CN113733073B - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种机械臂传动装置，包括罩壳、第一传动轴、第二传动轴、第一驱动机构和第二驱动机构；罩壳内设有第一传动齿轮和第二传动齿轮；第一驱动机构和第二驱动机构分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮传动连接；还提供了一种机器人，包括上述的机械臂传动装置；还提供了一种机器人系统和该系统的使用方法；本发明的有益技术效果是：能够适配不同管径大小的管道，通用性好；具有结构紧凑的特点，有利于减少整体体积，减轻整机重量。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种机器人。

背景技术

近些年来，随着机器人技术的发展与普及，在很多高风险或者人力无法完成的工作中，机器人的使用变得越来越普遍。例如在输油、输气管道的工作场景中，需要定期对管道进行巡检工作，但是管道环境存在易爆、危险气体泄露等风险，因此常采用携带多种传感器的机器人替代人工工作，它可以在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业。

然而现有的管道机器人大都采用的是管道内部行走作业，这就需要该作业区停工停产才能进行检测，存在使用不便的缺陷。另外，现有的管道机器人由于需要做出各种控制动作，导致零部件繁多，体积较大。因此如何设计一款在管道外壁行走且结构紧凑的机器人成为了有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人，它能够在各种管径的管道、相交管道的外壁行走，具有结构紧凑、使用方便、适用性好的特点。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种机械臂传动装置，包括罩壳、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；在罩壳腔体内设有第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮；在罩壳上分别设有第一通孔、第二通孔和第三通孔；第一传动轴转动设置在罩壳上，一端伸出罩壳外，另一端在罩壳腔体内与第一传动齿轮固接；第二传动轴的一端伸出罩壳外，另一端穿过第一传动轴的轴孔，并在罩壳腔体内与位于第一传动轴内端内侧的第二传动齿轮固定连接；第三传动轴的一端伸出罩壳外，另一端穿过第二传动轴和第二传动齿轮的轴孔，与罩壳转动连接，并在罩壳腔体内与位于第二传动轴内端内侧的第三传动齿轮固定连接；第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构的输出轴穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔分别与第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮传动连接。

本技术方案的使用原理和工作原理在于：本装置主要配合管道机器人的机械臂使用，机械臂在进行管道作业过程中，往往需要做摆臂旋转动作以及环抱、张开手臂动作，本装置中在使用过程中，第一传动轴的外端与机械臂的旋转组件传动连接，利用第一驱动机构带动第一传动齿轮和第一传动轴，继而通过旋转组件控制机械臂做出摆臂旋转动作。第二传动轴与与机械臂的弯曲组件传动连接，利用第二驱动机构带动第二传动齿轮和第二传动轴，继而通过弯曲组件控制机械臂做出弯曲动作，实现环抱或者展开机械臂的动作；

第三传动轴的外端与机械臂的方向调节组件传动连接，利用第三传动机构带动第三传动轴，继而通过方向调节组件控制机械臂沿着机械臂长度方向的轴线旋转。通过方向调节组件可以使机械臂旋转方向，使机械臂的行走部朝向下部，方便摆放机械臂，或者在其它使用场景中，例如在T型、L型、十字型等交叉管道上行进时做出更换路径的操作，在此过程中也需要对机械臂的行走部朝向进行调整，在本方案中通过第三传动轴和第三驱动机构控制方向调节单元即可完成调整机械臂的行走部朝向的操作。

本发明的有益效果是：在本装置中，将第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮设计在同一轴线上，并集成在罩壳内，使得整体装置更加紧凑，有利于减少管道机器人的体积；管道机器人的机械臂在罩壳外侧连接相应的传动轴即可，应用方便。

一种机器人，包括上述的机械臂传动装置，还包括底盘、机械臂、行进轮组、行进驱动机构、电源以及与机械臂传动连接的旋转组件和弯曲组件；机械臂和机械臂传动装置均设在底盘的上部两侧；行进轮组设置在底盘相对的两侧，行进驱动机构与行进轮组传动连接；机械臂包括多个依次铰接的关节体；在铰接处的下部，关节体之间均具有避让间隙，关节体的下部均转动设有行走部。

本技术方案的使用原理和工作原理在于：机械臂可以在上下摆动平面上旋转至任意方向，然后完成抱紧管道、松开管道或者关节体收叠等操作。当需要抱紧管道时，由于机械臂是由多个关节体依次铰接而成的柔性臂，弯曲组件能够收卷机械臂，使关节体绕铰接点转动至避让间隙内，使关节体的底部与管道外壁贴合，因此能够适配不同管径大小的管道。由于关节体下部有行走部，机械臂在环抱外管的同时，机器人也可以通过行进轮组在管道外壁进行移动。在进行管道巡检工作时，将管道机器人放置于管道外壁上，通过旋转组件调整机械臂翻转至管道的两侧，然后通过弯曲组件收紧机械臂，使机械臂上的关节体环绕并抱紧外管，继而由行进驱动机构控制机器人在管道外壁上移动，然后利用多种传感器对管道检测。

本方案还提供了以一种可在相交管道上行使的机器人系统，包括结构相同的两台机器人主体和翻转机构，翻转机构的两端均通过转动轴与两台机器人主体的机体铰接。

一种上述系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1:将两台机器人主体放置在管道外壁上,当两台机器人主体的机械臂均与所在管道轴线处于平行形态时，位于下部的主体开始工作或处于一条直线的两个主体中的至少一个工作，先启动第一驱动机构，控制位于下部的主体或处于一条直线的两个主体的机械臂在竖向平面上旋转至与管道轴线相垂直的位置；然后进入步骤S2；当两台机器人主体的机械臂均处于竖向形态时，直接进入步骤S2；

步骤S2:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动第二驱动机构，控制机械臂弯曲并抱紧管道外壁；

步骤S3:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动行进驱动机构，驱动麦克纳姆轮使两台机器人主体在管道外壁移动；

步骤S4：

①当遇到与两台机器人主体所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面时相同时，包括以下步骤：

步骤A:位于下部或后部的机器人主体的翻转机构开始工作，翻转机构控制位于上部或前部的机器人主体绕着转动轴向上翻转,直到位于上部或前部的机器人主体的机械臂位于相交管道的两侧；

步骤B:位于上部或前部的机器人主体开始工作，启动第二驱动机构，控制机械臂弯曲并抱紧管道外壁；

步骤C:位于下部或后部的机器人主体启动第二驱动机构，控制机械臂松弛，脱离夹持状态；

步骤D:位于上部或前部的机器人主体的翻转机构开始工作，翻转机构带动位于下部的机器人主体绕着下部的转动轴向上翻转,直到脱离原先的管道；

步骤E:位于上部或前部的机器人主体启动行进驱动机构，驱动麦克纳姆轮使两台机器人主体移动；

②当遇到与两台机器人主体所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面不同时，包括以下步骤：

步骤a：位于下部的机器人主体的行进驱动机构开始工作，行进驱动机构控制麦克纳姆轮在管道上旋转角度，使两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面与相交的两条管道所在平面相同；

步骤b：重复步骤A至步骤E。

本发明的有益技术效果是：1、夹持外管道采用的是柔性臂，因此能够适配不同管径大小的管道；2、机械臂在收叠时可以使关节体向内弯曲，减小机器人整体的体积以通过宽度较小的通道，使机器人能够适应复杂多变的管道情况，通用性好；3、机械臂传动装置具有结构紧凑的特点，有利于减少整体机器人的体积，减轻整机重量；4、行进轮组采用麦克纳姆轮，可实现前后左右行进，具有操控面广、便于调整行进路线的特点；5、两台机器人本体联合使用，可以在直线管道使用，也可以在相交管道使用，适用于各类型管道场景。

附图说明

图1为本发明中机器人的整体结构示意图。

图2为本发明中机器人的部分内结构示意图。

图3为本发明中机器人另一角度整体结构示意图

图4为本发明中机械臂传动装置与机械臂连接的剖视结构示意图。

图5为本发明中罩壳的结构示意图。

图6为本发明中罩壳另一角度的结构示意图。

图7为本发明中左罩壳内部的结构示意图。

图8为本发明中关节体的结构示意图。

图9为本发明中关节体的爆炸结构示意图。

图10为本发明中翻转机构的结构示意图。

图11为本发明中翻转机构的传动关系示意图

图12为本发明中两台机器人主体直线跨越障碍的示意图。

图13为本发明中两台机器人主体垂直翻转动作一的示意图。

图14为本发明中两台机器人主体垂直翻转动作二的示意图。

图15为本发明中两台机器人主体垂直翻转动作三的示意图。

图16为本发明中两台机器人主体垂直翻转动作四的示意图。

图17为本发明中两台机器人主体跨口路转向动作的示意图。

图中：1、左罩壳；2、右罩壳；3、第一传动轴；4、第二传动轴；5、第一驱动机构；6、第二驱动机构；7、第一传动齿轮；8、第二传动齿轮；9、第三传动轴；10、第三驱动机构；11、第一凸台；12、第二凸台；13、第三凸台；14、第一通孔；15、第二通孔；16、第三通孔；17、底盘；18、机械臂；19、行进驱动机构；20、机体；21、关节体；22、避让间隙；23、行走部；24、第一圆盘；25、第二圆盘；26、支撑杆；27、连接架；28、安装架；29、收卷轴；30、动力绳；31、定型条；32、第一穿插孔；33、第二穿插孔；34、第一旋转齿轮；35、第二旋转齿轮；36、第一锥形齿轮；37、第二锥形齿轮；38、轴座；39、转轴；40、第四传动轴；41、滚珠；42、容纳槽；43、限位板；44、圆形孔；45、麦克纳姆轮；46、安装台；47、固定架；48紧固架；49、翻转机构；50、翻转支架；51、旋转臂；52、翻转电机；53、传动蜗杆；54传动蜗轮；55、转动轴；56、第三传动齿轮；57、电机输出轴齿轮；58、加强筋；59、轴承；60、管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明一种机器人进一步说明。

一种机械臂传动装置，如图4、5、6所示，包括罩壳、第一传动轴3、第二传动轴4、第一驱动机构5和第二驱动机构6；罩壳内设有第一传动齿轮7和第二传动齿轮8；第一传动轴3转动设置在罩壳上，一端伸出罩壳外，另一端在罩壳的内与第一传动齿轮7固接；第二传动轴4的一端伸出罩壳外，另一端穿过第一传动轴3的轴孔，并在罩壳内与位于第一传动轴3内端内侧的第二传动齿轮8固定连接；第一驱动机构5和第二驱动机构6分别与第一传动齿轮7和第二传动齿轮8传动连接。

本装置主要配合管道机器人的机械臂18使用，机械臂18在进行管道作业过程中，往往需要做摆臂旋转动作以及环抱、张开手臂动作，本装置中在使用过程中，第一传动轴3的外端与机械臂18的旋转组件传动连接，利用第一驱动机构5带动第一传动齿轮7和第一传动轴3，继而通过旋转组件控制机械臂18做出摆臂旋转动作。第二传动轴4与与机械臂18的弯曲组件传动连接，利用第二驱动机构6带动第二传动齿轮8和第二传动轴4，继而通过弯曲组件控制机械臂18做出弯曲动作，实现环抱或者展开机械臂18的动作。

在本装置中，将第一传动轴3、第二传动轴4、第一传动齿轮7、第二传动齿轮8设计在同一轴线上，并集成在罩壳内，使得整体装置更加紧凑，有利于减少管道机器人的体积；管道机器人的机械臂18在罩壳外侧连接相应的传动轴即可，应用方便。

进一步地，如图4所示，还包括第三传动轴9和第三驱动机构10；第三传动轴9的一端伸出罩壳外，另一端穿过第二传动轴4和第二传动齿轮8的轴孔，与罩壳转动连接，并在罩壳内与位于第二传动轴4内端内侧的第三传动齿轮56固定连接；第三驱动机构10与和第三传动齿轮56传动连接。

本装置中在使用过程中，第三传动轴9的外端可以与机械臂18的方向调节组件传动连接，利用第三传动机构10带动第三传动轴9，继而通过方向调节组件控制机械臂18沿着机械臂18长度方向的轴线旋转。机械臂18在进行管道作业时，机械臂18的行走部23一面需要朝向管道，以便环抱管壁。但是在非工作状态下，机械臂18的行走部23在上下方向上收折弯曲，并不方便收纳和摆放。通过方向调节组件可以使机械臂18旋转方向，使机械臂18的行走部23朝向下部，方便摆放机械臂18。在其它场景中，带有机械臂18的机器人还需要在T型、L型、十字型等交叉管道上行进时做出更换路径的操作，在此过程中也需要对机械臂18的行走部23朝向进行调整，在本方案中通过第三传动轴9和第三驱动机构10控制方向调节单元即可完成调整机械臂18的行走部23朝向的操作。

进一步地，如图4、图5、图6所示，罩壳包括左罩壳1和右罩壳2，左罩壳1的外侧层叠的第一凸台11、第二凸台12和第三凸台13，第一凸台11、第二凸台12和第三凸台13内部构成与第一传动齿轮7、第二传动齿轮8和第三传动齿轮56大小相匹配的腔体；在第一凸台11、第二凸台12和第三凸台13上分别设有第一通孔14、第二通孔15和第三通孔16；第一驱动机构5、第二驱动机构6和第三驱动机构10分别安装在第一凸台11、第二凸台12和第三凸台13上，第一驱动机构5、第二驱动机构6和第三驱动机构10的输出轴穿过第一通孔14、第二通孔15和第三通孔16分别与第一传动齿轮7、第二传动齿轮8和第三传动齿轮56传动连接。

在本具体实施例中，左罩壳1和右罩壳2之间通过螺栓连接固定，将第一传动齿轮7、第二传动齿轮8、第三传动齿轮56包括在左罩壳1和右罩壳2内部的腔体内。罩壳的底部设有安装孔，并通过螺栓固定在底盘17上。在右罩壳2的外侧设有突出的轴套，轴套至右罩壳2边缘设有加强筋；在轴套内安装有轴承，第一传动轴3通过轴承转动设置在右罩壳2的轴套内。第一传动轴3与第一传动齿轮7、第二传动轴4与第二传动齿轮8、第三传动轴9与第三传动齿均采用轴毂连接。第一驱动机构5、第二驱动机构6和第三驱动机构10分别为第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机，并且均通过相应的紧固架分别固定在在第一凸台11、第二凸台12和第三凸台13上。

一种机器人，如图1、图2、图3、图4所示，包括上述的机械臂传动装置，还包括底盘17、机械臂18、行进轮组、行进驱动机构19、电源以及与机械臂18传动连接的旋转组件和弯曲组件；机械臂18和机械臂传动装置均设在底盘17的上部两侧；行进轮组设置在底盘17相对的两侧，行进驱动机构19与行进轮组传动连接；机械臂18包括多个依次铰接的关节体21；在铰接处的下部，关节体21之间均具有避让间隙22，关节体21的下部均转动设有行走部23。

机械臂18可以在上下摆动平面上旋转至任意方向，然后完成抱紧管道、松开管道或者关节体21收叠等操作。当需要抱紧管道时，由于机械臂18是由多个关节体21依次铰接而成的柔性臂，弯曲组件能够收卷机械臂18，使关节体21绕铰接点转动至避让间隙22内，使关节体21的底部与管道外壁贴合，因此能够适配不同管径大小的管道。由于关节体21下部有行走部23，机械臂18在环抱外管的同时，机器人也可以通过行进轮组在管道外壁进行移动。在进行管道巡检工作时，将管道机器人放置于管道外壁上，通过旋转组件调整机械臂18翻转至管道的两侧，然后通过弯曲组件收紧机械臂18，使机械臂18上的关节体21环绕并抱紧外管，继而由行进驱动机构19控制机器人在管道外壁上移动，然后利用多种传感器对管道检测。

在本具体实施例中，机械臂传动装置共设有两组，分别安装在底盘17的上部两侧，在两组机械臂传动装置之间安装有机体20，电源以及控制电路等均安装在机体20内部，电源通过电线与第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机电连接，接口处做防爆处理。对应的，共设有两条机械臂18与底盘17上部两侧的机械臂传动装置传动连接。机械臂18的摆臂范围在底盘17之外，以防止与底盘17发生干涉。

进一步地，如图1、图2、图3所示，旋转组件包括固定在第一传动轴3外端的旋转盘架，机械臂18端部的关节体21通过连接架27和安装架28与旋转盘架连接；安装架28固定在旋转盘架上，连接架27的一侧与机械臂18端部的关节体21铰接；另一侧与安装架28转动连接。

在需要在绕第一传动轴3旋转机械臂18时，第一驱动机构5即第一驱动电机启动，通过电机输出轴齿轮57带动第一传动齿轮7和第一传动轴3转动，第一传动轴3带动旋转盘架和机械臂18旋转。

在本具体实施例中，旋转盘架包括第一圆盘24和第二圆盘25，第一圆盘24和第二圆盘25之间由多个支撑杆26连接。安装架28的两侧通过螺杆固定在第一圆盘24和第二圆盘25的中部。在第一圆盘24和第二圆盘25的中心设有通孔，通孔处均设有与第二传动轴4相配合的轴承，以便安装第二传动轴4，保证第二传动轴4在第一传动轴3的轴孔内转动。

进一步地，如图1、图2所示，弯曲组件包括收卷轴29和动力绳30；收卷轴29在旋转盘架内与第二传动轴4固定连接；动力绳30的一端绕结在收卷轴29上，另一端穿过安装架28、连接架27、第一旋转齿轮34和各关节体21并固定在最外端的关节体21上。

在本具体实施例中，收卷轴29和第二传动轴4为一体结构。当机器人放置在管道外壁时，两组机械臂传动装置中的两个第二驱动机构6，即两个第二驱动电机启动，电机输出轴齿轮57带动第二传动齿轮8转动，第二传动齿轮8带动第二传动轴4转动，继而带动收卷轴29收卷动力绳30，使各关节体21绕其铰接点转动至避让间隙22内，实现两条机械臂18同步抱紧管道外壁的效果，然后行进驱动机构19启动，带动行进轮，带动机器人在管道外壁移动。收卷轴29在旋转盘架内部转动时，与旋转盘架不发生干涉。

进一步地，如图1、图2所示，机械臂18还包括弹性的定型条31，每个关节体21上均开设有第一穿插孔32和第二穿插孔33，定型条31依次穿插于各个关节体21的第一穿插孔32中并使机械臂18维持预设形态，动力绳30依次穿过各关节体21上的第二穿插孔33内。

在本具体实施例中，定型条31位于动力绳30的上部，以便更快速地释放应力，使机械臂18恢复直线状态，动力绳30位于下部以便收卷机械臂18。定型条31为弹性钢条，使机械臂18初始状态下呈直线形态，避免处于松散形态。当收卷轴29转动，开始收卷动力绳30时，在拉力作用下，定型条31会被从直线形态牵引至弯曲状态，直至机械臂18能够抱紧管道外壁。当收卷轴29反向转动时，动力绳30被放松，定型条31在应力作用下恢复至直线形态。关节体213为倒梯形，相邻关节体213之间在底部形成避让间隙22。

进一步地，如图4、图7所示，还包括第三传动轴9、第三驱动机构10以及与机械臂18传动连接的方向调节组件；罩壳内设有第三传动齿轮56；第三传动轴9的一端伸出罩壳外与方向调节组件传动连接，另一端穿过第二传动轴4和第二传动齿轮8的轴孔，与罩壳转动连接，并在罩壳内与位于第二传动轴4内端内侧的第三传动齿轮56固定连接；第三驱动机构10与和第三传动齿轮56传动连接。

为了便于收纳机械臂18以及移动、变换路径的需要，机械臂18的关节体21底部的行走部23有可能未朝向管道外壁，此时通过启动两组机械臂传动装置中的两个第三驱动机构10，即第三驱动电机，带动两个第三传动齿轮56旋转，继而带动第三传动轴9旋转，控制两条机械臂18同步绕自身长度方向所在轴线旋转，直到行走部23朝向管道外壁即可。同理，通过相同方式，将机械臂18旋转至行走部23朝下，以方便收纳机械臂18。

进一步地，方向调节组件包括第一旋转齿轮34、第二旋转齿轮35、第一锥形齿轮36和第二锥形齿轮37；第一旋转齿轮34设置在连接架27和安装架28之间，第一旋转齿轮34与连接架27固定连接，与安装架28通过转轴39转动连接；在安装架28的外侧设有轴座38，轴座38内转动设有第四传动轴40；第二旋转齿轮35固定在第四传动轴40的一端并与第一旋转齿轮34啮合传动，第一锥形齿轮36固定在第四传动轴40的另一端，第二锥形齿轮37在旋转盘架的外侧，固定在第三传动轴9的外端，并与第一锥形齿轮36啮合传动。

在调节机械臂18底部行走部23朝向时，两组机械臂传动装置中的两个第三驱动机构10启动，即第三驱动电机启动，通过电机输出轴齿轮57带动第三传动齿轮56转动，继而带动第三传动轴9转动，第三传动轴9带动第二锥形齿轮37转动，第二锥形齿轮37带动第一锥形齿轮36转动，第一锥形齿轮36带动轴座38内的第四传动轴40转动，继而带动第二旋转齿轮35转动，第二旋转齿轮35带动第一旋转齿轮34转动，与第一旋转齿轮34固定连接的连接架27也发生转动，带动对应的机械臂18绕其长度方向的轴线转动。

在本具体实施例中，第一旋转齿轮34通过螺栓固定在连接架27的一侧，转轴39通过轴承转动安装在安装架28的侧面；第四传动轴40通过轴承安装在轴座38内。第二旋转齿轮35与第四传动轴40的一端轴毂连接。轴座38与安装架28为一体结构。

进一步地，如图8、图9所示，行走部23包括转动设置在关节体21的底部的滚珠41；滚珠41设置在关节体21底部球状的容纳槽42内，机体20底部还固定连接有限位板43，限位板43上开设有与容纳槽42正对的圆形孔44，使容纳槽42能容纳滚珠41的同时，滚珠41与容纳槽42内壁契合，滚珠41下部穿过圆形孔44且圆形孔44的直径小于滚珠41的直径。滚珠41的下部穿过圆形孔44露出至限位板43下方，以便能够与管道外壁接触，在管道外壁上滚动行走。

进一步地，如图1、图2所示，行进轮组为麦克纳姆轮45。麦克纳姆轮45四个作为一组使用，包括2个左旋轮和2个右旋轮，且左旋轮和右旋轮呈手性对称。在本具体实施例中，底盘17的前侧和后侧均设有突出的安装台46，安装台46上横向设有固定架47，在固定架47的两侧均安装有第四驱动电机，四个第四驱动电机的输出轴分别与四个麦克纳姆轮45的轮轴连接。第四驱动电机通过紧固架安装在固定架47上。紧固架上设有轴孔，以便第四驱动电机的输出轴能够伸出与麦克纳姆轮45的轮轴连接。基于麦克纳姆轮45，机器人可以在管道外壁实现前后左右的移动。

由于管道输送场景中常有防爆要求，本方案带电的设备，以及电线接口处均做防爆处理。第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机均采用防爆电机。

本方案还提供了以一种可在相交管道上行使的机器人系统，包括结构相同的两台机器人主体和翻转机构49，翻转机构49的两端均通过转动轴55与两台机器人的机体20铰接。

一种上述系统的使用方法，包括以下步骤：如图12至图17所示，

步骤S1:将两台机器人主体放置在管道60外壁上,当两台机器人主体的机械臂18均与所在管道60轴线处于平行形态时，位于下部的主体开始工作或处于一条直线的两个主体中的至少一个工作，先启动第一驱动机构5，控制位于下部的主体或处于一条直线的两个主体的机械臂18在竖向平面上旋转至与管道60轴线相垂直的位置；然后进入步骤S2；当两台机器人主体的机械臂18均处于竖向形态时，直接进入步骤S2；

步骤S2:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动第二驱动机构6，控制机械臂18弯曲并抱紧管道60外壁；

步骤S3:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动行进驱动机构19，驱动麦克纳姆轮45使两台机器人主体在管道60外壁移动；

步骤S4：

①当遇到与两台机器人主体所在管道60相交的管道60，且相交的两条管道60所在平面与两台机器人主体绕转动轴55翻转所在平面时相同时，包括以下步骤：

步骤A:位于下部或后部的机器人主体的翻转机构49开始工作，翻转机构49控制位于上部或前部的机器人主体绕着转动轴55向上翻转,直到位于上部或前部的机器人主体的机械臂18位于相交管道60的两侧；

步骤B:位于上部或前部的机器人主体开始工作，启动第二驱动机构6，控制机械臂18弯曲并抱紧管道60外壁；

步骤C:位于下部或后部的机器人主体启动第二驱动机构6，控制机械臂18松弛，脱离夹持状态；

步骤D:位于上部或前部的机器人主体的翻转机构49开始工作，翻转机构49带动位于下部的机器人主体绕着下部的转动轴55向上翻转,直到脱离原先的管道60；

步骤E:位于上部或前部的机器人主体启动行进驱动机构19，驱动麦克纳姆轮45使两台机器人主体移动；

②当遇到与两台机器人主体所在管道60相交的管道60，且相交的两条管道60所在平面与两台机器人主体绕转动轴55翻转所在平面不同时，包括以下步骤：

步骤a：位于下部的机器人主体的行进驱动机构19开始工作，行进驱动机构19控制麦克纳姆轮45在管道60上旋转角度，使两台机器人主体绕转动轴55翻转所在平面与相交的两条管道60所在平面相同；

步骤b：重复步骤A至步骤E。

进一步地，S1步骤还包括：当机械臂18关节体21下部的行走部23未朝向管壁时，先启动第三驱动机构10，控制机械臂18绕着自身长度方向所在轴线旋转，直到行走部23朝向管壁。

在本具体实施例中，如图10、图11所示，其中图10采用了省略画法，翻转机构49包括位于两台机器人主体相邻端部的翻转支架50、旋转臂51、翻转电机52、传动蜗杆53、传动蜗轮54；旋转臂51的两端通过分别通过转动轴55铰接在两台机器人主体的翻转支架50上，传动蜗杆53位于转动轴55的上部并与翻转电机52传动连接；传动蜗轮54固定在转动轴55上，传动蜗杆53与传动蜗轮54啮合传动连接。在图12至图17中，翻转机构49采用了简单画法，翻转机构49的具体结构见图10、图11，但不仅限于此结构。

两台机器人主体相邻端部各设有相对的两个翻转支架50，旋转臂51相应的也为两个。传动蜗杆53和传动蜗轮54作为一组分别设置在对角的翻转支架50内，在翻转机构49工作时，对角设置的两组传动蜗杆53和传动蜗轮54机构可以同时启动，也可以单组启动。当翻转电机52启动，带动传动蜗杆53转动，传动蜗杆53带动传动蜗轮54转动，由于传动蜗轮54与转动轴55固定连接，将会在传动蜗杆53、传动蜗轮54的传动作用下，使另外一个主体绕着转动轴55发生翻转。

Claims (7)

1.一种机器人，其特征在于，包括机械臂传动装置，机械臂传动装置包括罩壳、第一传动轴（3）、第二传动轴（4）、第三传动轴（9）、第一驱动机构（5）、第二驱动机构（6）和第三驱动机构（10）；在罩壳腔体内设有第一传动齿轮（7）、第二传动齿轮（8）和第三传动齿轮（56）；在罩壳上分别设有第一通孔（14）、第二通孔（15）和第三通孔（16）；第一传动轴（3）转动设置在罩壳上，一端伸出罩壳外，另一端在罩壳腔体内与第一传动齿轮（7）固接；第二传动轴（4）的一端伸出罩壳外，另一端穿过第一传动轴（3）的轴孔，并在罩壳腔体内与位于第一传动轴（3）内端内侧的第二传动齿轮（8）固定连接；第三传动轴（9）的一端伸出罩壳外，另一端穿过第二传动轴（4）和第二传动齿轮（8）的轴孔，与罩壳转动连接，并在罩壳腔体内与位于第二传动轴（4）内端内侧的第三传动齿轮（56）固定连接；第一驱动机构（5）、第二驱动机构（6）和第三驱动机构（10）的输出轴穿过第一通孔（14）、第二通孔（15）和第三通孔（16）分别与第一传动齿轮（7）、第二传动齿轮（8）和第三传动齿轮（56）传动连接；还包括底盘（17）、机械臂（18）、行进轮组、行进驱动机构（19）、电源以及与机械臂（18）传动连接的旋转组件和弯曲组件；机械臂（18）和机械臂传动装置均设在底盘（17）的上部两侧；行进轮组设置在底盘（17）相对的两侧，行进驱动机构（19）与行进轮组传动连接；机械臂（18）包括多个依次铰接的关节体（21）；在铰接处的下部，关节体（21）之间均具有避让间隙（22），关节体（21）的下部均转动设有行走部（23）。

2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，旋转组件包括固定在第一传动轴（3）外端的旋转盘架，机械臂（18）端部的关节体（21）通过连接架（27）和安装架（28）与旋转盘架连接；安装架（28）固定在旋转盘架上，连接架（27）的一侧与机械臂（18）端部的关节体（21）铰接；另一侧与安装架（28）转动连接。

3.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，弯曲组件包括收卷轴（29）和动力绳（30）；收卷轴（29）在旋转盘架内与第二传动轴（4）固定连接；动力绳（30）的一端绕结在收卷轴（29）上，另一端穿过安装架（28）、连接架（27）、第一旋转齿轮（34）和各关节体（21）并固定在最外端的关节体（21）上，第二驱动机构（6）通过收卷动力绳（30）使关节体（21）绕其铰接点转动至避让间隙（22）内。

4.如权利要求3所述的机器人，其特征在于，机械臂（18）还包括弹性的定型条（31），每个关节体（21）上均开设有第一穿插孔（32）和第二穿插孔（33），定型条（31）依次穿插于各个关节体（21）的第一穿插孔（32）中并使机械臂（18）维持预设形态，动力绳（30）依次穿过各关节体（21）上的第二穿插孔（33）内。

5.如权利要求2至4中任一权利要求所述的机器人，其特征在于，还包括与机械臂（18）传动连接的方向调节组件；方向调节组件包括第一旋转齿轮（34）、第二旋转齿轮（35）、第一锥形齿轮（36）和第二锥形齿轮（37）；第一旋转齿轮（34）设置在连接架（27）和安装架（28）之间，第一旋转齿轮（34）与连接架（27）固定连接，与安装架（28）通过转轴（39）转动连接；在安装架（28）的外侧设有轴座（38），轴座（38）内转动设有第四传动轴（40）；第二旋转齿轮（35）固定在第四传动轴（40）的一端并与第一旋转齿轮（34）啮合传动，第一锥形齿轮（36）固定在第四传动轴（40）的另一端，第二锥形齿轮（37）在旋转盘架的外侧，固定在第三传动轴（9）的外端，并与第一锥形齿轮（36）啮合传动。

6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的机器人，其特征在于，行进轮组为麦克纳姆轮（45）。

7.如权利要求5所述的机器人，其特征在于，行进轮组为麦克纳姆轮（45）。

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