CN205857144U - 一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人,机器人总体由上腿组、下腿组、中板、本体上伸缩油缸、本体下伸缩油缸、内导向套筒、外导向套筒、控制柜、油箱等机构组成。机器人可在桩腿内部半圆形柱状空间内自由爬行,并可通过变步长的方式跨越桩腿中间连接处凸缘障碍。机器人可携带桩腿内壁缺陷检测装置或作业装置,代替人工作业,提高桩腿乃至平台系统的安全性,节省检修成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人,属于机械设计领域。
背景技术
桩腿是维持海上平台稳固的重大部件,桩腿的安全可靠是确保整个平台系统正常作业的基本条件。实际应用中,受海水浸蚀、碰撞、偏载等因素的影响,桩腿会出现锈蚀、破裂、变形等方面的问题,这些问题若得不到及时处理,会在风、波浪、海流等环境载荷的作用下而不断的恶化与扩大,进而危机桩腿乃至整个平台系统的安全。因此,开发桩腿缺陷检测系统,有利于桩腿结构安全隐患的及时发现与处理。
目前,桩腿缺陷与隐患的检测主要分现场检测和在坞检修。现场检测主要靠人工爬行及肉眼观察等办法,该方法通常伴随着高空作业,操作难度大,效率低,具有一定的危险性,且可检测范围受限;在坞检修比较彻底,但需要将平台及桩腿拖进船坞进行,需要耗费大量的人力、财力。
本实用新型以某海上平台干式桩腿内部结构为原型,该桩腿内部圆柱空间分为两个半圆柱部分,其中一个半圆柱空间安装有多层工作平台、爬梯、护栏等结构,结构较为复杂,不适宜机器人的爬行。另一个半圆柱空间为上下直通式结构,内部结构较为简单。本实用新型针对该桩腿内部结构特点,开发一种可在桩腿内壁上下直通部分空间自动爬行的机器人,以搭载桩腿内壁缺陷检测设备,实现桩腿内壁缺陷的巡回检测功能。系统应用于平台现场,可及时发现桩腿内壁缺陷,提高桩腿乃至整个平台系统的安全性,节省桩腿检修成本。
发明内容
本实用新型以某海上平台干式桩腿内部结构为原型,开发一种可在桩腿内壁自动爬行的机器人。机器人可适应桩腿内部半圆形爬行空间的限制,并可跨越两节桩腿连接处的凸缘障碍。为实现上述目标,本实用新型采用以下技术方案:
机器人总体由上腿组(A)、下腿组(B)、中板(6)、本体上伸缩油缸(10)、本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(1)、外导向套筒(3)、控制柜(2)、油箱(4)等机构组成。
上腿组(A)与中板(6)之间通过本体上伸缩油缸(10)、内导向套筒(1)和外导向套筒(3)连接。本体上伸缩油缸(10)底部通过销轴二(11)与支座二(12)铰接,支座二(12)通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上。本体上伸缩油缸(10)的活塞杆末端通过销轴一(9)与支座一(8)铰接,支座一(8)通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)的下表面上。两套本体上伸缩油缸(10)对称安装在上腿组(A)与中板(6)之间的两端。内导向套筒(1)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)端部下表面上。外导向套筒(3)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上。内导向套筒(1)与外导向套筒(3)部分重叠套装。每套本体上伸缩油缸(10)两侧各安装一套导向套筒机构。
下腿组(B)与中板(6)之间通过本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(16)和外导向套筒(19)连接。本体下伸缩油缸(13)底部通过销轴四(17)与支座四(18)铰接,支座四(18)通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上。本体下伸缩油缸(13)的活塞杆末端通过销轴三(14)与支座三(15)铰接,支座三(15)通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5)上。两套本体下伸缩油缸(13)对称安装在下腿组(B)与中板(6)之间的两端。内导向套筒(16)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5)。外导向套筒(19)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上。内导向套筒(16)与外导向套筒(19)部分重叠套装。每套本体下伸缩油缸(13)两侧各安装一套导向套筒机构。
控制柜(2)通过螺钉固定在中板(6)的上方,油箱(4)通过螺钉固定在中板(6)的下方。
上腿组(A)与下腿组(B)结构与尺寸完全相同,主要由底板(7)、腿部伸缩缸(35)、一级伸缩杆(32)、二级伸缩杆(33)、腿杆架(20)、顶脚(29)、限位板(5)等部件构成。可伸缩式腿杆分左右两部分,分别由两个腿部伸缩缸(35)控制腿杆的伸缩。
腿部伸缩缸(35)的底部通过轴销五(24)与支架五(23)铰接,支架五(23)通过螺栓固定在底板(7)上。腿部伸缩缸(35)的活塞杆末端通过轴销六(26)与支架六(27)铰接,支架六(27)通过螺栓固定在腿杆架(20)的内侧。四条腿杆滑道(34)分为两组,分别通过沉头螺钉固定在底板(7)的两端。四个二级伸缩杆(33)分为两组,分别置于对应的腿杆滑道(34)内,并可在腿杆滑道(34)自由滑动,一级伸缩杆(32)穿过二级伸缩杆(33)内部,并可在一定范围内自由伸缩。四个一级伸缩杆(32)分为两组,每两个一级伸缩杆(32)的末端分别通过螺栓固定在腿杆架(20)的两侧。对于右侧腿杆,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化。对于右侧腿杆,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化。两个限位板(5)分别通过螺栓固定在底板(7)的两端。
与现有技术相比较,本实用新型具有以下优点:
1、多级伸缩式腿杆机构具有支撑半径大,结构紧促的特点。
2、本体上、下伸缩油缸的工作行程不同,可实现三种不同的爬行步长。当检测到机器人落脚处有障碍物时,可通过改变步长的方法跨越障碍。
3、通过液压力张紧,系统在桩腿内附着稳固,并可携带较重的检测或作业设备。同时,机器人腿部与桩腿内壁面的附着力可根据需要进行调节。
附图说明
图1 机器人整体装配主视图
图2 机器人装配左视图
图3 机器人腿部机构装配图
图4 机器人腿部伸缩杆局部剖视图
图5 机器人顶脚局部主视图
图6 机器人顶脚局部俯视图
图中:A、上腿组,B、下腿组,1、内导向套筒,2、控制柜,3、外导向套筒,4、油箱,5、限位板,6、中板,7、底板,8、支座一,9、销轴一,10、本体上伸缩油缸,11、销轴二,12、支座二,13、本体下伸缩油缸,14、销轴三,15、支座三,16、内导向套筒,17、销轴四,18、支座四,19、外导向套筒,20、腿杆架,21、定长腿杆一,22、定长腿杆二,23、支架五,24、轴销五,25、定长腿杆三,26、轴销六,27、支架六,28、轴销七,29、顶脚,30、顶脚支架,31、定长腿杆四,32、一级伸缩杆,33、二级伸缩杆,34、腿杆滑道,35、腿部伸缩缸。
具体实施方式
机器人总体由上腿组(A)、下腿组(B)、中板(6)、本体上伸缩油缸(10)、本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(1)、外导向套筒(3)、控制柜(2)、油箱(4)等机构组成。
上腿组(A)与中板(6)之间通过本体上伸缩油缸(10)、内导向套筒(1)和外导向套筒(3)连接。本体上伸缩油缸(10)底部通过销轴二(11)与支座二(12)铰接,支座二(12)通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上。本体上伸缩油缸(10)的活塞杆末端通过销轴一(9)与支座一(8)铰接,支座一(8)通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)的下表面上。两套本体上伸缩油缸(10)对称安装在上腿组(A)与中板(6)之间的两端。内导向套筒(1)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)端部下表面上。外导向套筒(3)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上。内导向套筒(1)与外导向套筒(3)部分重叠套装。每套本体上伸缩油缸(10)两侧各安装一套导向套筒机构。
下腿组(B)与中板(6)之间通过本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(16)和外导向套筒(19)连接。本体下伸缩油缸(13)底部通过销轴四(17)与支座四(18)铰接,支座四(18)通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上。本体下伸缩油缸(13)的活塞杆末端通过销轴三(14)与支座三(15)铰接,支座三(15)通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5)上。两套本体下伸缩油缸(13)对称安装在下腿组(B)与中板(6)之间的两端。内导向套筒(16)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5)。外导向套筒(19)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上。内导向套筒(16)与外导向套筒(19)部分重叠套装。每套本体下伸缩油缸(13)两侧各安装一套导向套筒机构。
控制柜(2)通过螺钉固定在中板(6)的上方,油箱(4)通过螺钉固定在中板(6)的下方。
上腿组(A)与下腿组(B)结构与尺寸完全相同,主要由底板(7)、腿部伸缩缸(35)、一级伸缩杆(32)、二级伸缩杆(33)、腿杆架(20)、顶脚(29)、限位板(5)等部件构成。可伸缩式腿杆分左右两部分,分别由两个腿部伸缩缸(35)控制腿杆的伸缩。
腿部伸缩缸(35)的底部通过轴销五(24)与支架五(23)铰接,支架五(23)通过螺栓固定在底板(7)上。腿部伸缩缸(35)的活塞杆末端通过轴销六(26)与支架六(27)铰接,支架六(27)通过螺栓固定在腿杆架(20)的内侧。四条腿杆滑道(34)分为两组,分别通过沉头螺钉固定在底板(7)的两端。四个二级伸缩杆(33)分为两组,分别置于对应的腿杆滑道(34)内,并可在腿杆滑道(34)自由滑动,一级伸缩杆(32)穿过二级伸缩杆(33)内部,并可在一定范围内自由伸缩。四个一级伸缩杆(32)分为两组,每两个一级伸缩杆(32)的末端分别通过螺栓固定在腿杆架(20)的两侧。对于右侧腿杆,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化。对于右侧腿杆,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化。两个限位板(5)分别通过螺栓固定在底板(7)的两端。
以上所述为本实用新型的一个实例,我们还可对其机械结构进行一些变换,以应用于其它管式内壁结构的爬行。只要其机器人的机械结构设计思想同本实用新型所叙述的一致,均应视为本实用新型所包括的范围。
Claims (1)
1.一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人,其特征在于:机器人总体由上腿组(A)、下腿组(B)、中板(6)、本体上伸缩油缸(10)、本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(1)、外导向套筒(3)、控制柜(2)、油箱(4)组成;
上腿组(A)与中板(6)之间通过本体上伸缩油缸(10)、内导向套筒(1)和外导向套筒(3)连接;本体上伸缩油缸(10)底部通过销轴二(11)与支座二(12)铰接,支座二(12)通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上;本体上伸缩油缸(10)的活塞杆末端通过销轴一(9)与支座一(8)铰接,支座一(8)通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)的下表面上;两套本体上伸缩油缸(10)对称安装在上腿组(A)与中板(6)之间的两端;内导向套筒(1)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在上腿组(A)的底板(7)端部下表面上;外导向套筒(3)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部上表面上;内导向套筒(1)与外导向套筒(3)部分重叠套装;每套本体上伸缩油缸(10)两侧各安装一套导向套筒机构;
下腿组(B)与中板(6)之间通过本体下伸缩油缸(13)、内导向套筒(16)和外导向套筒(19)连接;本体下伸缩油缸(13)底部通过销轴四(17)与支座四(18)铰接,支座四(18)通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上;本体下伸缩油缸(13)的活塞杆末端通过销轴三(14)与支座三(15)铰接,支座三(15)通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5)上;两套本体下伸缩油缸(13)对称安装在下腿组(B)与中板(6)之间的两端;内导向套筒(16)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在下腿组(B)的限位板(5);外导向套筒(19)为方管式结构,其底座通过螺栓固定在中板(6)端部下表面上;内导向套筒(16)与外导向套筒(19)部分重叠套装;每套本体下伸缩油缸(13)两侧各安装一套导向套筒机构;
控制柜(2)通过螺钉固定在中板(6)的上方,油箱(4)通过螺钉固定在中板(6)的下方;
上腿组(A)与下腿组(B)结构与尺寸完全相同,主要由底板(7)、腿部伸缩缸(35)、一级伸缩杆(32)、二级伸缩杆(33)、腿杆架(20)、顶脚(29)、限位板(5)构成;可伸缩式腿杆分左右两部分,分别由两个腿部伸缩缸(35)控制腿杆的伸缩;
腿部伸缩缸(35)的底部通过轴销五(24)与支架五(23)铰接,支架五(23)通过螺栓固定在底板(7)上;腿部伸缩缸(35)的活塞杆末端通过轴销六(26)与支架六(27)铰接,支架六(27)通过螺栓固定在腿杆架(20)的内侧;四条腿杆滑道(34)分为两组,分别通过沉头螺钉固定在底板(7)的两端;四个二级伸缩杆(33)分为两组,分别置于对应的腿杆滑道(34)内,并可在腿杆滑道(34)自由滑动,一级伸缩杆(32)穿过二级伸缩杆(33)内部,并可在一定范围内自由伸缩;四个一级伸缩杆(32)分为两组,每两个一级伸缩杆(32)的末端分别通过螺栓固定在腿杆架(20)的两侧;对于右侧腿杆,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆四(31)及定长腿杆三(25)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化;对于右侧腿杆,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的一端分别通过螺栓固定在一级伸缩杆(32)的末端,定长腿杆一(21)及定长腿杆二(22)的另一端分别固定一个顶脚支架(30),顶脚支架(30)分别通过轴销七(28)与一个顶脚(29)铰接,顶脚(29)可以轴销七(28)为轴,并在一定角度范围内摆动,以适应桩腿内部圆弧面的变化;两个限位板(5)分别通过螺栓固定在底板(7)的两端。
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CN201620753151.9U CN205857144U (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人 |
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CN201620753151.9U Withdrawn - After Issue CN205857144U (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人 |
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CN (1) | CN205857144U (zh) |
Cited By (2)
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CN106032666A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-19 | 天津职业技术师范大学 | 一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人 |
CN108466662A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-31 | 天津职业技术师范大学 | 海上平台桩腿半圆形内壁爬行机器人 |
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2016
- 2016-07-18 CN CN201620753151.9U patent/CN205857144U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106032666A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-19 | 天津职业技术师范大学 | 一种海上平台桩腿内壁可变步长自动爬行机器人 |
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