[发明专利]管道机器人

说明书

本发明涉及一种管道机器人，其包括支撑机构、与支撑机构连接的行走机构、防碰撞机构、作业机构以及外部连接机构，支撑机构包括支撑底座和承载车体，承载车体为侧面开口的内部中空结构，支撑底座位于承载车体的下方；行走机构通过自适应机构与支撑底座连接，防碰撞机构设置在承载车体的顶部和两侧部，作业机构包括多自由度机械臂和末端执行器，多自由度机械臂的第一端固定在承载车体的内部，多自由度机械臂的第二端与末端执行器连接；外部连接机构包括物料线缆输送装置和控制系统，物料线缆输送装置设置在承载车体的内部并与管道外部连接，控制系统用于控制各机构进行作业。本发明适用范围广，可自适应多种形状的管道内的作业环境。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种管道机器人。

背景技术

近年来，随着我国工业水平的迅速发展，石油、化工、核工业、救灾、城建污水、天然气输送、工业物料运输和建筑物通风系统等领域越来越多的运用着管道系统，管道内壁的腐蚀、开裂等成为了其致命的伤害。为增加管道的寿命、提高其利用率、防止安全事故发生等，需要用管道机器人进入管道进行喷涂、打磨、焊接、保养等一系列工人不易直接操作的工作。

但目前的管道机器人只能在圆形管道内作业，无法适应于矩形管道或其他形状管道，而且，仅能在单一截面下完成单种作业模式，无法适应变截面工况下的连续正常工作，若有凹凸不平等不规则管道，行走稳定性急剧下降，且在工作时也并无安全性考虑，易发生爆炸等危险情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种管道机器人，适用范围广，可适用于多种形状的管道内作业环境，而不仅仅限于圆形管道内，而且可在管道内连续完成打磨、喷涂、焊接等多种作业模式。

本发明是这样实现的：

一种管道机器人，其包括支撑机构、与所述支撑机构连接的行走机构、防碰撞机构、作业机构以及外部连接机构，

所述支撑机构包括支撑底座和承载车体，所述承载车体为侧面开口的内部中空结构，所述支撑底座位于所述承载车体的下方；

所述行走机构通过自适应机构与所述支撑底座连接，所述行走机构包括驱动轮、橡胶履带和减速电机，所述减速电机通过齿轮将动力传给所述驱动轮，所述驱动轮带动围绕在所述驱动轮外侧的所述橡胶履带进行转动，所述橡胶履带的外部均匀设置有多个软体吸盘；所述自适应机构包括弹簧避震器、双向作用避震器和虎克铰转向装置，所述弹簧避震器包括成八字形设置的两个弹簧避震器，每个所述弹簧避震器的第一端固定在所述支撑底座上，每个所述弹簧避震器的第二端与所述虎克铰转向装置连接，所述虎克铰转向装置固定在所述行走机构上，所述双向作用避震器的第一端固定在所述支撑底座上，所述双向作用避震器的第二端固定在所述行走机构上，所述双向作用避震器位于两个所述弹簧避震器之间的中间位置；

所述防碰撞机构设置在所述承载车体的顶部和两侧部，所述防碰撞机构包括弹性伸缩导向装置、连接弹簧和导向轮，所述弹性伸缩导向装置的第一端固定在所述承载车体上，所述弹性伸缩导向装置的第二端与所述导向轮连接，所述连接弹簧用于将两个弹性伸缩导向装置柔性连接在一起；

所述作业机构包括多自由度机械臂和末端执行器，所述多自由度机械臂的第一端固定在所述承载车体的内部，所述多自由度机械臂的第二端与所述末端执行器连接；

所述外部连接机构包括物料线缆输送装置和控制系统，所述物料线缆输送装置设置在所述承载车体的内部并与管道外部连接，用于输送物料或线缆，所述控制系统用于控制各机构进行作业，所述减速电机与所述控制系统电连接。

优选的，所述防碰撞机构设有四组，两组设置在所述承载车体的顶部，两组分别设置在所述承载车体的两侧。

优选的，所述弹性伸缩导向装置为弹性伸缩杆。