CN112077870B - 一种柔性变形管道运输机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性变形管道运输机器人，包括吸盘、球关节、球头固定件、小臂、大臂、第一活塞杆、装置架、第二活塞杆、控制面板、机械手支架、滚轮、导轨、旋转组件、外机械臂、中机械臂、第三活塞杆、内机械臂、第四活塞杆和机械手主体。本发明能够协助实现管道铺设。本申请的底下有吸盘，通过机械腿的伸缩，可以一上一下往复运动，将机械手上抓取的管道，向着需要的地方携带；在管道安装的时候，可能会有点偏差，需要上下调整位置，可以通过活塞杆的控制实现。本申请的滚轮也可以实现平移，用于管道安装时的位置调整。

Description

一种柔性变形管道运输机器人

【技术领域】

本发明涉及管道运输的技术领域，特别是柔性变形管道运输机器人的技术领域。

【背景技术】

在管道完成长距离运输后，在需要布设的区域，仍然需要短距离的运输。同时，这时候的运输还需要协助完成管道的连接，需要能保持特定的高度和角度。为此，需要一种能作运输的机器人，能够具有不同的姿态，在不需要的时候可以收缩起来。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种柔性变形管道运输机器人，能够实现管道的运输，辅助管道铺设。

为实现上述目的，本发明提出了一种柔性变形管道运输机器人，包括吸盘、球关节、球头固定件、小臂、大臂、第一活塞杆、装置架、第二活塞杆、控制面板、机械手支架、滚轮、导轨、旋转组件、外机械臂、中机械臂、第三活塞杆、内机械臂、第四活塞杆和机械手主体；所述吸盘顶部配合有球关节，球关节的球头安装于吸盘顶部，吸盘顶部固定有球头固定件；所述球关节顶部安装有小臂，小臂上铰接有大臂，小臂与大臂上分别连接第一活塞杆的两端；所述大臂端部铰接于装置架上，装置架与大臂上分别连接第二活塞杆的两端；所述装置架上方安装有控制器和控制面板，控制器与第一活塞杆、第二活塞杆、控制面板、旋转组件、第三活塞杆、第四活塞杆均电性连接；所述装置架上安装有机械手支架，机械手支架两端安装有滚轮，滚轮配合于装置架上的导轨上；所述机械手支架上方架设有旋转组件，旋转组件底下固连有外机械臂，外机械臂内部嵌套有中机械臂，外机械臂上架设有第三活塞杆，第三活塞杆的活塞杆头部与中机械臂相铰接；所述中机械臂内部嵌套有内机械臂.中机械臂上架设有第四活塞杆，第四活塞杆的活塞杆头部与内机械臂相铰接；所述内机械臂底下铰接有机械手主体，机械手主体用于抓取管道。

作为优选，所述小臂上设有第一活塞杆夹板，大臂上设有第二活塞杆夹板和第三活塞杆夹板，第一活塞杆夹板、第二活塞杆夹板上分别铰接第一活塞杆的两端，第三活塞杆夹板上铰接有第二活塞杆。

作为优选，所述装置架底下左右两侧对称设有π型架，π型架上前后对称开有通孔，π型架前后铰接有大臂；所述π型架侧面设有第四活塞杆夹板，第四活塞杆夹板上铰接有第二活塞杆。

作为优选，所述机械手支架两侧设有U型槽，U型槽内安装有轴且轴上配合有滚轮。

作为优选，所述外机械臂、中机械臂、内机械臂均为方形中空管件，外机械臂外部设有第一活塞杆架，第一活塞杆架上固定有第三活塞杆；所述中机械臂外部设有第二活塞杆架和第五活塞杆夹板，第二活塞杆架上固定有第四活塞杆，第五活塞杆夹板上铰接有第三活塞杆的活塞杆头部；所述内机械臂外部设有第六活塞杆夹板，第六活塞杆夹板上铰接有第四活塞杆的活塞杆头部。

作为优选，所述滚轮为带轮毂电机的轮子，滚轮与控制器电性连接。

作为优选，所述机械手主体包括有匚型架、短活塞杆、小爪和大爪，匚型架两端分别铰接有小爪和大爪，匚型架与小爪之间、匚型架与大爪之间分别连接有短活塞杆的两端。

本发明的有益效果：本发明能够协助实现管道铺设。本申请的底下有吸盘，通过机械腿的伸缩，可以一上一下往复运动，将机械手上抓取的管道，向着需要的地方携带；在管道安装的时候，可能会有点偏差，需要上下调整位置，可以通过活塞杆的控制实现。本申请的滚轮也可以实现平移，用于管道安装时的位置调整。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种柔性变形管道运输机器人的主视结构示意图一；

图2是本发明图1中的A部放大图；

图3是本发明一种柔性变形管道运输机器人的机械手组件的立体图一；

图4是本发明一种柔性变形管道运输机器人的主视结构示意图二；

图5是本发明一种柔性变形管道运输机器人的机械手组件的立体图二；

图6是本发明一种柔性变形管道运输机器人的小臂、大臂的连接立体示意图一；

图7是本发明一种柔性变形管道运输机器人的小臂、大臂的连接立体示意图二；

图8是本发明一种柔性变形管道运输机器人的装置架的立体结构示意图；

图9是本发明一种柔性变形管道运输机器人的机械手支架的立体结构示意图；

图10是本发明一种柔性变形管道运输机器人的外机械臂的立体结构示意图；

图11是本发明一种柔性变形管道运输机器人的中机械臂的立体结构示意图；

图12是本发明一种柔性变形管道运输机器人的内机械臂的立体结构示意图；

图13是本发明一种柔性变形管道运输机器人的机械手主体的立体结构示意图。

图中：1-吸盘、2-球关节、201-球头、3-球头固定件、4-小臂、401-第一活塞杆夹板、5-大臂、501-第二活塞杆夹板、502-第三活塞杆夹板、6-第一活塞杆、7-装置架、701-π型架、702-第四活塞杆夹板、8-第二活塞杆、9-控制面板、10-机械手支架、1001-U型槽、11-滚轮、12-导轨、13-旋转组件、14-外机械臂、1401-第一活塞杆架、15-中机械臂、1501-第二活塞杆架、1502-第五活塞杆夹板、16-第三活塞杆、17-内机械臂、1701-第六活塞杆夹板、18-第四活塞杆、19-机械手主体、1901-匚型架、1902-短活塞杆、1903-小爪、1904-大爪、20-管道。

【具体实施方式】

参阅图1-图13，本发明，包括吸盘1、球关节2、球头固定件3、小臂4、大臂5、第一活塞杆6、装置架7、第二活塞杆8、控制面板9、机械手支架10、滚轮11、导轨12、旋转组件13、外机械臂14、中机械臂15、第三活塞杆16、内机械臂17、第四活塞杆18和机械手主体19；所述吸盘1顶部配合有球关节2，球关节2的球头201安装于吸盘1顶部，吸盘1顶部固定有球头固定件3；所述球关节2顶部安装有小臂4，小臂4上铰接有大臂5，小臂4与大臂5上分别连接第一活塞杆6的两端；所述大臂5端部铰接于装置架7上，装置架7与大臂5上分别连接第二活塞杆8的两端；所述装置架7上方安装有控制器和控制面板9，控制器与第一活塞杆6、第二活塞杆8、控制面板9、旋转组件13、第三活塞杆16、第四活塞杆18均电性连接；所述装置架7上安装有机械手支架10，机械手支架10两端安装有滚轮11，滚轮11配合于装置架7上的导轨12上；所述机械手支架10上方架设有旋转组件13，旋转组件13底下固连有外机械臂14，外机械臂14内部嵌套有中机械臂15，外机械臂14上架设有第三活塞杆16，第三活塞杆16的活塞杆头部与中机械臂15相铰接；所述中机械臂15内部嵌套有内机械臂17.中机械臂15上架设有第四活塞杆18，第四活塞杆18的活塞杆头部与内机械臂17相铰接；所述内机械臂17底下铰接有机械手主体19，机械手主体19用于抓取管道20。

具体的，所述小臂4上设有第一活塞杆夹板401，大臂5上设有第二活塞杆夹板501和第三活塞杆夹板502，第一活塞杆夹板401、第二活塞杆夹板501上分别铰接第一活塞杆6的两端，第三活塞杆夹板502上铰接有第二活塞杆8。

具体的，所述装置架7底下左右两侧对称设有π型架701，π型架701上前后对称开有通孔，π型架701前后铰接有大臂5；所述π型架701侧面设有第四活塞杆夹板702，第四活塞杆夹板702上铰接有第二活塞杆8。

具体的，所述机械手支架10两侧设有U型槽1001，U型槽1001内安装有轴且轴上配合有滚轮11。

具体的，所述外机械臂14、中机械臂15、内机械臂17均为方形中空管件，外机械臂14外部设有第一活塞杆架1401，第一活塞杆架1401上固定有第三活塞杆16；所述中机械臂15外部设有第二活塞杆架1501和第五活塞杆夹板1502，第二活塞杆架1501上固定有第四活塞杆18，第五活塞杆夹板1502上铰接有第三活塞杆16的活塞杆头部；所述内机械臂17外部设有第六活塞杆夹板1701，第六活塞杆夹板1701上铰接有第四活塞杆18的活塞杆头部。

具体的，所述滚轮11为带轮毂电机的轮子，滚轮11与控制器电性连接。

具体的，所述机械手主体19包括有匚型架1901、短活塞杆1902、小爪1903和大爪1904，匚型架1901两端分别铰接有小爪1903和大爪1904，匚型架1901与小爪1903之间、匚型架1901与大爪1904之间分别连接有短活塞杆1902的两端。

本发明工作过程：

本发明一种柔性变形管道运输机器人在工作过程中，结合附图进行说明。

第一活塞杆6、第二活塞杆8的运动，可以实现装置架7下的这整体机械腿的收缩与伸直，在这样的往复运动下，即可实现前进；在前进过程中，吸盘1能更利于前进，吸盘1上端嵌装的球关节2，便于适应斜面的行进；旋转组件13可以由齿轮传动完成，也可以由其他机构完成，旋转组件13可以使得机械手整体旋转；外机械臂14、中机械臂15、内机械臂17上的第三活塞杆16、第四活塞杆18实现了机械手主体19的下降，机械手主体19则是依靠短活塞杆1902实现管道20的抓取与放置；从而在上述的描述下，结合附图，即可获知本申请可以抓取管道20，实现运输，且能让管道20位于需要的高度和角度。

球关节2的长度可以有长有短，图1中的球关节2长，图4中的短，这样是可以适应不同的基础高度的运输环境；当然，优选可以利用现有的长度调节机构，可以使得球关节2露出小臂4的长度可调。

滚轮11可以微调机械手主体19，从而可以在管道20连接上，发挥重要作用。旋转组件13还可以是位于内机械臂17底下，旋转组件13底下再设有机械手主体19，正如图3所示的那样。

本申请的电气的其他常规元部件，都挂设于装置架7上，本申请的装置可以是挂线控制的；也可以背上电池，并加装通讯模块，进行无线控制。

本发明，能够利用各个活塞杆，实现整体的柔性变形，从而完成行进、抓取等各个功能；能够适应于管道运输，可以辅助管道连接机器人完成管道连接，是管道智能安装中的重要运输设备。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种柔性变形管道运输机器人，其特征在于：包括吸盘(1)、球关节(2)、球头固定件(3)、小臂(4)、大臂(5)、第一活塞杆(6)、装置架(7)、第二活塞杆(8)、控制面板(9)、机械手支架(10)、滚轮(11)、导轨(12)、旋转组件(13)、外机械臂(14)、中机械臂(15)、第三活塞杆(16)、内机械臂(17)、第四活塞杆(18)和机械手主体(19)；所述吸盘(1)顶部配合有球关节(2)，球关节(2)的球头(201)安装于吸盘(1)顶部，吸盘(1)顶部固定有球头固定件(3)；所述球关节(2)顶部安装有小臂(4)，小臂(4)上铰接有大臂(5)，小臂(4)与大臂(5)上分别连接第一活塞杆(6)的两端；所述大臂(5)端部铰接于装置架(7)上，装置架(7)与大臂(5)上分别连接第二活塞杆(8)的两端；所述装置架(7)上方安装有控制器和控制面板(9)，控制器与第一活塞杆(6)、第二活塞杆(8)、控制面板(9)、旋转组件(13)、第三活塞杆(16)、第四活塞杆(18)均电性连接；所述装置架(7)上安装有机械手支架(10)，机械手支架(10)两端安装有滚轮(11)，滚轮(11)配合于装置架(7)上的导轨(12)上；所述机械手支架(10)上方架设有旋转组件(13)，旋转组件(13)底下固连有外机械臂(14)，外机械臂(14)内部嵌套有中机械臂(15)，外机械臂(14)上架设有第三活塞杆(16)，第三活塞杆(16)的活塞杆头部与中机械臂(15)相铰接；所述中机械臂(15)内部嵌套有内机械臂(17).中机械臂(15)上架设有第四活塞杆(18)，第四活塞杆(18)的活塞杆头部与内机械臂(17)相铰接；所述内机械臂(17)底下铰接有机械手主体(19)，机械手主体(19)用于抓取管道(20)；

所述小臂(4)上设有第一活塞杆夹板(401)，大臂(5)上设有第二活塞杆夹板(501)和第三活塞杆夹板(502)，第一活塞杆夹板(401)、第二活塞杆夹板(501)上分别铰接第一活塞杆(6)的两端，第三活塞杆夹板(502)上铰接有第二活塞杆(8)；

所述装置架(7)底下左右两侧对称设有π型架(701)，π型架(701)上前后对称开有通孔，π型架(701)前后铰接有大臂(5)；所述π型架(701)侧面设有第四活塞杆夹板(702)，第四活塞杆夹板(702)上铰接有第二活塞杆(8)：

所述机械手支架(10)两侧设有U型槽(1001)，U型槽(1001)内安装有轴且轴上配合有滚轮(11)；

所述外机械臂(14)、中机械臂(15)、内机械臂(17)均为方形中空管件，外机械臂(14)外部设有第一活塞杆架(1401)，第一活塞杆架(1401)上固定有第三活塞杆(16)；所述中机械臂(15)外部设有第二活塞杆架(1501)和第五活塞杆夹板(1502)，第二活塞杆架(1501)上固定有第四活塞杆(18)，第五活塞杆夹板(1502)上铰接有第三活塞杆(16)的活塞杆头部；所述内机械臂(17)外部设有第六活塞杆夹板(1701)，第六活塞杆夹板(1701)上铰接有第四活塞杆(18)的活塞杆头部；

所述滚轮(11)为带轮毂电机的轮子，滚轮(11)与控制器电性连接；

所述机械手主体(19)包括有匚型架(1901)、短活塞杆(1902)、小爪(1903)和大爪(1904)，匚型架(1901)两端分别铰接有小爪(1903)和大爪(1904)，匚型架(1901)与小爪(1903)之间、匚型架(1901)与大爪(1904)之间分别连接有短活塞杆(1902)的两端。

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