[發(fā)明專利]一種新型管道機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810981630.X
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN108980511A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙潔;錢義肇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F16L55/32
• 分類號(hào): F16L55/32;F16L55/40;F16L101/12;F16L101/30
• 代理公司: 北京君泊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠(yuǎn);胡玉章

本發(fā)明公開了一種新型管道機(jī)器人，該機(jī)器人包括由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同并通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)模塊連接件鏡像對(duì)稱連接的兩個(gè)機(jī)器人本體組成；其中機(jī)器人本體包括棱柱體的機(jī)器人機(jī)身，沿機(jī)器人機(jī)身周向均勻設(shè)置的三個(gè)履帶式行走機(jī)構(gòu)，以及連接機(jī)器人機(jī)身與行走機(jī)構(gòu)的連接機(jī)構(gòu)；連接機(jī)構(gòu)通過絲杠螺母和絲杠進(jìn)一步與步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來控制履帶足的張開程度。本發(fā)明的有益效果為：該管道機(jī)器人在管道內(nèi)可以直行和轉(zhuǎn)向；也可以運(yùn)動(dòng)于水平轉(zhuǎn)豎直的管道中；可調(diào)節(jié)連接機(jī)構(gòu)可以隨時(shí)調(diào)整履帶足的張開角度，以滿足在不同管徑行走的需求；履帶式的行走機(jī)構(gòu)抓地力強(qiáng)，多個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，可適應(yīng)各種管道環(huán)境，且整個(gè)裝備具備防水和防腐蝕的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可進(jìn)行勘探與清 潔的管道機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的極大進(jìn)步和國(guó)民物質(zhì)生活水平顯著提高,各行各業(yè)的發(fā) 展更多地依賴于物料輸送。特別地，管道輸送憑借著輸送量大、方便快捷、 低成本等優(yōu)勢(shì)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來越大的比重，已廣泛應(yīng)用于石油、化 工、能源、食品加工、城市供排水、農(nóng)業(yè)灌溉、核工業(yè)等領(lǐng)域。但由于受到 輸送介質(zhì)的化學(xué)性腐蝕、不可抗力的自然災(zāi)害以及自身缺陷的影響，極有可 能發(fā)生輸送物泄露導(dǎo)致的如環(huán)境污染、易燃物爆炸、能源浪費(fèi)等嚴(yán)重事故。 所以需要定期對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行檢查、維護(hù)和清潔保養(yǎng)。然而目前大多數(shù)地區(qū) 的地下管道經(jīng)過改造后均層次多，高低落差大，不均勻；因此遇到堵塞、泄 露等管道故障時(shí)難以排查。傳統(tǒng)管道檢測(cè)都是由相關(guān)人員實(shí)施，定位方式主 要分為兩種：人工儀器檢測(cè)與地面機(jī)器人檢測(cè)；人工操作耗時(shí)耗力，欲得到 準(zhǔn)確數(shù)值，還需進(jìn)行多次測(cè)量，效率低下，且管道的大部分以人力難以去夠 及；地面機(jī)器人測(cè)繪則精度低，多次掃描數(shù)據(jù)的精度拼接需使用GPS定位，對(duì) GPS信號(hào)有很強(qiáng)的要求，而管道多埋于地下0.7m以下，且多有金屬覆蓋，GPS 信號(hào)偏弱。

綜上所述，最理想的檢測(cè)方式則是設(shè)計(jì)一種可進(jìn)入管道內(nèi)部的機(jī)器人， 管道機(jī)器人是一種可沿細(xì)小管道內(nèi)部或外部自動(dòng)行走、攜帶一種或多種傳感 器及操作機(jī)械，在工作人員的遙控操作或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下，進(jìn)行一系列管 道作業(yè)的機(jī)、電、儀一體化系統(tǒng)，有著快速運(yùn)動(dòng)、靈活操縱、準(zhǔn)確判斷和低 成本等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)管道機(jī)器人面對(duì)垂直管道、彎管、支管、變徑和微小管道 等難題，仍存在很大的改善空間。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可進(jìn)行勘探與清潔的管道 機(jī)器人，該管道機(jī)器人通過魷魚仿生，設(shè)計(jì)為一種三足式機(jī)器人，相較于現(xiàn) 有的管道機(jī)器人而言，該管道機(jī)器人可以在遇到“丁”字路口時(shí)，可以選擇 轉(zhuǎn)向和直行；也可以運(yùn)動(dòng)于水平轉(zhuǎn)豎直的管道中；具有抓地力強(qiáng)，可適應(yīng)各 種環(huán)境；可貼合管道，以適應(yīng)不同直徑管道的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型管道機(jī)器人，包括：兩個(gè)結(jié)構(gòu) 相同并通過萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)模塊連接件鏡像對(duì)稱連接的兩個(gè)機(jī)器人本體；其中，所 述機(jī)器人本體包括：

機(jī)器人機(jī)身，其內(nèi)部安裝有控制器、與所述控制器輸出端連接的步進(jìn)電 機(jī)，以及為所述控制器和所述步進(jìn)電機(jī)提供電能的電池組；

行走機(jī)構(gòu)，其包括履帶足、安裝在所述履帶足上的電機(jī)、為所述電機(jī)提 供電能的電池和安裝所述履帶足上的壓力傳感器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述履帶足 的驅(qū)動(dòng)輪，所述電機(jī)與所述控制器輸出端連接，所述壓力傳感器與所述控制 器輸入端連接，所述機(jī)器人機(jī)身周向上均勻設(shè)置三個(gè)所述行走機(jī)構(gòu)；

連接機(jī)構(gòu)，其包括連接所述機(jī)器人機(jī)身和所述行走機(jī)構(gòu)的第一固定連接 桿和第二固定連接桿，以及推桿；所述第一固定連接桿和所述第二固定連接 桿沿所述機(jī)器人機(jī)身軸向平行設(shè)置，所述推桿一端與所述第一固定連接桿連 接，所述推桿另一端與位于所述機(jī)器人機(jī)身內(nèi)部的絲杠螺母連接，所述絲杠 螺母通過絲桿與所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，三個(gè)所述第一固定連接桿的一端均連接在所 述機(jī)器人機(jī)身中部，另一端分別連接一個(gè)所述行走機(jī)構(gòu)；三個(gè)所述第二固定 連接桿的一端均連接在所述機(jī)器人機(jī)身靠近所述萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)模塊連接件的一 端，另一端分別連接在與所述第一固定連接桿連接的行走機(jī)構(gòu)上。