母50、下螺母49配合，用来紧固主动轴轴心62上的各部件，保证轴承与轴承之间、轴承与螺母之间牢固且不存在互相摩擦。

上链条60分别与主动上链轮48、左双链轮轴链轮一73、右双链轮轴链轮一75配合，下链条59分别与主动下链轮47、左双链轮轴链轮二74、右双链轮轴链轮二76配合，保证系统的传动；弹性钢板61与左支撑架凹槽78和右支撑架凹槽79进行配合，保证链条张紧，为装置提供张力；上述机械臂连接杆46两侧有机械臂限位翼83可以对链条式管道可横向检测装置进行可旋转角度限制，避免左支撑部件102和右支撑部件103过度旋转，检测设备63固定在上链条60和下链条59上即可进行检测。

本种水下机器人的工作原理如下，即由ROV本体的推进器提供动力，本体在靠近管道过程中，管道优先接触固定管道夹具装置中的卡爪，卡爪带动支架在铰链处转动，于此同步的是滑块在滑道上向着本体方向滑动，卡爪两端距离不断变小，最终使管道夹紧，夹紧后，链条式管道可横向检测装置中的柔性机械手通过伸缩丝杠电机带动前后丝杠使之不断靠近管道，使得链条结构碰触管道壁而贴紧管道，搭载柔性机械手的检测装置，随着链条的转动，可以沿着同一水平面进行检测，上下丝杆电机也可以带动上下丝杠运动，进而带动柔性机械手进行沿着管道径向的检测，可以扩大检测的范围。

本种水下机器人的工作过程如下：ROV在检测时，首先是推进器28提供动力，ROV本体1向管道100方向移动，在移动过程中，固定管道夹具装置2中左卡爪4与右卡爪15出于张开的位置，在不断移动过程中，管道100优先接触左卡爪右侧90与右卡爪左侧93的位置，然后左卡爪4带动左支架5，右卡爪15带动右支架18，同步在铰链6处转动，同时滑块8随滑道12向着ROV本体1的方向滑动，于此同步的是左滑轮9与右滑轮11在ROV框架28滚动，左滑轮9与右滑轮11向着背离的方向滑动，在左支架5与右支架18之间连接的弹簧10不断拉伸。随着ROV本体1不断向前运动，左卡爪4与右卡爪15对管道100夹的越来越紧。左卡爪4、右卡爪15夹紧管道100后，机械臂部件开始伸出，至链条式管道可横向检测装置链条贴紧管道壁，机械臂的上下丝杆电机84开始运行，进行上下运动带动柔性机械手装置3进行检测，到特定位置，链条式管道可横向检测装置的减速电机37运行，开始紧贴管道壁进行横向旋转检测。如上所述，重复进行直至检测完毕。

该水下机器人检测完成后，链条式管道进可横向检测装置的减速电机37停止工作，机械臂推进丝杆电机85运行，收回柔性机械手，机器人向远离管道的方向移动，管道100优先接触左卡爪最前端91与右卡爪最前端92，随着机器人不断远离管道100，左卡爪最前端91与右卡爪最前端92的距离不断加大，左卡爪4与右卡爪15不断张开，同时左卡爪4带动左支架5，右卡爪15带动右支架18，同步在铰链6处转动，于此同步的是滑块8随滑道12向着管道100的方向滑动，左滑轮9与右滑轮11在ROV框架27上滚动，左滑轮9、右滑轮11向着相向的方向滑动，安装在左支架5与右支架18之间连接的弹簧10不断恢复到原来状态。

在工作过程中，链条式管道可横向检测装置与固定管道夹具装置是配合进行的，这种机器人的固定管道夹具装置与链条式管道可横向检测装置是配合进行的，固定管道夹具装置为纯机械机构，由ROV本体自身的推进器提供的动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证夹具工作的可靠性。在固定管道夹具装置将管道夹紧后，链条式管道可横向检测装置中的柔性机械手在伸缩丝杆电机的带动下，不断靠近管道，链条结构在碰到管道后，会自动弯曲贴附管道，搭载的检测设备随链条旋转移动，进行沿管径同一水平面的检测，另外上下丝杠机构，可以带动机械手进行上下移动，使检测设备也可以进行上下检测。

Claims (1)

1.一种海底管道检测型水下机器人，包括ROV本体（1）、固定管道夹具装置（2）以及链条式管道可横向检测装置（3）三部分；其特征在于：

所述的ROV本体（1）包括ROV框架（27）、推进器（28）、电子舱（29）以及浮力材（26）；ROV框架（27）为ROV本体（1）提供各个部件的安装位置，浮力材（26）安装在ROV框架顶部（94），电子舱（29）安装在ROV框架底部（95），推进器（28）用固定支架（31）作为中间辅助，与ROV框架（27）用螺钉进行连接；

所述的固定管道夹具装置（2）包括底板（25）、滑块（8）、铰链（6）、左支架（5）、右支架（18）、左卡爪（4）、右卡爪（15）、左滑轮（9）、右滑轮（11）以及弹簧（10）；

底板（25）与ROV框架（27）用螺钉进行连接，以保证整个固定管道夹具装置（2）固定在ROV框架（27）上；滑道（12）与滑块（8）配合，滑块（8）与铰链（6）进行焊接处理；左卡爪（4）、右卡爪（15）与铰链（6）通过间隙配合、螺母（7）通过螺纹与铰链（6）连接，从而使左支架（5）与右支架（18）可以在铰链（6）处转动，可以通过滑块（8）来控制左支架（5）与右支架（18）的移动，即可以实现左支架（5）、右支架（18）打开和闭合的运动要求；

左支架（5）与左滑轮（9）用螺钉连接，左滑轮（9）与ROV框架（27）始终保持接触，右支架（18）与右滑轮（11）用螺钉连接，右滑轮（11）与ROV框架（27）始终保持接触；在左支架（5）与左滑轮（9）之间安装有左垫片（24），在右支架（18）与右滑轮（11）之间安装有右垫片（22），可以保证左滑轮（9）与右滑轮（11）在ROV框架（27）上滚动时，减少左支架（5）与左滑轮（9）配合摩擦，以及右支架（18）与右滑轮（11）配合摩擦，可以通过左滑轮（9）与右滑轮（11）在ROV框架（27）的滚动，保证左支架（5）与右支架（18）同步转动，从而保证固定管道夹具装置（2）始终保持对称；

左支架（5）与右支架（18）之间安装弹簧（10），以保证在检测过程中，左支架（5）与右支架（18）在铰链（6）处转动时，可以受到弹簧（10）拉伸范围的限制，也保证检测完成时，左支架（5）和右支架（18）在铰链（6）处转动时，受到弹簧（10）作用，可以自动恢复到原来状态；

左支架外嵌滑道（13）与左卡爪内嵌滑道（14）进行配合连接，左支架键槽（98）与左卡爪键槽（99）之间用紧定螺钉进行连接，右支架外嵌滑道（17）与右卡爪内嵌滑道（16）进行配合连接，右支架键槽（97）与右卡爪键槽（96）用紧定螺钉进行连接，为了通过紧定螺钉来控制左卡爪内嵌滑道（14）在左支架外嵌滑道（13）滑动的距离，通过紧定螺钉控制右卡爪内嵌滑道（16）在右支架外嵌滑道（17）滑动的距离，保持两者滑动的距离相同，以保证在管道（100）夹紧的过程中，两者所受到的力和力矩相同；

所述的链条式管道可横向检测装置（3）包括机械臂部件和链条式可横向检测部件；

所述机械臂部件包括伸缩丝杆结构（80）和上下丝杆结构（81），分别由伸缩丝杆电机（85）和上下丝杆电机（84）经过伸缩电机转换器（86）和上下电机转换器（87）转换后驱动，以带动机械手进行前后和上下运动，所述上下运动用于进行上下检测，所述前后运动用于实现所述链条式可横向检测部件的伸缩；机械臂上下滑道基座（82）与机械臂连接杆（46）通过螺钉连接，伸缩丝杆结构（80）与上下丝杆结构（81）由螺钉进行连接，机械臂通过伸缩丝杆底座（83）与ROV框架（27）端部的机械臂安装座（101）用螺钉和ROV固定；

所述链条式可横向检测部件包括左支撑部件（102）、右支撑部件（103）、主轴部件（104）、上链条（60）、下链条（59）和弹性钢板（61）；

所述的左支撑部件（102）包括左支撑架（32）、左双链轮轴（35）、左链轮上轴承（33）、左链轮下轴承（39）、左主轴上轴承（34）、左主轴下轴承（36）、减速电机（37）及电机链齿轮（38）；左链轮上轴承（33）与左支撑架孔一（64）过盈配合，左链轮下轴承（39）与左支撑架孔二（65）过盈配合，左主轴上轴承（34）与左支撑架孔三（66）进行过盈配合，左主轴下轴承（36）与左支撑架孔四（67）进行过盈配合，左双链轮轴（35）两端分别与左链轮上轴承（33）和左链轮下轴承（39）进行过盈配合，减速电机（37）主轴穿过左支撑架孔五（68）与左支撑架（32）连接，减速电机（37）主轴与电机链齿轮（38）进行过盈配合；左支撑部件（102）用于实现左双链轮轴（35）在左支撑架（32）前端的转动和左支撑部件（102）围绕主动轴轴心（62）的转动；

所述右支撑部件（103）包括右支撑架（40）、右双链轮轴（41）、右链轮上轴承（42）、右链轮下轴承（45）、右主轴上轴承（43）以及右主轴下轴承（44）；右双链轮轴（41）分别与右链轮上轴承（42）和右链轮下轴承（45）过盈配合，右链轮上轴承（42）与右支撑架孔一（69）进行过盈配合，右链轮下轴承（45）与右支撑架孔二（70）进行过盈配合，右主轴上轴承（43）与右支撑架孔三（71）进行过盈配合，右主轴下轴承（44）与右支撑架孔四（72）进行过盈配合，右支撑部件（103）用于保证右双链轮轴（41）在右支撑架（40）前端的转动和右支撑部件（103）围绕主动轴轴心（62）的转动；

所述主轴部件（104）包括主动轴轴心（62）、机械臂连接杆（46）、主动上链轮（48）、主动下链轮（47）、主动上链轮轴承（57）、主动下链轮轴承（58）、垫片一（54）、垫片二（55）、垫片三（56）、垫片四（57）、垫片五（52）、垫片六（51）、上螺母（50）及下螺母（49）；其中，机械臂连接杆（46）与主动轴轴心（62）进行键配合，保证主动轴轴心（62）与机械臂部件相对固定；主动上链轮轴承（57）与主动上链轮（48）进行过盈配合，主动下链轮轴承（58）与主动下链轮（47）进行过盈配合，主动上链轮轴承（57）与主动轴轴心（62）过盈配合至主轴轴心上凸台（77）位置，进行限位，主动下链轮轴承（58）与主动轴轴心（62）过盈配合至主轴轴心下凸台（89）位置，进行限位，保证主动上链轮（48）、主动下链轮（47）位置固定且可以围绕主动轴轴心（62）转动；

所述左主轴上轴承（34）、左主轴下轴承（36）、右主轴上轴承（43）、右主轴下轴承（44）分别与主动轴轴心（62）进行配合，保证左支撑部件（102）和右支撑部件（103）可以围绕主动轴轴心（62）转动；垫片一（54）置于左主轴上轴承（34）与上螺母（50）之间，垫片二（55）置于右主轴上轴承（43）与左主轴上轴承（34）之间，垫片三（56）置于主动上链轮轴承（48）与右主轴上轴承（43）之间，垫片四（53）置于主动下链轮轴承（58）与右主轴下轴承（44）之间，垫片五（52）置于右主轴下轴承（44）与左主轴下轴承（36）之间，垫片六（51）置于左主轴下轴承（36）与下螺母（49）之间，主动轴轴心（62）两端分别与上螺母（50）、下螺母（49）配合，用来紧固主动轴轴心（62）上的各部件，保证轴承与轴承之间、轴承与螺母之间牢固且不存在互相摩擦；

所述上链条（60）分别与主动上链轮（48）、左双链轮轴链轮一（73）、右双链轮轴链轮一（75）配合，下链条（59）分别与主动下链轮（47）、左双链轮轴链轮二（74）、右双链轮轴链轮二（76）配合，保证系统的传动；弹性钢板（61）与左支撑架凹槽（78）和右支撑架凹槽（79）进行配合，保证链条张紧，为装置提供张力；所述机械臂连接杆（46）两侧有机械臂限位翼（83）可以对链条式管道可横向检测装置进行可旋转角度限制，避免左支撑部件（102）和右支撑部件（103）过度旋转，检测设备（63）固定在上链条（60）和下链条（59）上进行检测。

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