CN210600673U

CN210600673U - 一种支撑式油气管道机器人

Info

Publication number: CN210600673U
Application number: CN201921728500.1U
Authority: CN
Inventors: 贺一烜; 姜姗; 王若冰; 张腾; 马搏远; 廖红林; 何文; 付艾; 何婷; 李光聪
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种支撑式油气管道机器人，涉及油气管道检测领域，该支撑式油气管道机器人变径机构主要参考了平行四杆机构，相较于过去的支撑式油气管道机器人的变径机构更加易于实现。采用位于机器人轴心的液压缸提供动力，极大地减少了机器人电路元件的使用，使其工作时更加安全。机器人一个运动周期内运动的最大距离为液压缸的液压缸塞推动的最大距离，使机器人的移动和速度便于控制。机器人的轮基板为两块小轮基板组成，每块小轮基板分别装有一个从动轮，中间由三个弹簧连接，使轮基板的长度在液压缸推动滑块移动时保持和变径机构的中心部分长度相等，时刻保持平行。

Description

一种支撑式油气管道机器人

技术领域

本实用新型涉及油气管道检测领域，具体来说涉及一种支撑式油气管道机器人。

背景技术

管道机器人一种是集驱动技术、传感器技术、控制技术以及信号处理技术与一体的智能化机电装置。主要用于油气管道的检测，可以防止油气管道发生泄漏，提高管道的使用寿命，保障了一线工作人员的生命安全，也提高了检测效率。由于油气管道运输距离较长，管道内部的空间大小有限，随着油气的流动内部的压力不稳定等因素，对管道机器人的环境的适应性、自身的稳定性、能源方面的供给等驱动特性提出了较高的要求，这些特性也是当前油气管道机器人相关研究的热点。目前大多数支撑式油气管道机器人是由轮式油气管道机器人改进而来。支撑式油气管道机器人也是轮式油气管道机器人的一种变形。支撑式油气管道机器人周向均匀布置的支撑臂紧贴管壁，为机器人提供足够的牵引力，甚至可以克服机器人自身重力，实现在垂直管道内的运动。对称的支撑臂有效地保证了机器人中心轴线与管道中心轴线的一致性，因此，在运动稳定性上远超过轮式管道机器人。但是，与轮式油气管道机器人相比，支撑式油气管道机器人的结构复杂很多，速度控制的难度也大大增加，依据不同的需求应用于不同的场合。目前来讲支撑式油气管道机器人的结构复杂很多，速度控制的难度也较大，同时驱动系统多为电机驱动，在油气管道内具有较大的爆炸风险。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种支撑式油气管道机器人，参考平行四杆机构设计了其变径机构，简化了机器人自身结构，动力部分采用液压缸驱动，降低了在油气管道内产生电火花的可能性，移动机构全采用从动轮，使单次移动距离为液压缸一次伸长的距离，使速度便于控制。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

该支撑式油气管道机器人由变径机构和行走机构两部分组成，变径机构主要由主动曲柄、从动曲柄、同步盘、滑块、连杆、长轴、挡杆、弹簧、小轮基板、轮基板弹簧零部件组成，变径机构参考了平行四杆机构，位于机器人轴心上的液压缸通过滑块推动连杆，再由连杆带动曲柄来改变曲柄和摇杆的水平方向的角度，使机器人的行走机构紧贴在管道内壁上，平行四杆机构的优势可以使处于轴向的液压缸的推力通过平行四杆机构转换为径向的对管道内壁的支撑力，液压缸底部焊在支撑板上，行走机构主要由从动轮和从动轮支架组成，安装在轮基板上，行走机构的轮子均为从动轮，主要通过位于机器人轴心的液压缸提供动力，带动轮子使机器人移动，行走机构的轮子在一个轮基板上装配有三个，三个轮基板呈120°分布在径向圆周范围内。

作为本技术方案的进一步优化，所述轮基板主要由两小轮基板组成，中间由三根轮基板弹簧连接。

采用以上技术方案的有益效果是：该支撑式油气管道机器人相较于当前的支撑式油气管道机器人，其结构更加简单，降低了制作的难度，便于工业化量产。主要的驱动系统采用了液压驱动的方式，极大减少了电的使用，使其在油气管道内工作时更加安全，降低产生电火花爆炸的风险。移动部分采用了从动轮，使其一个运动周期移动的最大距离为液压缸单次伸长的距离，使速度和移动更加可控。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1是本实用新型支撑式油气管道机器人的结构示意图；

图2是图1所示轮基板的结构示意图。

其中，1—轮基板、2—支撑板、3—主动曲柄、4—从动曲柄、5—弹簧、6—连杆、7—档杆、8—同步盘、9—滑块、10—液压缸、11—长轴、12—小轮基板、13—轮基板弹簧。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型支撑式油气管道机器人的优选实施方式。

图1和图2出示本实用新型支撑式油气管道机器人的具体实施方式：

结合图1和图2，该支撑式油气管道机器人主要由变径机构和行走机构两部分组成。变径机构主要由主动曲柄3、从动曲柄4、同步盘8、滑块9、连杆6、长轴11、挡杆7、弹簧5、小轮基板12、轮基板弹簧13等零部件组成。变径机构主要参考了平行四杆机构，位于机器人轴心上的液压缸10通过滑块9推动连杆6，再由连杆6带动曲柄来改变曲柄和摇杆的水平方向的角度，使机器人的行走机构紧贴在管道内壁上，平行四杆机构的优势可以使处于轴向的液压缸10的推力通过平行四杆机构转换为径向的对管道内壁的支撑力，因此此机构更适合作变径机构。液压缸10底部焊在支撑板2上。

行走机构主要由从动轮和从动轮支架组成，安装在轮基板1上，行走机构的轮子均为从动轮，主要通过位于机器人轴心的液压缸10提供动力，带动轮子使机器人移动。行走机构的轮子在一个轮基板1上装配有三个，三个轮基板1呈120°分布在径向圆周范围内。当该机器人在管道中时，行走机构的轮子因受到变径机构的液压缸10推力转换的支撑力，与管道内壁贴紧。机器人主要靠液压缸10推动的力实现机器人的移动，在机器人移动时，位于机器人中心的液压缸10会提供一个与运动方向同向的力，使行走机构的轮子向前移动。当该管道机器人在垂直方向的管道内移动时，其变径机构可以提供足够大的对管道内壁的压力，使机器人的摩擦力在管径适应范围内不会因其自身重力而在管道内下滑或者无法爬上垂直方向的管道，而液压缸10可以提供足够大的驱动力来克服机器人在紧靠垂直方向上的管道所受到的重力、摩擦力等各种阻力，进而实现该机器人在垂直方向的管道内壁上的上升或者下降。

支撑板2上有预留孔洞，便于安装管道检测元件。轮基板1主要由两小轮基板12组成，中间由三根轮基板弹簧13连接。在液压缸10推动滑块时，可以使轮基板1和中心部分的长度一直相等，保持平行状态，充分适应管径。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种支撑式油气管道机器人，其特征在于：所述支撑式油气管道机器人由变径机构和行走机构两部分组成，变径机构主要由主动曲柄、从动曲柄、同步盘、滑块、连杆、长轴、挡杆、弹簧、小轮基板、轮基板弹簧零部件组成，变径机构参考了平行四杆机构，位于机器人轴心上的液压缸通过滑块推动连杆，再由连杆带动曲柄来改变曲柄和摇杆的水平方向的角度，使机器人的行走机构紧贴在管道内壁上，平行四杆机构的优势可以使处于轴向的液压缸的推力通过平行四杆机构转换为径向的对管道内壁的支撑力，液压缸底部焊在支撑板上，行走机构主要由从动轮和从动轮支架组成，安装在轮基板上，行走机构的轮子均为从动轮，主要通过位于机器人轴心的液压缸提供动力，带动轮子使机器人移动，行走机构的轮子在一个轮基板上装配有三个，三个轮基板呈120°分布在径向圆周范围内。

2.根据权利要求1所述的支撑式油气管道机器人，其特征在于：所述轮基板主要由两小轮基板组成，中间由三根轮基板弹簧连接。