[發明專利]一種雙層軌道式爬壁機器人

有效

• 申請號: 201810243661.5
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108327810B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 鄭海霞;馬偉杰;祝鐸;李春玲;張淑珍;楊萍;南文虎;賀瑗;王富強;馬曉;申濤
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 北京市邦道律師事務所 11437
• 代理人: 段君峰;薛艷

本發明屬于爬壁機器人技術領域，具體涉及一種沿立式圓柱形外罐壁垂直爬行的雙層軌道式爬壁機器人。為了解決采用現有技術對立式罐體進行測量時，存在測量精度低的問題，本發明公開了一種可以沿立式圓柱形外罐壁垂直爬行的雙層軌道式爬壁機器人。該機器人包括上層軌道、下層軌道、機器人和至少三組爬行單元；所述爬行單元與所述下層軌道連接并且沿圓周方向分布；所述上層軌道與下層軌道平行固定連接，機器人位于上層軌道的上表面并且可以沿圓周方向往復移動。本發明的雙層軌道式爬壁機器人，不僅結構簡單、制作成本低，而且可以大大提高對罐體外壁測量的精度。

技術領域

本發明屬于爬壁機器人技術領域，具體涉及一種沿立式圓柱形外罐壁垂直爬行的雙層軌道式爬壁機器人。

背景技術

立式圓柱形金屬儲油罐是石化企業和油庫儲存油品的主要容器，依據有關技術資料和實地考察，大多數儲油罐是用金屬鋼板焊接拼接而成，直徑可達到10～38m，儲油量在3000-10000m³之間，儲油罐體積龐大。然而，由于加工過程和使用環境的影響，儲油期間罐體的幾何形狀和尺寸會與設計要求之間產生差異，導致理論容積和實際容積不符，因此要求油庫管理人員對儲油罐的容積率進行精確的確定。

目前，全站儀法是一種新興的徑向偏差測量手段，利用全站儀對立式罐的外罐壁上的待測點進行測距，進而得到各點的徑向偏差。使用全站儀法雖然可以實現自動測距和讀數，排出人工讀數的主觀性，但是由于測距光斑小，容易受到罐壁上微小散坑凹凸對光線反射和散射影響，造成測量隨機誤差大，而且當罐體較高時，由于測距光入射角很大，導致測量誤差變大，這是光學測距原理不能避免的。因此，采用全站儀法對罐體進行測量會由于測量原理所帶來的無法回避的缺點，而導致測量精度的下降。

發明內容

為了解決采用現有技術對立式罐體進行測量時，存在測量精度低的問題，本發明提出了一種可以沿立式圓柱形外罐壁垂直爬行的雙層軌道式爬壁機器人。該機器人包括上層軌道、下層軌道、機器人和至少三組爬行單元；所述爬行單元與所述下層軌道連接并且沿圓周方向分布；其中，

所述上層軌道與所述下層軌道之間平行固定連接，并且所述上層軌道的內徑尺寸和所述下層軌道的內徑尺寸均大于罐體的外壁直徑尺寸；

所述機器人，包括底座和機器臂；所述底座與所述上層軌道的上表面滑動連接，并且可以沿所述上層軌道進行圓周方向的往復移動；所述機器臂的一端與所述底座連接，另一端用于固定測量裝置；

所述爬行單元，包括爬行電機和爬行輪組；所述爬行電機與所述下層軌道固定連接，所述爬行輪組通過支桿與所述下層軌道連接，并且所有爬行輪組沿直徑方向指向所述下層軌道的中心；所述爬行輪組在所述爬行電機的帶動下自由轉動。

優選的，所述上層軌道和所述下層軌道均由多個弧形軌道沿圓周方向拼接組成。

進一步優選的，相鄰弧形軌道之間采用梯形臺階定位，并通過螺釘固定連接。

優選的，所述爬行輪組中設有四個爬行輪，并且四個爬行輪成兩排兩列設置。

進一步優選的，四個爬行輪分為兩個前輪和兩個后輪，其中兩個前輪通過前軸連接后與爬行電機的輸出軸連接，兩個后輪通過后軸連接后與所述前軸傳動連接。

優選的，所述上層軌道的上表面設有軌道槽，所述底座設有由電機驅動的車輪；所述車輪位于所述軌道槽內，并可以沿所述軌道槽進行往復移動。

優選的，所述機器臂采用多關節結構，由多個連桿通過轉動關節連接組成。

優選的，該機器人還包括多組夾持單元，所述夾持單元包括閘瓦和夾持電機；所述夾持電機與所述下層軌道固定連接，所述閘瓦與所述夾持電機的輸出軸連接，在所述夾持電機的驅動下沿所述下層軌道的直徑方向往復移動。

優選的，所述上層軌道與所述下層軌道之間通過支撐桿連接，并且所述支撐桿與所述上層軌道和所述下層軌道均采用可拆卸式連接。