[发明专利]一种多功能管道机器人

说明书

技术领域

本发明属机器人领域，具体涉及一种多功能管道机器人。

背景技术

室内空气质量不佳而引起的城市“大楼病”正危害着大众的健康，医学专家因此提出了“病态建筑”和“病态建筑综合症”等新概念，而这些病的元凶主要藏于楼宇之“肺”—集中/半集中式空调管道(即我们日常所称的中央空调管道)和通风除尘管道中，这些管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌、病毒、尘螨及放射物，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会导致上述疾病。“非典”和禽流感的出现更引起了人们对空气质量的高度重视。对管道进行定期清洗势在必行。

现代工农业生产及日常生活中使用着大量管道,如核电厂的蒸汽发生器传热管、石油、化工、制冷行业的工业管道和煤气管道等,多数管道安装环境人不能直接到达或不允许人直接介入,为进行质量检测和故障诊断,采用传统的全面挖掘法、随机抽样法或SCADA系统法,工程量大,准确率低,因此需要开发管道机器人来解决这些实际问题。管道机器人是一种可沿管道内部或外部移动,携带一种或多种传感器及操作器,在操作人员的遥控操作或计算机的自动控制下,能够进行一系列管道作业的机电仪一体化系统。管道机器人可完成的作业有生产、安装过程中的管内外质量检测；使用过程中焊缝情况、表面腐蚀、裂缝破损等故障诊断；恶劣环境下管道清扫、喷涂、焊接、内部抛光等维护；对埋地旧管道的修复；管内外器材运送、抢救等其他用途。

现有的一种管道机器人，如授权公告号CN102921683B，名称为“行星式管道清扫机器人”，中国发明专利申请所公开，其包括：包括行进装置和清扫装置，行进装置包括底盘、行进电机、驱动轮、电机支架、万向轮和行星安装架，中部向外凸出弯折的两个电机支架的下端对称固定在水平布置的“T”形底盘的短边两端，两电机支架的上端对称向内倾斜，电机支架的中部内侧与底盘上表面之间通过加强筋加强，两电机支架上部中间均加工有圆孔，两圆孔轴线位于同一与底盘上表面垂直、与底盘短边平行的平面内，两圆孔轴线均内端低、外端高，且与底盘上表面的夹角相等，两个行进电机均通过连接法兰固定在电机支架的上部内侧，行进电机的电机轴向外、且倾斜向上穿过电机支架上部中间的圆孔后，端部均安装有驱动轮，底盘长边的一端与底盘短边中部固定连接，长边的另一端上表面处固定有中心加工有圆孔的行星安装架，行星安装架的圆孔轴线与底盘上表面平行、与两电机支架圆孔轴线所在平面垂直、且位于通过底盘短边中点的平面内，底盘长边靠近行星安装架处的下表面，通过螺母Ⅰ和垫圈Ⅰ安装有与行星安装架的圆孔轴线位于同一铅垂面内的万向轮，清扫装置包括行星传动装置、减速电机和毛刷，行星传动装置包括太阳轮、行星轮、主动轴、行星架和行星轴，中心处加工有圆孔的太阳轮通过螺栓Ⅱ和垫圈Ⅱ固定在行星安装架远离行进电机、且与行星安装架的圆孔轴线相垂直的平面上，太阳轮中心处圆孔的轴线与行星安装架的圆孔轴线同轴，中部空套支承在太阳轮中心处孔内的主动轴，朝着行进电机方向的伸出端通过联轴器与采用螺栓Ⅲ、螺母Ⅲ和垫圈Ⅲ固定在底盘长边上表面中部的减速电机固定连接，两个行星架中心分别固定在主动轴远离行进电机方向伸出端的靠近太阳轮处和远离太阳轮的主动轴端部，轴线与主动轴轴线平行的多条行星轴两端空套穿过固定在主动轴上的行星架外边缘处的孔后，靠近减速电机的端部各装有与太阳轮啮合的行星轮，远离减速电机的端部各固定1个圆柱形毛刷。

这种行星式管道清扫机器人虽然能在一定范围内适应不同管径的管道，然而其转弯的灵活性较差，其整个结构也相对复杂。

管道机器人在设计时要能够在一定范围内适应管径的变化，而且要能够适应管道的弯道变化，进行一定角度的转弯，在有坡度或者垂直管道内，当机器人停止进行监测或者清扫时，还要求管道机器人具有一定的止滑能力，实现机器人的定位，以进行准确检测。在这些综合性能的要求下，一般的管道机器人结构较为复杂。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够适应管径变化、转弯灵活、止滑效果较佳且操作更加方便的多功能管道机器人。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：