CN112305071B - 一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人及其工作方法。一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，包括机器人主体、动力装置、辅助固定装置、导波检测装置，机器人主体包括底座、两个固定架，两个固定架的上端均通过被动式活动关节分别可动地连接在所述底座的前后两端，固定架的下端设置有两个呈八字形设置的固定杆，每个固定杆上均设置有一个动力装置和一个辅助固定装置，动力装置包括麦克纳姆轮，辅助固定装置用于辅助稳定机器人在管道上；导波检测装置为两组，分别设置在底座的两侧，每组导波检测装置包括机械臂、连接在所述机械臂上的若干个探头盒，所述探头盒通过弹簧A连接成串形成半柔性结构，所述机械臂与所述底座连接。

Description

一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种导波检测管外机器人，属于管外检测机器人领域。本发明还涉及上述的机器人的工作方法。

背景技术

随着工业的快速发展，管道的应用越来越普及，尤其是在化工领域和石油、天然气的运输当中应用的更是广泛。随之带来的问题，就是管道的质量检测问题。裸露在地表上的管道，长时间经历着风吹日晒，难免会有损伤。再加上管内多为高温、高压、有毒、有辐射的危险流体介质。当管道发生破损时会对周边的人及环境造成伤害，也会造成极大的浪费。传统的人工检测费时费力，甚至在某些特殊情况下会对检测人员的人身安全造成危害。管外检测机器人的研制与应用可解决这些问题。

伴随着管道应用的普及，管道技术也不断地发展。各种转向复杂，具有三通、四通等管接头设计，法兰、阀门或检测仪表分布在管道各处。对于管外检测机器人的灵活性提出了极大的要求：管外检测机器人不仅要满足前进后退的基础功能，还需要具有跨越或躲避障碍的能力。同时，也要保证管外检测的效率，管外检测机器人还应有一定的速度。

目前，常见的管外机器人分为两大类型。一是管外攀爬机器人，如文献号为CN104972460B的中国专利，所公开的一种多关节全向式管外机器人，这类机器人通过机械手与关节的配合实现机器人在管外的攀爬，或者是机械手与伸缩装置的配合实现机器人在管外的蠕动。其优点是非常灵活，能够轻松越过各种障碍，其缺点是移动速度慢，负载能力差，比如导波检测装置无法在此类机器人身上应用。另一类是轮式管外移动机器人，如文献号为CN109352624A的中国专利申请，所公开的一种螺旋行进式可变径管外机器人，这类机器人主要通过驱动轮来实现在管外的移动，其优缺点恰恰与第一类机器人相对掉，其具备较高的移动速度、较强的负载能力，却牺牲了灵活性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，使管外机器人在具备较高的移动速度、较强的负载能力的同时，又不失灵活性。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：包括机器人主体、动力装置、辅助固定装置、导波检测装置，所述机器人主体包括底座、两个固定架，所述底座下部设置有万向轮，两个所述固定架的上端均通过被动式活动关节分别可动地连接在所述底座的前后两端，所述固定架的下端设置有两个呈八字形设置的固定杆，每个固定杆上均设置有一个所述动力装置和一个所述辅助固定装置，所述动力装置包括伺服电机、电机支架、麦克纳姆轮、动力装置底座，所述伺服电机与所述电机支架连接，所述麦克纳姆轮与所述伺服电机的输出轴连接，所述电机支架与所述动力装置底座连接，所述动力装置通过所述动力装置底座连接在所述固定架的固定杆上，位于同一个所述固定架上的两个麦克纳姆轮的旋向相反，且前后两个所述固定架上位于同一侧的两个麦克纳姆轮的旋向相同；所述辅助固定装置包括滚筒、滚筒支架、滚筒伸缩机构、固定装置底座，所述滚筒连接在所述滚筒支架的下端，所述滚筒支架可动地与所述固定装置底座连接，所述滚筒伸缩机构与所述滚筒支架连接，所述辅助固定装置通过所述固定装置底座连接在所述固定架的固定杆上，且所述辅助固定装置位于所述动力装置的下方；所述导波检测装置为两组，分别设置在所述底座的两侧，每组所述导波检测装置包括机械臂、连接在所述机械臂上的若干个探头盒，所述探头盒通过弹簧A连接成串形成半柔性结构，所述机械臂与所述底座连接。

本发明中，麦克纳姆轮为现有技术，其在旋转时能产生两个方向的力。麦克纳姆轮可以为机器人提供沿管道轴向方向的轴向力和绕管道旋转的圆周力，通过不同旋向麦克纳姆轮的作用下，可实现机器人沿管道轴向方向的移动、绕管道圆周方向旋转和边沿管道轴向移动边绕管道旋转；利用被动式关节可实现机器人的变形；通过机械臂可将弹簧连接装有导波探头的探头盒贴敷在管道上来进行管外导波检测。本发明工作时，机器人主体的底座通过万向轮支撑在管道上，动力装置的麦克纳姆轮在管道两侧与管道外表面接触，通过辅助固定装置的滚筒在两侧将管道夹住，以稳定机器人，通过机械臂使探头盒紧紧贴敷在管道上。通过动力装置带动麦克纳姆轮转动使机器人沿管道运动，当遇到障碍时，通过被动式活动关节使机器人实现变形，从而避让障碍，机器人运动过程中，通过探头盒内的导波探头进行导波检测。辅助固定装置与管道接触部分采用滚筒来减少对机器人移动速度的影响。

进一步的，所述被动式活动关节包括关节架、弹簧自锁机构，所述关节架与所述底座的端部铰接，所述关节架上设置有弧形孔，所述弹簧自锁机构包括自锁杆、两个限位块、两个弹簧B，两个所述限位块固定设置在所述底座的端部上，所述限位块上设置有竖向的条形孔，所述限位杆穿设在所述关节架的弧形孔及所述限位块的条形孔内，所述限位杆的两端分别与一个所述弹簧B的一端连接，所述弹簧B的另一端与所述底座连接；所述固定架的上端与所述关节架连接。固定架通过该关节架与底座端部铰接，可实现固定架与底座的相对转动而变形，通过弹簧自锁机构可使得固定架与底座的相对变形后能够自动恢复到正常工作位。

进一步的，为便于调整动力装置在固定架上的位置，以适应不同管径的管道，所述动力装置底座位置可调节地设置在所述固定架的固定杆上。

进一步的，为便于对动力装置的麦克纳姆轮的位置进行调整，所述电机支架上设置有若干个螺纹孔。通过选择电机支架上的不同位置的螺纹孔与动力装置底座连接，可实现对麦克纳姆轮的位置调整。

进一步的，为便于调整辅助固定装置在固定架上的位置，以适应不同管径的管道，所述辅助固定装置位置可调节地设置在所述固定架的固定杆上。

进一步的，所述滚筒伸缩机构为齿轮齿条传动机构。通过齿轮齿条传动机构可带动滚筒支架及连接在滚筒支架上的滚筒进行伸缩。

进一步的，所述机械臂包括横向连接臂、竖向连接臂、丝杠传动机构，所述丝杠传动机构连接在所述横向连接臂上，所述竖向连接臂的上端可动地与所述丝杠传动机构的丝杠连接，所述探头盒连接在所述竖向连接臂上。通过丝杠传动机构可带动竖向连接臂沿横向连接臂移动，从而可带动探头盒贴敷在管道上或脱离管道。

本发明还公开了上述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人的工作方法，其所采用的技术方案是：一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人的工作方法，其特征是：(1)工作时，通过万向轮支撑机器人主体的底座在管道上，根据管道直径调整动力装置和辅助固定装置在固定架上的位置，并使同一固定架上的两个麦克纳姆轮对称与管道外表面接触，通过调节辅助固定装置的滚筒使两侧的滚筒夹住管道，通过调节机械臂使探头盒紧紧贴敷在管道上，通过动力装置带动麦克纳姆轮转动使机器人沿管道运动；(2)当机器人遇到T形三通管道/四通管道时，位于前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架收起，麦克纳姆轮转动，使前端的固定架与T形三通管道/四通管道相接触，前端的麦克纳姆轮继续转动，此时，前端的被动式活动关节被打开，前端的固定架从原来管道切换至另一条管道，然后前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架使滚筒重新夹住管道，麦克纳姆轮转动使底座脱离原管道并与新管道接触，前端的被动式活动关节逐渐闭合，后端的被动式活动关节逐渐打开，当底座与新管道完全贴合时前端的被动式活动关节完全闭合，后端的被动式活动关节完全打开，此时后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架收起，后端的麦克纳姆轮转动，后端的被动式活动关节逐渐闭合，后端的固定架从原来管道切换至另一条管道，最后，后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架重新夹住管道，完成在T形三通管道/四通管道的通过；(3)当机器人遇到阀门时，在麦克纳姆轮的转动作用下，底座在管道圆周方向旋转到没有阀门的另一侧，前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架收起，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人的前端部分通过阀门，然后前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架重新夹住管道，后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架收起，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人的后端部分通过阀门，然后后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架重新夹住管道，最后，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人底座重新回到原来方位，完成阀门的通过。

本发明的有益效果是：

1.本发明可实现机器人沿管道轴向方向的移动和绕管道圆周方向旋转，可以避让障碍，通过三通、四通等管接头，自动进行导波检测。

2.本发明负载能力强，拓展性好，稍加改造可应用于各种不同的场合；

3.本发明结构简单，采用模块化设计，可以适应不同尺寸的管道。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的机器人主体的结构示意图；

图3是本发明中的机器人主体的仰视图；

图4是图2中的被动式关节部分的放大示意图；

图5是本发明中的动力装置的结构示意图(左侧)；

图6是本发明中的动力装置的结构示意图(右侧)；

图7是本发明中的辅助固定装置的结构示意图；

图8是本发明中的导波检测装置的结构示意图；

图9是本发明中被动式活动关节的运动示意图；

图10是本发明具体实施例中机器人通过L形管时的动作过程示意图；

图11是本发明具体实施例中机器人通过阀门时的动作过程示意图；

图中，1、机器人主体，1-1、底座，1-2、被动式活动关节，1-2-1、关节架，1-2-2、限位块，1-2-3、自锁杆，1-2-4、弹簧B，1-2-5、弧形孔，1-3、固定架，1-3-1、固定杆，1-4、万向轮，2、动力装置，2-1、麦克纳姆轮，2-2、伺服电机，2-3、电机支架、2-4、动力装置底座，2-5、螺纹孔，3、辅助固定装置，3-1、滚筒，3-2、滚筒支架，3-3、固定装置底座，3-4、滚筒伸缩机构，3-4-1、齿条，3-4-2、电机，3-4-3、齿轮，4、导波检测装置，4-1、机械臂，4-1-1、竖向连接臂，4-1-2、横向连接臂，4-1-3、电机，4-1-4、丝杠，4-2、弹簧A，4-3、探头盒。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：

如附图所示，一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其包括机器人主体1、动力装置2、辅助固定装置3、导波检测装置4。所述机器人主体1包括底座1-1、两个固定架1-3，底座1-1用于承载主板和导波检测装置4。所述底座1-1下部设置有两个万向轮1-4，两个所述固定架1-3的上端均通过被动式活动关节1-2分别可动地连接在所述底座1-1的前后两端，两个固定架1-3结构相同。所述被动式活动关节1-2包括关节架1-2-1、弹簧自锁机构，所述关节架1-2-1的两侧与所述底座1-1的端部两侧铰接，所述关节架1-2-1的两侧上分别设置有弧形孔1-2-5，所述弹簧自锁机构包括自锁杆1-2-3、两个限位块1-2-2、两个弹簧B1-2-4，两个所述限位块1-2-2分别固定设置在所述底座1-1的端部上，每个所述限位块1-2-2上设置有竖向的条形孔，所述限位杆1-2-3穿设在所述关节架1-2-1的弧形孔1-2-5及所述限位块1-2-2的条形孔内，所述限位杆1-2-3的两端分别与一个所述弹簧B1-2-4的一端连接，所述弹簧B1-2-4的另一端通过连接件与所述底座1-1连接。所述固定架1-3的上端与所述关节架1-2-1连接。被动式活动关节1-2为被动式活动结构，当固定架1-3受到一定力时关节才会活动。固定架1-3通过被动式活动关节1-2可以与底座1-1发生相对转动，实现变形。所述固定架1-3的下端固定设置有两个呈八字形设置的固定杆1-3-1，每个固定杆1-3-1上均设置有一个所述动力装置2和一个所述辅助固定装置3。固定架1-3用于支撑动力装置2和辅助固定装置3于管道两侧。所述动力装置2包括伺服电机2-2、电机支架2-3、麦克纳姆轮2-1、动力装置底座2-4，所述伺服电机2-2的上端与所述电机支架2-3连接，所述麦克纳姆轮2-1连接在所述伺服电机2-2下端的输出轴上，所述动力装置底座2-4穿设在所述电机支架2-3上并与其连接，电机支架2-3上设置有通孔，所述动力装置2通过所述动力装置底座2-4上的通孔连接在所述固定架1-3的固定杆1-3-1上，所述电机支架2-3为竖向设置。为便于调整动力装置在固定杆1-3-1上的位置，所述动力装置底座2-4设计为可沿所述固定架1-3的固定杆1-3-1移动，所述动力装置底座2-4与一根螺杆连接，螺杆的另一端与固定架的上端连接，通过调节螺杆可对动力装置底座2-4在固定杆1-3-1上的位置进行调节。四个麦克纳姆轮2-1中，位于同一个所述固定架1-3上的两个麦克纳姆轮2-1的旋向相反，且前后两个所述固定架1-3上位于同一侧的两个麦克纳姆轮2-1的旋向相同，即从机器人前进方向上看，左侧的两轮均同为左旋，右侧的两均同为右旋。为便于对动力装置上的麦克纳姆轮的位置进行调整，所述电机支架2-3上设置有若干个螺纹孔2-5，动力装置底座2-4上对应设置有螺钉孔，动力装置底座2-4通过螺钉与电机支架2-3上的相应位置的螺纹孔连接，可实现对麦克纳姆轮高度方向的位置调整。本发明中，选用伺服电机可保证精确的速度分配，所述电机支架2-3采用空心设计，可装载电池。所述辅助固定装置3包括滚筒3-1、滚筒支架3-2、滚筒伸缩机构3-4、固定装置底座3-3，所述滚筒3-1可转动地连接在所述滚筒支架3-2的下端，所述滚筒支架3-2可动地穿设在所述固定装置底座3-3上，所述滚筒伸缩机构3-4为齿轮齿条传动机构，齿轮齿条传动机构的齿条3-4-1固定设置在所述滚筒支架3-2上，齿轮齿条传动机构的齿轮箱体设置在所述滚筒支架3-2上，齿轮箱体的输出端设置有齿轮3-4-3与所述齿条3-4-1啮合，通过齿轮齿条传动带动滚筒支架3-2移动。所述固定装置底座3-3上设置有通孔，所述辅助固定装置3通过所述固定装置底座3-3上的通孔连接在所述固定架1-3的固定杆1-3-1上，且所述辅助固定装置3位于所述动力装置2的下方。所述辅助固定装置3在所述固定架1-3的固定杆1-3-1上的位置可以调节，固定装置底座3-3与固定架1-3的固定杆1-3-1之间通过螺钉固定。所述导波检测装置4为两组，分别设置在所述底座1-1的两侧，相对设置，两组导波检测装置4结构相同。每组所述导波检测装置4包括机械臂4-1、若干个探头盒4-3，所述探头盒4-3通过弹簧A4-2连接成串形成半柔性结构，连接成串的探头盒其两端分别连接在所述机械臂4-1上的两个连接杆上。根据实际情况选择n个探头盒4-3通过n+1个弹簧A4-2连接，检测时，探头盒内安装导波探头。通过机械臂4-1控制使探头盒4-3紧贴管道。所述机械臂4-1包括横向连接臂4-1-2、竖向连接臂4-1-1、丝杠传动机构，所述丝杠传动机构设置在所述横向连接臂4-1-2上，所述横向连接臂4-1-2的一端与底座1-1固定连接，所述竖向连接臂4-1-1的上端通过与丝母与所述丝杠传动机构的丝杠连接，丝杠传动机构通过电机4-1-3驱动，成串的探头盒4-3的两端分别连接在所述竖向连接臂4-1-1上设置的两个连接杆上。

本发明中的导波检测管外机器人的工作方法是：

1、工作时，通过万向轮1-4支撑机器人主体1的底座1-1在管道上，根据管道直径调整动力装置2和辅助固定装置3在固定架1-3上的位置，并使同一固定架1-3上的两个麦克纳姆轮2-1对称与管道外表面接触，通过调节辅助固定装置3的滚筒3-1使两侧的滚筒3-1夹住管道，通过调节机械臂4-1使探头盒4-3紧紧贴敷在管道上，通过动力装置2带动麦克纳姆轮2-1转动使机器人沿管道运动，通过探头盒内的导波探头进行管外导波检测。

2、当机器人遇到T形三通管道/四通管道时，位于前端的滚筒伸缩机构3-4控制前端的滚筒支架3-2收起，麦克纳姆轮2-1转动，机器人靠近管道，使前端的固定架1-3与T形三通管道/四通管道相接触，前端的麦克纳姆轮2-1继续转动，此时，前端的被动式活动关节1-2被打开，前端的固定架1-3从原来管道切换至另一条管道，然后前端的滚筒伸缩机构3-4控制前端的滚筒支架3-2使滚筒3-1重新夹住管道，麦克纳姆轮2-1转动使底座1-1脱离原管道并与新管道接触，前端的被动式活动关节1-2逐渐闭合，后端的被动式活动关节1-2逐渐打开，当底座1-1与新管道完全贴合时前端的被动式活动关节1-2完全闭合，后端的被动式活动关节1-2完全打开，此时后端的滚筒伸缩机构3-4控制后端的滚筒支架3-2收起，后端的麦克纳姆轮2-1转动，后端的被动式活动关节1-2逐渐闭合，后端的固定架1-3从原来管道切换至另一条管道，最后，后端的滚筒伸缩机构3-4控制后端的滚筒支架3-2重新夹住管道，完成在T形三通管道/四通管道的通过。如附图10所示是机器人通过L形管时的动作过程示意图，图中滚筒3-1消失表示滚筒收起，未工作。机器人在通过T形三通管道和四通管道时的动作与通过L形管时的动作过程相同。

3、当机器人遇到阀门时，在麦克纳姆轮2-1的转动作用下，底座1-1在管道圆周方向旋转到没有阀门的另一侧，前端的滚筒伸缩机构3-4控制前端的滚筒支架3-2收起，在麦克纳姆轮2-1的转动作用下，机器人的前端部分通过阀门，然后前端的滚筒伸缩机构3-4控制前端的滚筒支架3-2重新夹住管道，后端的滚筒伸缩机构3-4控制后端的滚筒支架3-2收起，在麦克纳姆轮2-1的转动作用下，机器人的后端部分通过阀门，然后后端的滚筒伸缩机构3-4控制后端的滚筒支架3-2重新夹住管道，最后，在麦克纳姆轮2-1的转动作用下，机器人的底座1-1重新回到原来方位，完成阀门的通过。如附图11所示是机器人通过阀门时的动作过程示意图，图中滚筒3-1消失表示滚筒收起，未工作。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：包括机器人主体(1)、动力装置(2)、辅助固定装置(3)、导波检测装置(4)，所述机器人主体(1)包括底座(1-1)、两个固定架(1-3)，所述底座(1-1)下部设置有万向轮(1-4)，两个所述固定架(1-3)的上端均通过被动式活动关节(1-2)分别可动地连接在所述底座(1-1)的前后两端，所述固定架(1-3)的下端设置有两个呈八字形设置的固定杆(1-3-1)，每个固定杆(1-3-1)上均设置有一个所述动力装置(2)和一个所述辅助固定装置(3)，所述动力装置(2)包括伺服电机(2-2)、电机支架(2-3)、麦克纳姆轮(2-1)、动力装置底座(2-4)，所述伺服电机(2-2)与所述电机支架(2-3)连接，所述麦克纳姆轮(2-1)与所述伺服电机(2-2)的输出轴连接，所述电机支架(2-3)与所述动力装置底座(2-4)连接，所述动力装置(2)通过所述动力装置底座(2-4)连接在所述固定架(1-3)的固定杆(1-3-1)上，位于同一个所述固定架(1-3)上的两个麦克纳姆轮(2-1)的旋向相反，且前后两个所述固定架(1-3)上位于同一侧的两个麦克纳姆轮(2-1)的旋向相同；所述辅助固定装置(3)包括滚筒(3-1)、滚筒支架(3-2)、滚筒伸缩机构(3-4)、固定装置底座(3-3)，所述滚筒(3-1)连接在所述滚筒支架(3-2)的下端，所述滚筒支架(3-2)可动地与所述固定装置底座(3-3)连接，所述滚筒伸缩机构(3-4)与所述滚筒支架(3-2)连接，所述辅助固定装置(3)通过所述固定装置底座(3-3)连接在所述固定架(1-3)的固定杆(1-3-1)上，且所述辅助固定装置(3)位于所述动力装置(2)的下方；所述导波检测装置(4)为两组，分别设置在所述底座(1-1)的两侧，每组所述导波检测装置(4)包括机械臂(4-1)、连接在所述机械臂(4-1)上的若干个探头盒(4-3)，所述探头盒(4-3)通过弹簧A连接成串，通过调节机械臂(4-1)可使探头盒(4-3)紧紧贴敷在管道上，所述机械臂(4-1)与所述底座(1-1)连接。

2.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述被动式活动关节(1-2)包括关节架(1-2-1)、弹簧自锁机构，所述关节架(1-2-1)与所述底座(1-1)的端部铰接，所述关节架(1-2-1)上设置有弧形孔(1-2-5)，所述弹簧自锁机构包括自锁杆(1-2-3)、两个限位块(1-2-2)、两个弹簧B(1-2-4)，两个所述限位块(1-2-2)固定设置在所述底座(1-1)的端部上，所述限位块(1-2-2)上设置有竖向的条形孔，所述限位杆(1-2-3)穿设在所述关节架(1-2-1)的弧形孔(1-2-5)及所述限位块(1-2-2)的条形孔内，所述限位杆(1-2-3)的两端分别与一个所述弹簧B的一端连接，所述弹簧B的另一端与所述底座(1-1)连接；所述固定架(1-3)的上端与所述关节架(1-2-1)连接。

3.根据权利要求2所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述动力装置底座(2-4)位置可调节地设置在所述固定架(1-3)的固定杆(1-3-1)上。

4.根据权利要求3所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述电机支架(2-3)上设置有若干个螺纹孔(2-5)。

5.根据权利要求2所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述辅助固定装置(3)位置可调节地设置在所述固定架(1-3)的固定杆(1-3-1)上。

6.根据权利要求5所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述滚筒伸缩机构(3-4)为齿轮齿条传动机构。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人，其特征是：所述机械臂(4-1)包括横向连接臂(4-1-2)、竖向连接臂(4-1-1)、丝杠传动机构，所述丝杠传动机构连接在所述横向连接臂(4-1-2)上，所述竖向连接臂(4-1-1)的上端可动地与所述丝杠传动机构的丝杠连接，所述探头盒(4-3)连接在所述竖向连接臂(4-1-1)上。

8.一种如权利要求1-7任一所述的基于麦克纳姆轮的导波检测管外机器人的工作方法，其特征是：(1)工作时，通过万向轮支撑机器人主体的底座在管道上，根据管道直径调整动力装置和辅助固定装置在固定架上的位置，并使同一固定架上的两个麦克纳姆轮对称与管道外表面接触，通过调节辅助固定装置的滚筒使两侧的滚筒夹住管道，通过调节机械臂使探头盒紧紧贴敷在管道上，通过动力装置带动麦克纳姆轮转动使机器人沿管道运动；(2)当机器人遇到T形三通管道/四通管道时，位于前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架收起，麦克纳姆轮转动，使前端的固定架与T形三通管道/四通管道相接触，前端的麦克纳姆轮继续转动，此时，前端的被动式活动关节被打开，前端的固定架从原来管道切换至另一条管道，然后前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架使滚筒重新夹住管道，麦克纳姆轮转动使底座脱离原管道并与新管道接触，前端的被动式活动关节逐渐闭合，后端的被动式活动关节逐渐打开，当底座与新管道完全贴合时前端的被动式活动关节完全闭合，后端的被动式活动关节完全打开，此时后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架收起，后端的麦克纳姆轮转动，后端的被动式活动关节逐渐闭合，后端的固定架从原来管道切换至另一条管道，最后，后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架重新夹住管道，完成在T形三通管道/四通管道的通过；(3)当机器人遇到阀门时，在麦克纳姆轮的转动作用下，底座在管道圆周方向旋转到没有阀门的另一侧，前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架收起，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人的前端部分通过阀门，然后前端的滚筒伸缩机构控制前端的滚筒支架重新夹住管道，后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架收起，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人的后端部分通过阀门，然后后端的滚筒伸缩机构控制后端的滚筒支架重新夹住管道，最后，在麦克纳姆轮的转动作用下，机器人底座重新回到原来方位，完成阀门的通过。

Images