[发明专利]一种自适应异形管道光电测量与加工一体化机器人

说明书

本发明提供了一种自适应异形管道光电测量与加工一体化机器人，包括自驱履带组件、自适应组件、导杆支撑组件、光电测量/加工组件、动态聚焦组件和光纤转接头；自驱履带组件和自适应组件均设置有三组，每组自驱履带组件均通过对应的自适应组件设置在导杆支撑组件上，每组自适应组件均包括两个相对设置的自适应连杆，所述自适应连杆呈“人”字形，“人”字形顶部与自驱履带组件相连，“人”字形底部固定安装在导杆支撑组件上，光电测量/加工组件设置在导杆支撑组件的前端，光纤转接头设置在导杆支撑组件的后端；所述动态聚焦组件定位安装在导杆支撑组件的内部。本发明能够适应不同直径的管道、结构简单、灵活性好，具有极高的可通过性。

技术领域

本发明属于精密测量与加工领域，具体涉及一种自适应异形管道光电测量与加工一体化机器人。

背景技术

管道作为水、石油、煤气等气态和液态物质的重要输送工具之一，一般深埋在地下、海底、空中或者建筑物中，难以检测、清扫和维修，一旦因管道污染、腐蚀或破损就会引起运送物质的污染，甚至管道系统的崩溃，造成巨大的经济损失或人类健康安全，因此孕育而生了各种管道机器人。管道机器人能进入人所不及、复杂多变的非结构化管道环境中，通过携带的无损检测装置和作业装置，完成管道的检测、清扫和维护等任务，降低人工作业的的危险性，减轻人的劳动强度。

国内外针对管道机器人的研究已经有了长足的发展，常见的行走方式多为惯性冲击行走、蠕动爬行、弹性驱动行走或轮式行走等，但是通过对比研究，不难发现，现有管道机器人的整体结构和驱动原理相对复杂；对非中心对称的复杂变化管径(如具有椭圆、不规则多边形等管截面)的异形管道无法实现自适应；对于这些异形管道，迫切的需要自适应机器人进行测量(尤其是非接触、无损检测)和加工作业，而目前市场上尚未有很好的解决方案。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种能够适应不同直径的管道、结构简单、灵活性好的自适应异形管道光电测量与加工一体化机器人。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种自适应异形管道光电测量与加工一体化机器人，包括自驱履带组件、自适应组件、导杆支撑组件、光电测量/加工组件、动态聚焦组件和光纤转接头；所述自驱履带组件和自适应组件均设置有三组，每组自驱履带组件均通过对应的自适应组件设置在导杆支撑组件上，相邻两组自驱履带组件之间的夹角为120度；每组自适应组件均包括两个相对设置的自适应连杆，所述自适应连杆呈“人”字形，“人”字形顶部与自驱履带组件相连，“人”字形底部固定安装在导杆支撑组件上，所述光电测量/加工组件设置在导杆支撑组件的前端，所述光纤转接头设置在导杆支撑组件的后端；所述动态聚焦组件定位安装在导杆支撑组件的内部；

所述自适应连杆包括定位轴、两个锁紧螺母、两根第一连杆、两根第二连杆、两个轴承座、连接轴和直线轴承座；定位轴的两端分别与左板和右板上位置对应的两个连杆安装孔同轴装配，并通过两个锁紧螺母实现锁紧；

两根第一连杆相互平行，两根第一连杆的一端均与定位轴同轴装配，另一端均与连接轴同轴装配；两根第二连杆相互平行，两根第二连杆的一端均对应安装在一根第一连杆上，并与第一连杆的中间通孔同轴配合装配，另一端均安装在导杆支撑组件上；连接轴通过两个轴承座安装在直线轴承座的上表面；

所述导杆支撑组件包括两个限位卡件、刚性压簧、导向轴、支撑轴、橡胶限位套、光轴固定环、第一连杆法兰底座、第二棱柱连接杆和第二连杆法兰底座；

所述第一连杆法兰底座和第二连杆法兰底座结构相同，表面均设置有三组连接孔，每组连接孔均用于与自适应连杆中的第二连杆通过销轴配合连接；