[發明專利]一種海上平臺樁腿內壁可變步長自動爬行機器人

有效

• 申請號: 201610563536.3
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106032666B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張仕海;穆勝軍;莊繼澤
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學;中海油能源發展股份有限公司采油服務分公司
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00;B62D57/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種海上平臺樁腿內壁可變步長自動爬行機器人，屬于機械設計領域。

背景技術

樁腿是維持海上平臺穩固的重大部件，樁腿的安全可靠是確保整個平臺系統正常作業的基本條件。實際應用中，受海水浸蝕、碰撞、偏載等因素的影響，樁腿會出現銹蝕、破裂、變形等方面的問題，這些問題若得不到及時處理，會在風、波浪、海流等環境載荷的作用下而不斷的惡化與擴大，進而危機樁腿乃至整個平臺系統的安全。因此，開發樁腿缺陷檢測系統，有利于樁腿結構安全隱患的及時發現與處理。

目前，樁腿缺陷與隱患的檢測主要分現場檢測和在塢檢修。現場檢測主要靠人工爬行及肉眼觀察等辦法，該方法通常伴隨著高空作業，操作難度大，效率低，具有一定的危險性，且可檢測范圍受限；在塢檢修比較徹底，但需要將平臺及樁腿拖進船塢進行，需要耗費大量的人力、財力。

本發明以某海上平臺干式樁腿內部結構為原型，該樁腿內部圓柱空間分為兩個半圓柱部分，其中一個半圓柱空間安裝有多層工作平臺、爬梯、護欄等結構，結構較為復雜，不適宜機器人的爬行。另一個半圓柱空間為上下直通式結構，內部結構較為簡單。本發明針對該樁腿內部結構特點，開發一種可在樁腿內壁上下直通部分空間自動爬行的機器人，以搭載樁腿內壁缺陷檢測設備，實現樁腿內壁缺陷的巡回檢測功能。系統應用于平臺現場，可及時發現樁腿內壁缺陷，提高樁腿乃至整個平臺系統的安全性，節省樁腿檢修成本。

發明內容

本發明以某海上平臺干式樁腿內部結構為原型，開發一種可在樁腿內壁自動爬行的機器人。機器人可適應樁腿內部半圓形爬行空間的限制，并可跨越兩節樁腿連接處的凸緣障礙。為實現上述目標，本發明采用以下技術方案：

機器人總體由上腿組（A）、下腿組（B）、中板（6）、本體上伸縮油缸（10）、本體下伸縮油缸（13）、內導向套筒（1）、外導向套筒（3）、控制柜（2）、油箱（4）組成。

上腿組（A）與中板（6）之間通過本體上伸縮油缸（10）、內導向套筒（1）和外導向套筒（3）連接。本體上伸縮油缸（10）底部通過銷軸二（11）與支座二（12）鉸接，支座二（12）通過螺栓固定在中板（6）端部上表面上。本體上伸縮油缸（10）的活塞桿末端通過銷軸一（9）與支座一（8）鉸接，支座一（8）通過螺栓固定在上腿組（A）的底板（7）的下表面上。兩套本體上伸縮油缸（10）對稱安裝在上腿組（A）與中板（6）之間的兩端。內導向套筒（1）為方管式結構，其底座通過螺栓固定在上腿組（A）的底板（7）端部下表面上。外導向套筒（3）為方管式結構，其底座通過螺栓固定在中板（6）端部上表面上。內導向套筒（1）與外導向套筒（3）部分重疊套裝。每套本體上伸縮油缸（10）兩側各安裝一套導向套筒機構。

下腿組（B）與中板（6）之間通過本體下伸縮油缸（13）、內導向套筒（16）和外導向套筒（19）連接。本體下伸縮油缸（13）底部通過銷軸四（17）與支座四（18）鉸接，支座四（18）通過螺栓固定在中板（6）端部下表面上。本體下伸縮油缸（13）的活塞桿末端通過銷軸三（14）與支座三（15）鉸接，支座三（15）通過螺栓固定在下腿組（B）的限位板（5）上。兩套本體下伸縮油缸（13）對稱安裝在下腿組（B）與中板（6）之間的兩端。內導向套筒（16）為方管式結構，其底座通過螺栓固定在下腿組（B）的限位板（5）。外導向套筒（19）為方管式結構，其底座通過螺栓固定在在中板（6）端部下表面上。內導向套筒（16）與外導向套筒（19）部分重疊套裝。每套本體下伸縮油缸（13）兩側各安裝一套導向套筒機構。

控制柜（2）通過螺釘固定在中板（6）的上方，油箱（4）通過螺釘固定在中板（6）的下方。

上腿組（A）與下腿組（B）結構與尺寸完全相同，主要由底板（7）、腿部伸縮缸（19）、一級伸縮桿（32）、二級伸縮桿（33）、腿桿架（20）、頂腳（29）、限位板（5）構成。可伸縮式腿桿分左右兩部分，分別由兩個腿部伸縮缸（19）控制腿桿的伸縮。