[发明专利]一种管道机器人

说明书

本发明适用于管道作业技术领域，提供了一种管道机器人，该管道机器人包括：驱动模块，包括主动轮组件和第一驱动组件；主动轮组件包括多个主动轮支架和转动安装于每一主动轮支架上的至少一个主动轮，第一驱动组件用于驱动各主动轮支架转动，主动轮的中心轴线与主动轮支架的转动中心轴线之间形成夹角且夹角不为90°；以及至少一个作业模块，与驱动模块之间通过万向节连接；该管道机器人的体积可以更小，能够应用于内径较小的管道内作业；万向节的体积小且灵活度好，该管道机器人在管道内可灵活转弯，不容易出现卡死现象；通过万向节连接至少一个作业模块，能够布置更多的作业模块，丰富其功能性，提高其实用性。

技术领域

本发明属于管道作业技术领域，特别涉及一种管道机器人。

背景技术

目前，在核工业、石油化工等管道作业中，管道检测与清洗等工作主要是由人工来完成。随着上述工业的日益发展，管道的规格及数量也日益增加，其作业工作量大，人工作业效率较低，且基于肉眼判断，容易遗漏缺陷部位等，导致检测及清洗作业不够彻底。况且，如果管道直径过小，工人无法进入管道内部进行作业。所以，人工作业已经渐渐不能满足多规格、多数量的管道检测等作业需求。

采用管道机器人代替人工进行作业，不仅可以提高管道作业效率，而且在多规格管径适应性和管道区域覆盖性上也有了很大的提高。目前，大部分管道机器人主要通过电机驱动履带或连杆式蠕动部件等行走机构进行移动，通过以支架轴线为中心对称分布连杆与铰链等机构实现支撑。

然而，目前主流履带式行走机构、连杆和铰链连接的支撑机构主要存在以下缺点：(1)体积庞大，不利于小型化，履带式行走机构主要由电机、带轮、履带、张紧装置及连接支架等多种部件组成，很难适应管径较小的管道；(2)连杆机构柔性差，容易卡死，连杆式支撑机构角度调整范围有限，且都由刚性零件组成，如若遇到管道内凸起、障碍及管径变化等的情况，容易出现卡死现象，从而对管道机器人造成损坏；(3)受长度限制，不利于布置作业模块，履带式管道机器人由于过弯的需要，不宜设计过长，且履带行走机构特别占用空间，所以很难实现多功能作业模块的布置，削弱了实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道机器人，旨在解决现有的管道机器人存在的体积大、柔性差以及实用性低的技术问题。

本发明是这样实现的，一种管道机器人，包括：

驱动模块，包括主动轮组件和第一驱动组件；所述主动轮组件包括多个主动轮支架和转动安装于每一所述主动轮支架上的至少一个主动轮，所述第一驱动组件用于驱动各所述主动轮支架转动，所述主动轮的中心轴线与所述主动轮支架的转动中心轴线之间形成夹角且所述夹角不为90°；以及

至少一个作业模块，所述驱动模块与每一所述作业模块之间通过万向节连接；所述作业模块用于在管道内执行作业。

在一个实施例中，所述主动轮组件还包括前段壳体、第一凸轮、多个连接件和弹簧件，所述第一凸轮设于所述前段壳体的内部并垂直于所述主动轮支架的转动中心轴线设置，所述连接件的一端滑动伸入所述前段壳体内部并与所述第一凸轮的外周面滑动连接，所述弹簧件连接于所述连接件的另一端与所述主动轮支架之间，所述主动轮支架沿所述弹簧件的轴向滑动。

在一个实施例中，所述驱动模块还包括后段壳体，所述第一驱动组件至少部分设于所述后段壳体内，所述第一驱动组件的输出端与各所述主动轮支架通过万向节连接。

在一个实施例中，所述管道机器人还包括多个支撑轮组件；每一所述支撑轮组件包括多个支撑轮支架以及转动安装于每一所述支撑轮支架上的至少一个支撑轮，各所述支撑轮支架安装于所述驱动模块和各所述作业模块上，各所述支撑轮的中心轴线与所述主动轮支架的转动中心轴线相互垂直。

在一个实施例中，所述支撑轮组件还包括多个调节组件，所述调节组件连接于所述支撑轮支架，所述调节组件用于调节所述支撑轮至所述主动轮支架的转动中心轴线的距离。