CN218972156U - 一种管道作业机器人、管道壁厚检测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道作业技术领域，特别涉及一种管道作业机器人、管道壁厚检测机器人。公开了管道作业机器人，安装筒外设置有用于扩张或收缩以配合管道内壁的扩张移动组件；安装筒的第一端固定连接有安装件；安装件上转动连接有作业设备安装板；作业设备安装板设有内腔、通口和固定卡合组件。管道壁厚检测机器人，包括如上的管道作业机器人；作业设备包括机械臂主体和探头。本管道作业机器人，可实现环向的放大缩小功能，适用于不同直径管道内的作业，扩大了其适用范围。行走轮可以驱动管道作业机器人在管道内沿管道进行移动，可准确移动至作业面处。固定卡合组件的设计，可快速更换作业设备，使用更为便捷。

Description

一种管道作业机器人、管道壁厚检测机器人

技术领域

本实用新型涉及管道作业技术领域，特别是涉及一种管道作业机器人、管道壁厚检测机器人。

背景技术

广义上讲，凡是具有一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，无论其压力大小和管径尺寸都属于压力管道。压力管道的敷设方式则分为：架空敷设、地面敷设、地沟敷设及埋地敷设。压力管道普遍应用于给排水、石油与天然气输送等工业领域。当管道的输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体以及可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体时，则属于工业管道的安全监察范围。一般，管道是输送危险液体和气体最为有效的方式。随着管道运营时间的延长，管道老化的问题日益突出，容易产生裂缝等损伤问题。管道安全运行问题越来越受到人们的重视。但一些管道长期处于水、油及其混合物等环境中，极易被腐蚀，会产生裂缝等损伤问题，存在重大隐患。所以为了保证管道系统安全运行，因此需要设计一种用于管道内进行作业的机器人。由于需要定期对管道进行检测和维修，故上述的作业的机器人一般为管道壁厚检测机器人。

现有管道壁厚检测机器人在使用过程中，有以下不便之处：

1、该壁厚检测机器人的内部结构较为单一，多数都未设有调节机构。导致不同的壁厚检测机器人还需在指定的管道内才可实现检测工作。技术较为繁琐，从而降低了该壁厚检测机器人使用的便捷性。

2、该壁厚检测机器人上组装的机械臂多数是通过多组螺栓进行固定连接。该种连接方式拆装麻烦，尤其是不便于操作人员后期的快拆工作，从而降低了该壁厚检测机器人组装的便利性。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种管道作业机器人、管道壁厚检测机器人，以解决现有技术操作繁琐的上述技术问题。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型采用的技术方案为：

一种管道作业机器人，包括安装筒；所述安装筒外设置有用于扩张或收缩以配合管道内壁的扩张移动组件；所述扩张移动组件的表面设置有行走轮；所述安装筒的第一端固定连接有安装件；所述安装件上转动连接有作业设备安装板，所述安装件上设置有驱动作业设备安装板转动的动力单元；所述作业设备安装板设有用于布置安装盘的内腔，所述作业设备安装板上开设连通内腔的通口；所述作业设备安装板上设有用于快拆安装盘的固定卡合组件。

优选的，所述扩张移动组件包括设于安装筒内的双向螺纹杆；所述安装筒的体壁上均匀间隔开设有多道通槽；所述双向螺纹杆上螺纹连接一对内螺纹套块，每一件所述内螺纹套块外均铰接有从通槽中穿出的多根铰接杆，每根所述铰接杆均铰接至弧形扩张板的端部；所述行走轮设置在弧形扩张板的板面上，且用于接触管道的内壁。

优选的，所述双向螺纹杆的端部延伸出安装筒的第二端并连接有驱动把手。

优选的，所述安装件的内部设有用于布置伺服电机A的安装槽；所述伺服电机A的驱动轴伸出安装槽并固定连接所述作业设备安装板的中心。

优选的，所述安装盘上相对的两侧皆设有延长板，所述延长板设置在通口中。

优选的，所述固定卡合组件包括设置在延长板上或安装盘上相对两侧的两道固定槽；所述固定槽中穿设固定杆，所述固定杆从作业设备安装板上穿出并连接有连接杆；两根所述连接杆之间设有弹簧。

优选的，所述安装盘上固定连接有作业设备。

另一方面，本实用新型采用的技术方案为：

一种管道壁厚检测机器人，包括如上任意一项所述的管道作业机器人；所述作业设备包括机械臂主体；所述机械臂主体的第一端固定连接至安装盘，所述机械臂主体的第二端固定有探头。

本实用新型的有益效果：

本管道作业机器人，通过安装筒连接扩张移动组件；扩张移动组件扩张或收缩以配合不同管径的管道内壁。可实现管道作业机器人环向的放大缩小功能，以便同一个管道作业机器人可适用于不同直径管道内的作业，有效的提高了该机器人使用的便捷性和灵活性，扩大了其适用范围。行走轮可以驱动管道作业机器人在管道内沿管道进行移动，可准确移动至作业面处。动力单元可以驱动作业设备安装板带动作业设备进行转动以调整姿态，从而适应作业面，更好的进行作业。对于不同作业设备的使用，固定卡合组件的设计，使得无需操作人员后期的螺栓拧动工作，即可快速更换作业设备；有效的减少了操作人员后期工作步骤，提高了作业设备的拆装效率，使用更为便捷。

管道壁厚检测机器人，有上述管道作业机器人的基本结构，同样具有相应的技术效果，不赘述。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种实施例中管道作业机器人的半剖示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是图1的主视示意图；

图4是本实用新型一种实施例中作业设备安装板的侧视示意图；

图5是本实用新型一种实施例中安装筒的侧视示意图；

附图标记：

1、安装筒；2、双向螺纹杆；3、通槽；4、内螺纹套块；5、机械臂主体；6、安装盘；7、伺服电机A；8、安装槽；9、行走轮；10、弧形扩张板；11、铰接杆；12、作业设备安装板；13、延长板；14、固定槽；15、固定杆；16、通口；17、连接杆；18、弹簧；19、伺服电机B；20、探头。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一

请参阅图1-图5，本实用新型提供了一种管道作业机器人，包括安装筒1；所述安装筒1外设置有用于扩张或收缩以配合管道内壁的扩张移动组件；所述扩张移动组件的表面设置有行走轮9；所述安装筒1的第一端固定连接有安装件；所述安装件上转动连接有作业设备安装板12，所述安装件上设置有驱动作业设备安装板12转动的动力单元；所述作业设备安装板12设有用于布置安装盘6的内腔，所述作业设备安装板12上开设连通内腔的通口16；所述作业设备安装板12上设有用于快拆安装盘6的固定卡合组件。

管道作业机器人在工作前，在安装盘6上固定连接作业设备。作业设备可以是可拆卸连接在安装盘6上；如此，需要更换作业设备时，从安装盘6上取下即可。也可以设置作业设备固定连接在安装盘6上，作业设备与安装盘6是一体结构；当需要更换作业设备时，直接将作业设备连同安装盘6一起取下即可；再换上另一组作业设备、安装盘6。如此，每件作业设备均配置有安装盘6。为了实现作业设备的快速拆卸和安装，作业设备安装板12上设有用于快拆安装盘6的固定卡合组件。通过拆卸固定卡合组件即可卡住安装盘6在作业设备安装板12上，以此实现作业设备与作业设备安装板12的快速安装或快速拆卸。

管道作业机器人在工作中，调节扩张移动组件扩张或收缩，以配合管道的内壁，使行走轮9贴靠在管道的内壁。之后，行走轮9滚动，可带动管道作业机器人移动至作业位置。移动至作业位置后，作业设备即可正常工作。此外，作业设备安装板12可以被动力单元驱动而实现转动，转动中即可调节作业设备的姿态以适应管道的作业面，例如弯头处、管道内壁的顶部、侧部或者底部，作业更为灵活。

上述的管道作业机器人还可以有以下一种方案或者多种方案的组合，可以进一步实现较佳的技术效果。

一实施例中，所述扩张移动组件包括设于安装筒1内的双向螺纹杆2；所述安装筒1的体壁上均匀间隔开设有多道通槽3；所述双向螺纹杆2上螺纹连接一对内螺纹套块4，每一件所述内螺纹套块4外均铰接有从通槽3中穿出的多根铰接杆11，每根所述铰接杆11均铰接至弧形扩张板10的端部；所述行走轮9设置在弧形扩张板10的板面上，且用于接触管道的内壁。双向螺纹杆2正转时，两件内螺纹套块4相对移动，之间的间距增大。此时，铰接杆11向外扩张而打开弧形扩张板10。控制扩张的程度可与管道的内壁相适应。

优选的，弧形扩张板10设有四件。弧形扩张板10的内凹面靠近安装筒1设置。驱动轮上可配置伺服电机B19，由伺服电机B19驱动一组或多组驱动轮转动。

进一步的，所述双向螺纹杆2的端部延伸出安装筒1的第二端并连接有驱动把手。转动驱动把手即可驱动双向螺纹杆2转动。

一实施例中，所述安装件的内部设有用于布置伺服电机A7的安装槽8；所述伺服电机A7的驱动轴伸出安装槽8并固定连接所述作业设备安装板12的中心。伺服电机A7可以驱动作业设备安装板12带动其上安装的作业设备同步转动以调整作业设备的姿态以适应作业面，可以对管道内的多种作业面进行作业，灵活性较佳。

一种可行的方案是，所述安装盘6上相对的两侧皆设有延长板13，所述延长板13设置在通口16中。延长板13可以设为扇形，安装圆盘和延长板13的设置，便于其定位并插入内腔中。

此外，还可以有如下改进。所述固定卡合组件包括设置在延长板13上或安装盘6上相对两侧的两道固定槽14；所述固定槽14中穿设固定杆15，所述固定杆15从作业设备安装板12上穿出并连接有连接杆17；两根所述连接杆17之间设有弹簧18。安装圆盘和延长板13安装进内腔中，通过轻微转动安装圆盘，使固定槽14的槽口对准作业设备安装板12上的避让口，之后，将固定杆15插入固定槽14中即可锁定安装圆盘。弹簧18提供了固定杆15紧紧插入固定槽14中不致脱落的预紧力。

此时，安装圆盘上承载的作业设备即可固定住。更换作业设备时，克服弹簧18的弹性力，将固定杆15拉出固定槽14。安装圆盘即可取出。

本技术方案中，通过安装筒1、双向螺纹杆2、通槽3、内螺纹套块4、弧形扩张板10和铰接杆11的相互配合，可实现该管道作业机器人环向的放大缩小功能，以便同一个管道作业机器人可实现不同直径范围管道内进行检测工作，有效的提高了该机器人使用的便捷性和灵活性，扩大了其适用范围，通过行走轮9和伺服电机B19的结构设计，可方便该管道作业机器人在管道内的移动工作，同时通过伺服电机A7和作业设备安装板12及其以上部件的结构设计，可实现作业设备的机械臂主体5后期的角度旋转工作，以便扩大检测范围，且该结构设计简单合理适于推广。

同时，通过作业设备安装板12、固定杆15、固定槽14、延长板13、安装圆盘、机械臂主体5、通口16、连接杆17和弹簧18的相互配合，可提高该管道作业机器人与机械臂主体5组装的便捷性，无需操作人员后期的螺栓拧动工作，有效的减少了操作人员后期工作步骤，提高机械臂主体5的安装效率，同时通过机械臂主体5的结构设计还可方便操作人员实现对弯头、三通和大小头的作业，尤其是通过探头20对上述各个位置的壁厚测定工作。

实施例二

请参阅图1-图5，本实用新型提供了一种管道壁厚检测机器人，包括如实施例一中所述的管道作业机器人；所述作业设备包括机械臂主体5；所述机械臂主体5的第一端固定连接至安装盘6，所述机械臂主体5的第二端固定有探头20。

实施例三

请参阅图1-图5，本实用新型提供了一种管道壁厚检测机器人，该管道壁厚检测机器人尤其适用于架空压力管道的壁厚检测。

管道壁厚检测机器人包括安装筒1。安装筒1上设有扩张移动组件，便于实现不同直径大小管道的检测工作。具体的，安装筒1的一侧设有安装槽8，安装槽8内部靠近安装筒1一侧的中间位置处设有伺服电机A7，且伺服电机A7的输出端延伸至安装槽8的外部，安装槽8远离安装筒1的一侧设有作业设备安装板12，且作业设备安装板12与伺服电机A7的输出端连接。作业设备安装板12远离安装槽8的一侧开设有通口16，通口16与作业设备安装板12的内腔连通，内腔中设有与其相配合的安装盘6。安装盘优选为安装圆盘，安装圆盘的顶部和底部皆设有与通口16相配合的延长板13。延长板13的顶部和底部皆设有固定卡合组件，便于提高该壁厚检测机器人组装的便捷性，安装圆盘远离作业设备安装板12的一侧设有延伸至其外部的机械臂主体5，机械臂主体5远离安装圆盘的一端设有探头20。

一般，扩张移动组件包括双向螺纹杆2、通槽3、内螺纹套块4、行走轮9、弧形扩张板10、铰接杆11和伺服电机B19。优选的，通槽3和弧形扩张板10皆设有四组，四组通槽3开设于安装筒1的外侧，四组弧形扩张板10位于安装筒1的外部。双向螺纹杆2位于安装筒1内部的中间位置处并延伸至其远离安装槽8一侧的外部。双向螺纹杆2外部的两侧皆螺纹套设有与其相配合的内螺纹套块4，两组内螺纹套块4的外侧皆铰接设有四组通过通槽3延伸至安装筒1外部的铰接杆11，且铰接杆11与弧形扩张板10相互铰接。两组弧形扩张板10顶部和底部的两侧与两组弧形扩张板10相远离一端的两侧皆设有行走轮9。一组弧形扩张板10正面一端的一侧设有伺服电机B19，且伺服电机B19的输出端与一组行走轮9相互连接，便于在不同直径大小管道中移动工作。

此外，两组弧形扩张板10顶部和底部的两侧与两组弧形扩张板10相远离一端的两侧皆开设有安装凹槽，且安装凹槽与行走轮9和伺服电机B19相互配合，便于实现行走轮9和伺服电机B19的安装和半收纳工作。

上述中，两组弧形扩张板10顶部和底部的两侧与两组弧形扩张板10相靠近一端的两侧皆设有铰接座，且铰接座与铰接杆11相互铰接，便于实现铰接杆11的铰接安装工作。

关于固定卡合组件，其包括固定槽14、固定杆15、连接杆17和弹簧18。一般，固定槽14设有两组，两组固定槽14位于两组延长板13的顶部和底部。且两组固定槽14的内部皆插合设有与其相配合的固定杆15，且固定杆15延伸至作业设备安装板12的外部。两组固定杆15的顶部和底部皆设有连接杆17，两组连接杆17相靠近一端的顶部和底部共同连接设有弹簧18。操作固定卡合组件即可实现对安装圆盘的安装和拆卸，继而实现机械臂主体5和探头20的快速拆装，便于提高该壁厚检测机器人组装的便捷性。

进一步的，安装槽8远离安装筒1一侧的边缘处设有环形限位滑槽，且环形限位滑槽的内部滑动设有与作业设备安装板12相连接的环形限位滑块，作业设备安装板12被驱动而转动时，更为顺畅；也便于提高作业设备安装板12安装的稳定性。

工作原理：使用前，操作人员可直接拉动连接杆17使其带动固定杆15在作业设备安装板12的内部移动对弹簧18进行拉伸工作，而后拿取机械臂主体5使其带动安装圆盘和延长板13通过通口16插合至作业设备安装板12的内部，然后在转动机械臂主体5使其带动延长板13在作业设备安装板12内部转动，使得通口16与延长板13呈垂直状态，最后松开连接杆17通过弹簧18的弹性恢复力可带动连接杆17和固定杆15同时复原，使得固定杆15可插合至固定槽14的内部实现对机械臂主体5及其以上部件的安装固定工作，该种安装方式较为便捷快速，且无需操作人员后期进行螺纹拧动工作，同时通过机械臂主体5的结构设计，可方便操作人员远程操控机械臂主体5带动探头20进行弯头、三通和大小头等管件各个位置的壁厚测定工作；

当操作人员需对不同直径大小的管件进行检测工作时，操作人员可直接转动双向螺纹杆2使其带动内螺纹套块4在其外侧进行靠近或远离工作，通过内螺纹套块4的靠近或远离可带动铰接杆11进行铰接推动或拉动工作，而后使得铰接杆11带动弧形扩张板10在安装筒1的外侧进行扩张或收缩工作，进而可实现不同直径大小管件的检测工作，同时通过伺服电机B19带动行走轮9进行转动，使得行走轮9可带动该壁厚检测机器人在管件内部进行移动工作，同时通过伺服电机A7的工作可带动作业设备安装板12及其以上部件进行转动，使得作业设备安装板12可带动机械臂主体5和探头20同时转动，以便实现探头20对管件内不同位置处的检测工作，有效的提高了该机器人使用的实用性和便捷性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种管道作业机器人，包括安装筒；其特征在于，所述安装筒外设置有用于扩张或收缩以配合管道内壁的扩张移动组件；所述扩张移动组件的表面设置有行走轮；所述安装筒的第一端固定连接有安装件；所述安装件上转动连接有作业设备安装板，所述安装件上设置有驱动作业设备安装板转动的动力单元；所述作业设备安装板设有用于布置安装盘的内腔，所述作业设备安装板上开设连通内腔的通口；所述作业设备安装板上设有用于快拆安装盘的固定卡合组件。

2.根据权利要求1所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述扩张移动组件包括设于安装筒内的双向螺纹杆；所述安装筒的体壁上均匀间隔开设有多道通槽；所述双向螺纹杆上螺纹连接一对内螺纹套块，每一件所述内螺纹套块外均铰接有从通槽中穿出的多根铰接杆，每根所述铰接杆均铰接至弧形扩张板的端部；所述行走轮设置在弧形扩张板的板面上，且用于接触管道的内壁。

3.根据权利要求2所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述双向螺纹杆的端部延伸出安装筒的第二端并连接有驱动把手。

4.根据权利要求1所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述安装件的内部设有用于布置伺服电机A的安装槽；所述伺服电机A的驱动轴伸出安装槽并固定连接所述作业设备安装板的中心。

5.根据权利要求1所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述安装盘上相对的两侧皆设有延长板，所述延长板设置在通口中。

6.根据权利要求5所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述固定卡合组件包括设置在延长板上或安装盘上相对两侧的两道固定槽；所述固定槽中穿设固定杆，所述固定杆从作业设备安装板上穿出并连接有连接杆；两根所述连接杆之间设有弹簧。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种管道作业机器人，其特征在于，所述安装盘上固定连接有作业设备。

8.一种管道壁厚检测机器人，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的管道作业机器人；所述作业设备包括机械臂主体；所述机械臂主体的第一端固定连接至安装盘，所述机械臂主体的第二端固定有探头。

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