CN111618870A

CN111618870A - 一种管道巡检应急处理机器人

Info

Publication number: CN111618870A
Application number: CN202010410423.6A
Authority: CN
Inventors: 怀爽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2020-09-04

Abstract

本发明公开一种管道巡检应急处理机器人，包括：平台、行走机构、夹管装置、焊接装置、摄像头、U型板、中间弹簧，行走机构的上端部固定安装在平台前端部的下端面上，行走机构包括前端架、前端架、转动臂驱动电机、旋转臂主动齿轮、旋转臂被动齿轮、旋转臂、上端架驱动电机、上端架、行走支架弹簧、下端架、下端架驱动电机等，通过设置的行走机构所设置的卡环机构既可以驱动车轮的转动，又可以驱动车轮板的转动，更好的适应矿山崎岖的路面，是机器人更好的完成工作；本发明通过两个夹管装置，将管子调节到正确的角度，利用焊接头对其焊接处理，可快速达到管道泄漏应急处理工作，方便高效。

Description

一种管道巡检应急处理机器人

技术领域

本发明涉及矿山设备领域，特别涉及一种管道巡检应急处理机器人。

背景技术

如今金矿开采时需要对矿石进行粉碎，然后对矿石进行集中统一化学处理，往往处理矿石的地点和解析室的位置比较远，所以需要在矿山上铺设运输的管道来输送处理的液体，虽然有些矿山会安排人员来对管道进行巡检，但是会有偷偷将管道割开来盗取金子的案例发生，即使人员巡检发现了泄漏也不能对泄漏及时进行处理，所以就需要一种装置来代替人员来巡检并且可以及时的对管道的泄漏进行应急的处理。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种管道巡检应急处理机器人，通过设置的行走机构在崎岖的矿山上提供动力，利用夹管装置调整管道位置，进行应急焊接处理，工作方式简单高效。

本发明所使用的技术方案是：一种管道巡检应急处理机器人，包括：平台、行走机构、夹管装置、焊接装置、摄像头、U型板、中间弹簧，所述的行走机构的上端部固定安装在平台前端部的下端面上，行走机构包括前端架、前端架、转动臂驱动电机、旋转臂主动齿轮、旋转臂被动齿轮、旋转臂、上端架驱动电机、上端架、行走支架弹簧、下端架、下端架驱动电机、车轮架、车轮架杆、车轮架弹簧、固定臂、内侧车轮板、车轮、车轮从动齿轮、车轮主动齿轮、外侧车轮板、固定卡环、移动卡环、外端卡环、车轮驱动电机、卡环推动电缸、卡环推杆。

所述的前端架和后端架并排平行安装，所述的转动臂驱动电机的前端面安装在前端架的外侧，转动臂驱动电机的转动轴上安装有旋转臂主动齿轮，所述的旋转臂被动齿轮与旋转臂主动齿轮啮合安装，旋转臂被动齿轮的中心轴与旋转臂的中心轴固定连接，所述的上端架的上端部与旋转臂的前端部转动安装，其连接处安装有一个上端架驱动电机；所述的行走支架弹簧的上端部与上端架的下端部固定安装，行走支架弹簧的下端部与下端架的上端部固定连接，所述的下端架驱动电机的前端部固定安装在车轮架中间部位的下端面上，下端架驱动电机的转动轴与下端架固定安装；所述的车轮架杆安装在车轮架的两侧的端面上，每个车轮架杆上套装有一个车轮架弹簧，车轮架杆的下端部与固定臂的侧端面固定安装，固定臂的另一侧与内侧车轮板的外侧面转动安装；所述的内侧车轮板的前端设置有外侧车轮板，外侧车轮板的内侧设置有三个转动轴，每个转动轴上安装有一个车轮，每个转动轴上还安装有车轮从动齿轮；所述的固定卡环与外侧车轮板的外侧固定安装，固定卡环的中心设置有一根转动轴，所述的移动卡环套装在转动轴上，转动轴的末端安装有外端卡环，卡环推动电缸的前端面与外端卡环固定安装，转动轴的另一侧安装有车轮主动齿轮，所述的卡环推杆环状端套装在移动卡环的中间位置，另一侧安装在移动卡环设置的滑轨内，卡环推动电缸的伸缩杆驱动卡环推杆移动；所述的U型板安装在平台的后端部，前后两个U型板之间安装有两个中间弹簧。

所述的夹管装置包括机械爪板、固定杆、固定块、机械爪电缸、机械爪铰支座、机械爪、蜗杆、机械爪驱动电机、机械爪驱动齿轮，所述的两个机械爪板之间安装有固定杆，所述的固定块安装在固定杆上，所述的机械爪电缸的后端部与固定块上设置的铰支座铰接，机械爪电缸的前端部与机械爪铰支座铰接，所述的机械爪的上端部通过机械爪板外侧设置的转动轴，与机械爪板转动安装，机械爪电缸的伸缩驱动机械爪的开合；所述的旋转杆的上端部与蜗杆转动安装，所述的旋转轮驱动电机的前端面固定安装在旋转杆的下端部，旋转轮驱动电机的转动轴与旋转轮安装在一起，旋转轮安装在U型板上设置的弧形滑道内，旋转轮驱动电机驱动旋转轮在滑道运动，所述的焊接上臂的上端部旋转轮的内侧固定安装，所述的焊接头安装在焊接下臂的下端部；所述的摄像头安装在平台的上端面上。

进一步的，所述的夹管装置还包括蜗杆、机械爪驱动电机、机械爪驱动齿轮，所述的蜗杆转动安装在前端架和U型板之间，所述的机械爪驱动电机的侧端面固定安装在前端架上，机械爪驱动电机的转动轴上安装有机械爪驱动齿轮，机械爪驱动齿轮与蜗杆啮合安装，所述的机械爪板固定安装在蜗杆上。

进一步的，所述的转动臂驱动电机配合旋转臂主动齿轮、旋转臂被动齿轮驱动旋转臂进行垂直方向转动。

进一步的，所述的车轮的材料为耐磨的橡胶材料制成。

进一步的，所述的焊接装置还包括焊接上臂、焊接下臂、下臂驱动电机，其特征在于：焊接下臂的上端部与焊接上臂的下端部转动安装，其连接处安装有下臂驱动电机，下臂驱动电机驱动焊接下臂转动。

进一步的，所述的机械爪驱动电机配合机械爪驱动齿轮和蜗杆驱动机械爪在水平方向转动。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）通过设置的行走机构所设置的卡环机构既可以驱动车轮的转动，又可以驱动车轮板的转动，更好的适应矿山崎岖的路面，是机器人更好的完成工作；（2）本发明通过两个夹管装置，将管子调节到正确的角度，利用焊接头对其焊接处理，可快速达到管道泄漏应急处理工作，方便高效。

附图说明

图1、2为本发明整体结构示意图。

图3、图4、图5、图6为本发明行走机构局部结构示意图。

图7、8为本发明夹管装置的局部结构示意图。

图9为本发明焊接装置的局部结构示意图。

图中：1-平台；2-行走机构；3-夹管装置；4-焊接装置；5-摄像头；6-U型板；7-中间弹簧；201-前端架；202-后端架；203-转动臂驱动电机；204-旋转臂主动齿轮；205-旋转臂被动齿轮；206-旋转臂；207-上端架驱动电机；208-上端架；209-行走支架弹簧；210-下端架；211-下端架驱动电机；212-车轮架；213-车轮架杆；214-车轮架弹簧；215-固定臂；216-内侧车轮板；217-车轮；218-车轮从动齿轮；219-车轮主动齿轮；220-外侧车轮板；221-固定卡环；222-移动卡环；223-外端卡环；224-车轮驱动电机；225-卡环推动电缸；226-卡环推杆；301-机械爪板；302-固定杆；303-固定块；304-机械爪电缸；305-机械爪铰支座；306-机械爪；307-蜗杆；308-机械爪驱动电机；309-机械爪驱动齿轮；401-旋转杆；402-旋转轮驱动电机；403-旋转轮；404-焊接上臂；405-焊接下臂；406-下臂驱动电机；407-焊接头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的一种管道巡检应急处理机器人，包括：平台1、行走机构2、夹管装置3、焊接装置4、摄像头5、U型板6、中间弹簧7，行走机构2的上端部固定安装在平台1前端部的下端面上，行走机构2包括前端架201、前端架201、转动臂驱动电机 203、旋转臂主动齿轮204、旋转臂被动齿轮205、旋转臂206、上端架驱动电机207、上端架208、行走支架弹簧209、下端架210、下端架驱动电机211、车轮架212、车轮架杆213、车轮架弹簧214、固定臂215、内侧车轮板216、车轮217、车轮从动齿轮218、车轮主动齿轮219、外侧车轮板220、固定卡环221、移动卡环222、外端卡环223、车轮驱动电机224、卡环推动电缸225、卡环推杆226。

前端架201和后端架202并排平行安装，转动臂驱动电机 203的前端面安装在前端架201的外侧，转动臂驱动电机 203的转动轴上安装有旋转臂主动齿轮204，旋转臂被动齿轮205与旋转臂主动齿轮204啮合安装，旋转臂被动齿轮205的中心轴与旋转臂206的中心轴固定连接，上端架208的上端部与旋转臂206的前端部转动安装，其连接处安装有一个上端架驱动电机207；行走支架弹簧209的上端部与上端架208的下端部固定安装，行走支架弹簧209的下端部与下端架210的上端部固定连接，下端架驱动电机211的前端部固定安装在车轮架212中间部位的下端面上，下端架驱动电机211的转动轴与下端架210固定安装；车轮架杆213安装在车轮架212的两侧的端面上，每个车轮架杆213上套装有一个车轮架弹簧214，车轮架杆213的下端部与固定臂215的侧端面固定安装，固定臂215的另一侧与内侧车轮板216的外侧面转动安装；内侧车轮板216的前端设置有外侧车轮板220，外侧车轮板220的内侧设置有三个转动轴，每个转动轴上安装有一个车轮217，每个转动轴上还安装有车轮从动齿轮218；固定卡环221与外侧车轮板220的外侧固定安装，固定卡环221的中心设置有一根转动轴，移动卡环222套装在转动轴上，转动轴的末端安装有外端卡环223，卡环推动电缸225的前端面与外端卡环223固定安装，转动轴的另一侧安装有车轮主动齿轮219，卡环推杆226环状端套装在移动卡环222的中间位置，另一侧安装在移动卡环222设置的滑轨内，卡环推动电缸225的伸缩杆驱动卡环推杆226移动；在工作时，卡环推动电缸225驱动卡环推杆226，使移动卡环222向前与固定卡环啮合，车轮驱动电机224可以驱动车轮板转动；当卡环推动电缸225驱动卡环推杆226，使移动卡环222向前与外端卡环223啮合，车轮驱动电机224驱动车轮主动齿轮219转动，从而驱动车轮转动。

U型板6安装在平台1的后端部，前后两个U型板6之间安装有两个中间弹簧7；夹管装置3包括机械爪板301、固定杆302、固定块303、机械爪电缸304、机械爪铰支座305、机械爪306、蜗杆307、机械爪驱动电机308、机械爪驱动齿轮309，两个机械爪板301之间安装有固定杆302，固定块303安装在固定杆302上，机械爪电缸304的后端部与固定块303上设置的铰支座铰接，机械爪电缸304的前端部与机械爪铰支座305铰接，机械爪306的上端部通过机械爪板301外侧设置的转动轴，与机械爪板301转动安装，机械爪电缸304的伸缩驱动机械爪306的开合；旋转杆401的上端部与蜗杆307转动安装，旋转轮驱动电机402的前端面固定安装在旋转杆401的下端部，旋转轮驱动电机402的转动轴与旋转轮403安装在一起，旋转轮403安装在U型板6上设置的弧形滑道内，旋转轮驱动电机402驱动旋转轮403在滑道运动，焊接上臂404的上端部旋转轮403的内侧固定安装，焊接头407安装在焊接下臂405的下端部；摄像头5安装在平台1的上端面上。

夹管装置3还包括蜗杆307、机械爪驱动电机308、机械爪驱动齿轮309，蜗杆307转动安装在前端架201和U型板6之间，机械爪驱动电机308的侧端面固定安装在前端架201上，机械爪驱动电机308的转动轴上安装有机械爪驱动齿轮309，机械爪驱动齿轮309与蜗杆307啮合安装，机械爪板301固定安装在蜗杆307上。

转动臂驱动电机 203配合旋转臂主动齿轮204、旋转臂被动齿轮205驱动旋转臂206进行垂直方向转动。车轮217的材料为耐磨的橡胶材料制成。焊接装置4还包括焊接上臂404、焊接下臂405、下臂驱动电机406，焊接下臂405的上端部与焊接上臂404的下端部转动安装，其连接处安装有下臂驱动电机406，下臂驱动电机406驱动焊接下臂405转动。机械爪驱动电机308配合机械爪驱动齿轮309和蜗杆307驱动机械爪在水平方向转动。

本发明的工作原理：本发明在使用时，首先需要放置到需要巡检的金矿管道的位置，通过摄像头提供的画面对机器人的运动路径进行规划，通过行走机构2提供动力，当卡环推动电缸225驱动卡环推杆226，使移动卡环222向前与固定卡环啮合，车轮驱动电机224可以驱动车轮板转动；当卡环推动电缸225驱动卡环推杆226，使移动卡环222向前与外端卡环223啮合，车轮驱动电机224驱动车轮主动齿轮219转动，从而驱动车轮转动，以便调节行走机构车轮的角度，适应不同的路况，通过前后设置的两个夹管装置3，机械爪电缸304驱动机械爪将两段脱落漏液的管道夹起，然后机械爪驱动电机308配合机械爪驱动齿轮309和蜗杆307驱动夹管装置3调节角度，旋转轮驱动电机402驱动旋转轮403在滑道运动，调节焊接臂的角度，从而调节焊接头407的角度，对管道泄漏的地方进行焊接处理，巡检应急处理的工作重复以上动作即可。

Claims

1.一种管道巡检应急处理机器人，包括：平台1、行走机构（2）、夹管装置（3）、焊接装置（4）、摄像头（5）、U型板（6）、中间弹簧（7），其特征在于：所述的行走机构（2）的上端部固定安装在平台（1）前端部的下端面上，行走机构（2）包括前端架（201）、前端架（21）、转动臂驱动电机（203）、旋转臂主动齿轮（204）、旋转臂被动齿轮（205）、旋转臂（206）、上端架驱动电机（207）、上端架（208）、行走支架弹簧（209）、下端架（210）、下端架驱动电机（211）、车轮架（212）、车轮架杆（213）、车轮架弹簧（214）、固定臂（215）、内侧车轮板（216）、车轮（217）、车轮从动齿轮（218）、车轮主动齿轮（219）、外侧车轮板（220）、固定卡环（221）、移动卡环（222）、外端卡环（223）、车轮驱动电机（224）、卡环推动电缸（225）、卡环推杆（226），所述的前端架（201）和后端架（202）并排平行安装，所述的转动臂驱动电机（203）的前端面安装在前端架（201）的外侧，转动臂驱动电机（203）的转动轴上安装有旋转臂主动齿轮（204），所述的旋转臂被动齿轮（205）与旋转臂主动齿轮（204）啮合安装，旋转臂被动齿轮（205）的中心轴与旋转臂（206）的中心轴固定连接，所述的上端架（208）的上端部与旋转臂（206）的前端部转动安装，其连接处安装有一个上端架驱动电机（207）；所述的行走支架弹簧（209）的上端部与上端架（208）的下端部固定安装，行走支架弹簧（209）的下端部与下端架（210）的上端部固定连接，所述的下端架驱动电机（211）的前端部固定安装在车轮架（212）中间部位的下端面上，下端架驱动电机（211）的转动轴与下端架（210）固定安装；所述的车轮架杆（213）安装在车轮架（212）的两侧的端面上，每个车轮架杆（213）上套装有一个车轮架弹簧（214），车轮架杆（213）的下端部与固定臂（215）的侧端面固定安装，固定臂（215）的另一侧与内侧车轮板（216）的外侧面转动安装；所述的内侧车轮板（216）的前端设置有外侧车轮板（220），外侧车轮板（220）的内侧设置有三个转动轴，每个转动轴上安装有一个车轮（217），每个转动轴上还安装有车轮从动齿轮（218）；所述的固定卡环（221）与外侧车轮板（220）的外侧固定安装，固定卡环（221）的中心设置有一根转动轴，所述的移动卡环（222）套装在转动轴上，转动轴的末端安装有外端卡环（223），卡环推动电缸（225）的前端面与外端卡环（223）固定安装，转动轴的另一侧安装有车轮主动齿轮（219），所述的卡环推杆（226）环状端套装在移动卡环（222）的中间位置，另一侧安装在移动卡环（222）设置的滑轨内，卡环推动电缸（225）的伸缩杆驱动卡环推杆（226）移动；所述的U型板（6）安装在平台（1）的后端部，前后两个U型板（6）之间安装有两个中间弹簧（7）；所述的夹管装置（3）包括机械爪板（301）、固定杆（302）、固定块（303）、机械爪电缸（304）、机械爪铰支座（305）、机械爪（306）、蜗杆（307）、机械爪驱动电机（308）、机械爪驱动齿轮（309），所述的两个机械爪板（301）之间安装有固定杆（302），所述的固定块（303）安装在固定杆（302）上，所述的机械爪电缸（304）的后端部与固定块（303）上设置的铰支座铰接，机械爪电缸（304）的前端部与机械爪铰支座（305）铰接，所述的机械爪（306）的上端部通过机械爪板（301）外侧设置的转动轴，与机械爪板（301）转动安装，机械爪电缸（304）的伸缩驱动机械爪（306）的开合；所述的旋转杆（401）的上端部与蜗杆（307）转动安装，所述的旋转轮驱动电机（402）的前端面固定安装在旋转杆（401）的下端部，旋转轮驱动电机（402）的转动轴与旋转轮（403）安装在一起，旋转轮（403）安装在U型板（6）上设置的弧形滑道内，旋转轮驱动电机（402）驱动旋转轮（403）在滑道运动，所述的焊接上臂（404）的上端部旋转轮（403）的内侧固定安装，所述的焊接头（407）安装在焊接下臂（405）的下端部；所述的摄像头（5）安装在平台（1）的上端面上。

2.如权利要求1所述的一种管道巡检应急处理机器人，其特征在于：所述的夹管装置（3）还包括蜗杆（307）、机械爪驱动电机（308）、机械爪驱动齿轮（309），所述的蜗杆（307）转动安装在前端架（201）和U型板（6）之间，所述的机械爪驱动电机（308）的侧端面固定安装在前端架（201）上，机械爪驱动电机（308）的转动轴上安装有机械爪驱动齿轮（309），机械爪驱动齿轮（309）与蜗杆（307）啮合安装，所述的机械爪板（301）固定安装在蜗杆（307）上。

3.如权利要求1所述的一种管道巡检应急处理机器人，其特征在于：所述的转动臂驱动电机（203）配合旋转臂主动齿轮（204）、旋转臂被动齿轮（205）驱动旋转臂（206）进行垂直方向转动。

4.如权利要求1所述的一种管道巡检应急处理机器人，其特征在于：所述的车轮（217）的材料为耐磨的橡胶材料制成。

5.如权利要求1所述的一种管道巡检应急处理机器人，其特征在于：所述的焊接装置（4）还包括焊接上臂（404）、焊接下臂（405）、下臂驱动电机（406），焊接下臂（405）的上端部与焊接上臂（404）的下端部转动安装，其连接处安装有下臂驱动电机（406），下臂驱动电机（406）驱动焊接下臂（405）转动。

6.如权利要求1所述的一种管道巡检应急处理机器人，其特征在于：所述的机械爪驱动电机（308）配合机械爪驱动齿轮（309）和蜗杆（307）驱动机械爪在水平方向转动。