[发明专利]一种可在相交管道上行驶的机器人系统及使用方法

权利要求书

1.一种可在相交管道上行驶的机器人系统，其特征在于，包括结构相同的第一主体（120）、第二主体（121）、连接第一主体（120）和第二主体（121）的铰接机构以及能够控制第一主体（120）相对于第二主体（121）发生翻转的转角机构；第一主体（120）和第二主体（121）均包括行进轮（2）、用于夹持管道外壁的机械手臂、行进单元、转向单元以及与机械手臂传动连接的旋转控制单元和弯曲控制单元；行进单元、转向单元与行进轮（2）传动连接；机械手臂包括多个依次铰接的关节体（3）；在铰接处的下部，关节体（3）之间均具有避让间隙（4），关节体（3）的下部均转动设有行走部（5）；行进单元、旋转控制单元、弯曲控制单元、转向单元各对应设有与之传动连接的第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构。

2.如权利要求1所述的可在相交管道上行驶的机器人系统，其特征在于，转角机构包括位于第一主体（120）和第二主体（121）相邻端部的连接架（122）、旋转臂（123）、翻转电机（124）、传动蜗杆（125）、传动蜗轮（126）；旋转臂（123）的两端通过分别通过转动轴铰接在第一主体（120）和第二主体（121）的连接架（122）上，传动蜗杆（125）位于转动轴的上部并与翻转电机（124）传动连接；传动蜗轮（126）固定在转动轴上，传动蜗杆（125）与传动蜗轮（126）啮合传动连接。

3.如权利要求1或2所述的可在相交管道上行驶的机器人系统，其特征在于，还包括与机械手臂传动连接的方向调节单元和第五驱动机构。

4.一种上述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1: 将第一主体（120）和第二主体（121）放置在管道外壁上,当第一主体（120）和第二主体（121）的机械手臂均与所在管道轴线处于平行形态时，位于下部的主体开始工作或处于一条直线的两个主体中的至少一个工作，先启动第二驱动机构，控制位于下部的主体或处于一条直线的两个主体的机械手臂在竖向平面上旋转至与管道轴线相垂直的位置；然后进入步骤S2;当第一主体（120）和第二主体（121）的机械手臂均处于竖向形态时，直接进入步骤S2；

步骤S2: 位于下部的主体或处于一条直线的两个主体启动第三驱动机构，控制机械手臂弯曲并抱紧管道外壁；

步骤S3: 位于下部的主体或处于一条直线的两个主体启动第一驱动机构，驱动行进单元使第一主体（120）和第二主体（121）移动；

步骤S4：

①当遇到与第一主体（120）和第二主体（121）所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与第一主体（120）和第二主体（121）绕转动轴翻转所在平面时相同时，包括以下步骤：

步骤A:位于下部或后部的主体的转角机构开始工作，翻转电机（124）启动后带动传动蜗杆（125）转动，传动蜗杆（125）带动传动蜗轮（126）转动，传动蜗轮（126）带动旋转臂（123）和位于上部或前部的主体绕着转动轴向上翻转,直到位于上部或前部的主体的机械手臂位于相交管道的两侧；

步骤B:位于上部或前部的主体开始工作，启动第三驱动机构，控制机械手臂弯曲并抱紧管道外壁；

步骤C:位于下部或后部的主体启动第三驱动机构，控制机械手臂松弛，脱离夹持状态；

步骤D:位于上部或前部的主体转角机构开始工作，翻转电机（124）启动后带动传动蜗杆（125）转动，传动蜗杆（125）带动传动蜗轮（126）转动，传动蜗轮（126）带动旋转臂（123）和位于下部的主体绕着下部的转动轴向上翻转,直到脱离原先的管道；

步骤E: 位于上部或前部的主体启动第一驱动机构，驱动行进单元使第一主体（120）和第二主体（121）移动；

②当遇到与第一主体（120）和第二主体（121）所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与第一主体（120）和第二主体（121）绕转动轴翻转所在平面不同时，包括以下步骤：

步骤a：位于下部的主体的转向单元开始工作，第四驱动机构控制行进轮（2）旋转角度，使第一主体（120）和第二主体（121）绕转动轴翻转所在平面与相交的两条管道所在平面相同；

步骤b：重复步骤A至步骤E。

5.如权利要求4所述的使用方法，其特征在于，S1步骤还包括：当机械手臂关节体（3）下部的行走部（5）未朝向管壁时，先启动方向调节单元，第五驱动机构控制机械手臂绕着自身长度方向所在轴线旋转，直到行走部（5）朝向管壁。