[发明专利]一种电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法，电液驱动管道机器人包括机器人本体以及两个液压伸缩运动模块，液压伸缩运动模块包括第一往复液压缸、第二往复液压缸和滑动布置于机器人本体内的支撑液压缸，第一往复液压缸、第二往复液压缸均布置于机器人本体内，每组支撑液压缸的缸体分别与复液压缸的活塞杆相连，两组复液压缸的活塞杆、支撑液压缸的活塞杆之间分别铰接有一组支撑臂组件，机器人本体上设有开口，支撑臂组件伸出布置于开口外。本发明能够在不增加液压驱动容量和功率的条件下连续运动以实现快速行走，且具有双向运动能力。

技术领域

本发明涉及管道机器人，具体涉及电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法。

背景技术

管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，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的机、电一体化系统。

目前为止，虽然出现了多种形式的管道机器人，但从其运动方式上主要分为：转动轮爬行式、抓靠臂伸缩式、高压射流反冲式和螺旋桨推进式。综合国内外技术的发展，管道机器人主要面临两大技术难题：一是如何提高机器人的负载拖拽能力，二是如何保证机器人在管道内部快速、稳定地行走。通过分析现有技术，大部分管道机器人采用电机驱动，这样虽然简化了设计过程，但其拖拽能力小，并且行进速度低。为了提高机器人负载能力，一些机器人应用液压驱动，但采用伺服阀或者比例阀为控制元件的液压系统，具有复杂的阀体结构，造成加工精度要求高，并对液压介质的清洁度要求严格，不仅提高机器人运行成本，还加大了液压系统事故发生率。同时，由于传统阀的过流面积开口较小，这样就导致较大的阀口压力损失，造成动力单元发热严重，直接制约机器人的整机可靠性。因此，保证管道机器人的负载能力的同时，如何实现机器人快速稳定得行走已经成为制约管道机器人发展的关键技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法，本发明能够在不增加液压驱动容量和功率的条件下连续运动以实现快速行走，且具有双向运动能力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

首先，本发明提供一种电液驱动管道机器人，包括机器人本体以及沿机器人本体的长度方向布置的两个液压伸缩运动模块，所述液压伸缩运动模块包括第一往复液压缸、第二往复液压缸和滑动布置于机器人本体内的支撑液压缸，所述第一往复液压缸、第二往复液压缸均布置于机器人本体内，所述支撑液压缸的缸体与第二往复液压缸的活塞杆相连，所述第一往复液压缸的活塞杆、支撑液压缸的活塞杆之间铰接布置有一组支撑臂组件，所述机器人本体上设有开口，所述支撑臂组件伸出布置于开口外。

优选地，所述一组支撑臂组件包含支撑臂组件的数量为三个，且三个支撑臂组件相对机器人本体的径向均匀分布，使得任意相邻支撑臂组件之间的夹角为120度。

优选地，所述支撑臂组件包括第一连接杆、第二连接杆和支撑轮，所述第一连接杆一端和第一往复液压缸的活塞杆铰接、另一端和支撑轮铰接，所述第二连接杆一端和支撑液压缸的活塞杆铰接、另一端和支撑轮铰接。

优选地，所述第一往复液压缸、第二往复液压缸、支撑液压缸的进出油口均独立控制。

优选地，所述第一往复液压缸、第二往复液压缸、支撑液压缸的活塞和缸体内壁之间均设有组合密封。

优选地，所述支撑液压缸包括第一活塞端盖、液压缸体、第二活塞端盖和布置于液压缸体内的活塞，所述第一活塞端盖、液压缸体、第二活塞端盖依次固定连接，所述活塞的活塞杆插设布置于第一活塞端盖中且与第一活塞端盖的内孔内壁之间设有组合密封，所述第一活塞端盖和机器人本体的内壁之间设有组合密封，所述第二活塞端盖与第二往复液压缸的活塞杆相连，所述第二活塞端盖和机器人本体的内壁之间设有组合密封，所述液压缸体和机器人本体的内壁之间间隙布置。