[發(fā)明專利]用于受限的空間操作的機器人系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710474384.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107520839B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E.奧德羅德爾利亞爾;W.弗斯亞;E.E.卡拉斯哥;C.胡爾扎勒;A.帕拉爾塔;D.露斯利;T.斯耐德;T.摩利斯
• 申請（專利權(quán)）人: 安薩爾多能源英國知識產(chǎn)權(quán)有限公司
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J9/10;B25J9/16;B25J15/00;B25J15/02;B25J15/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

本發(fā)明涉及用于受限的空間操作的機器人系統(tǒng)。具體而言，機器人系統(tǒng)包括主驅(qū)動單元、非促動的可延伸臂單元、軸向驅(qū)動單元、臂引導(dǎo)部件和頭部鉸接單元。單元包括安裝結(jié)構(gòu)和聯(lián)接至安裝結(jié)構(gòu)的臂儲存單元。臂單元聯(lián)接至臂儲存單元以從臂儲存單元在側(cè)向平面中軸向地移動。臂單元在側(cè)向平面中是柔性且薄的，且在垂直平面中是剛性且寬的。單元可聯(lián)接至臂儲存單元以允許單元的軸向延伸和收縮。頭部鉸接單元聯(lián)接至臂單元來促動其。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容大體上涉及機器人，并且更具體地涉及包括機械臂的機器人裝置或系統(tǒng)，其用于包括但不限于受限且復(fù)雜的幾何形狀的環(huán)境，例如由發(fā)電站中的管道或渦輪流動通路給定的，用于諸如檢查、操縱和原地修理的應(yīng)用。

背景技術(shù)

機器人裝置已經(jīng)成功用于許多不同應(yīng)用，諸如機加工、組裝、檢查、修理等。盡管如此，將此類裝置帶到復(fù)雜和受限的幾何形狀或環(huán)境中總是有挑戰(zhàn)性的。常規(guī)機器人裝置可具有適應(yīng)非受限幾何形狀或環(huán)境中的各種有用操作的能力，但一直需要可容易地適于受限且復(fù)雜的空間中的應(yīng)用的改進工具。

在工業(yè)應(yīng)用的背景下，機器人系統(tǒng)是用于檢查、修理或其它操縱任務(wù)的相當受歡迎的選擇。例如，美國專利公開號8374722 B2公開了一種檢查旋轉(zhuǎn)機器(諸如燃氣渦輪發(fā)動機)的機械臂。臂具有多個成組的連桿，在其間具有鉸接件以用于在第一平面中移動，組相對于彼此具有鉸接件以用于在第二平面中移動。空間末梢區(qū)段安裝在臂的遠端處，其包括鉸接的一系列元件以用于圍繞兩個平面移動，以便能夠以蛇形方式移動。促動的臂可圍繞物體(諸如發(fā)動機中的翼型件)移動，且還向上或向下移動以保持接近機器的旋轉(zhuǎn)表面。然而，裝置需要復(fù)雜的促動、感測和控制系統(tǒng)來達成目標操縱任務(wù)。這限制了端部工具的有效負載能力、可達到的穩(wěn)健性，以及針對受限空間中的操作的最小可達到的大小。此外，為了操縱臂的安全操作，需要受到良好訓(xùn)練的操作者。

在另一個國際專利申請?zhí)朩O 0216995中，描述了包括多個縱向節(jié)段的機械臂，各個縱向節(jié)段由多個連桿連接。各個節(jié)段的端部由線或薄板引導(dǎo)，以便通過改變線的長度，臂可促動和彎曲。通過調(diào)整用于各個節(jié)段的控制線中的張力，臂可移動且采用各種空間形狀和構(gòu)造。這例如可通過使用馬達將各控制線繞上或卷開心軸來完成。例如，馬達由計算機控制系統(tǒng)控制。類似于美國專利公開號8374722 B2中描述的系統(tǒng)，需要復(fù)雜的促動、感測和控制系統(tǒng)來實現(xiàn)受限空間中的期望操作。

盡管存在針對機器人檢查和修理系統(tǒng)的連續(xù)改進的許多其它相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，但極為需要在不斷變小且更復(fù)雜的受限空間(例如，燃氣渦輪中越來越復(fù)雜且彎曲的流動通路)內(nèi)執(zhí)行越來越多復(fù)雜的操作的新平臺。該要求結(jié)合了有效負載能力、操作速度、簡單性和穩(wěn)健性的日益提高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

該概要將提出本公開內(nèi)容的簡要概述以便提供基本理解。不期望識別本公開內(nèi)容的關(guān)鍵或重要元件或劃分本發(fā)明的范圍。相反，該概要的唯一目的在于提出本公開內(nèi)容的總體方面和構(gòu)想以及其優(yōu)點來作為以下提供的更詳細描述的序言。

本公開內(nèi)容的總體目的在于提供一種用于諸如檢查、維護、修理和其它相關(guān)操作的應(yīng)用中沿復(fù)雜且受限的幾何形狀或環(huán)境輸送端部工具的手段。本發(fā)明的總體目的在于提供一種系統(tǒng)，其可將增大的有效負載以較快、較簡單且更穩(wěn)健的方式帶入復(fù)雜的受限結(jié)構(gòu)中。