[發(fā)明專利]用于核電管道檢測維護的攀爬機器人及操作方法

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• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108340983A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 史繼新
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

1.用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：它包括用于夾緊管道的上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3），所述上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3）之間通過用于驅(qū)動其升降的升降機構(gòu)（2）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3）采用相同的結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述上層夾持機構(gòu)（1）包括基板（4），所述基板（4）上固定安裝有電機連接板（14）和多根L形連接板（12），所述L形連接板（12）之間支撐安裝有兩根絲杠（6），所述絲杠（6）之間通過聯(lián)軸器（11）相連，兩根所述絲杠（6）上都通過絲杠傳動配合安裝有對稱布置的夾板（5），所述夾板（5）穿過滑桿（13），并構(gòu)成滑動配合，所述滑桿（13）支撐安裝在相鄰兩塊L形連接板（12）之間，兩根所述絲杠（6）的中間位置安裝有從動齒輪（10），所述從動齒輪（10）與夾緊動力裝置相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述夾緊動力裝置包括安裝在電機連接板（14）上的電機（7），所述電機（7）與減速器（8）相連，所述減速器（8）的輸出軸安裝有主動齒輪（9），所述主動齒輪（9）與從動齒輪（10）嚙合傳動。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：兩根所述絲杠（6）的螺紋方向相反。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述夾板（5）的頭部設置有弧形抱爪（15），所述弧形抱爪（15）的內(nèi)壁固定有防滑橡膠層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述升降機構(gòu)（2）包括步進電機（16），所述步進電機（16）固定在上層夾持機構(gòu)（1）的基板（4）上，所述步進電機（16）的輸出軸通過聯(lián)軸器與升降絲杠（18）相連，所述升降絲杠（18）上通過絲杠傳動配合安裝有絲杠滑塊（19），所述絲杠滑塊（19）固定安裝在下層夾持機構(gòu)（3）的基板（4）上，所述上層夾持機構(gòu)（1）的基板（4）底部固定安裝有多根升降滑桿（17），所述升降滑桿（17）穿過下層夾持機構(gòu)（3）的基板（4），并構(gòu)成滑動配合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：所述升降滑桿（17）的底部末端安裝有防脫螺釘（20）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于核電管道檢測維護的攀爬機器人，其特征在于：攀爬機器人上安裝有無損探傷儀。

10.采用權(quán)利要求1-9任意一項所述用于核電管道檢測維護攀爬機器人的操作方法，其特征在于它包括以下步驟：

Step1：初始狀態(tài)下，機器人上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3）的夾板（5）均夾緊管道，且上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3）在升降機構(gòu)（2）調(diào)節(jié)范圍內(nèi)距離最近，此后執(zhí)行以下步驟；

Step2：上層夾持機構(gòu)（1）中的電機（7）反轉(zhuǎn)，帶動減速器（8）驅(qū)動主動齒輪（9）旋轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合帶動從動齒輪（10）旋轉(zhuǎn)，由于從動齒輪（10）安裝在兩絲杠（6）軸上，兩絲杠通過聯(lián)軸器（11）連接，且兩螺紋相反，兩夾板（5）相向運動松開被檢查管道；

Step3：升降機構(gòu)（2）中的步進電機（16）正轉(zhuǎn)，帶動升降絲杠（18）旋轉(zhuǎn)，由于升降滑桿（17）與下層夾持機構(gòu)（3）中的基板（4）滑動連接，絲杠滑塊（19）固定在基板（4）上，上層夾持機構(gòu)（1）整體上升，上升一定高度后，步進電機（16）停止轉(zhuǎn)動，上層夾持機構(gòu)（1）停止上升，防脫螺釘（20）防止上層夾持機構(gòu)（1）和下層夾持機構(gòu)（3）分離；

Step4：上層夾持機構(gòu)（1）中的電機（7）正轉(zhuǎn)，帶動減速器（8）驅(qū)動主動齒輪（9）旋轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合帶動從動齒輪（10）旋轉(zhuǎn)，由于從動齒輪安裝在兩絲杠（6）軸上，兩絲杠通過聯(lián)軸器（11）連接，且兩螺紋相反，兩夾板（5）相對運動夾緊被檢查管道；

Step5：下層夾持機構(gòu)（3）中的電機（7）反轉(zhuǎn)，帶動減速器（8）驅(qū)動主動齒輪（9）旋轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合帶動從動齒輪（10）旋轉(zhuǎn)，由于從動齒輪安裝在兩絲杠（6）軸上，兩絲杠通過聯(lián)軸器（11）連接，且兩螺紋相反，兩夾板（5）相向運動松開被檢查管道；

Step6：升降機構(gòu)（2）中的步進電機（16）反轉(zhuǎn)，帶動升降絲杠（18）旋轉(zhuǎn)，由于升降滑桿（17）與下層夾持機構(gòu)（3）中的基板(4滑動連接，絲杠滑塊（19）固定在基板（4）上，下層夾持機構(gòu)（1）整體上升，上升一定高度后，步進電機（16）停止轉(zhuǎn)動，下層夾持機構(gòu)（1）停止上升；

Step7：下層夾持機構(gòu)（3）中的電機（7）正轉(zhuǎn)，帶動減速器（8）驅(qū)動主動齒輪（9）旋轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合帶動從動齒輪（10）旋轉(zhuǎn)，由于從動齒輪安裝在兩絲杠（6）軸上，兩絲杠通過聯(lián)軸器（11）連接，且兩螺紋相反，兩夾板（5）相對運動夾緊被檢查管道；

Step8：重復Step 2~ Step 7，則機器人會沿著被檢查管道不斷爬升直到到達指定位置后停止。