[發明專利]基于張拉整體的模塊化管道機器人

有效

• 申請號: 202010556823.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111720663B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 姚云龍;包曉成;馬廣英;陳原;王光明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16L101/30
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒;姚冬琳

本發明公開了一種基于張拉整體的模塊化管道機器人，屬于管道機器人領域，其包括從前到后依次連接的一個首部支架、數量可調的若干個中間支架和一個尾部支架。首部支架為四棱柱形，中間支架和尾部支架均為前端面小且后端面大的四棱臺形。首部支架的前端面和尾部支架的后端面上分別設置有可伸縮的首部支撐桿和尾部支撐桿。首部支架、中間支架和尾部支架通過多個第一直線動力機構和第二直線動力機構依次連接在一起。本發明采用張拉整體結構實現了機器人在管道內直行和轉彎，結構簡單，抗沖擊能力強、能夠承受較大的載荷，魯棒性好，環境適應能力及工作能力強，模塊化設計，可靈活增加和更換。

技術領域

本發明涉及管道機器人領域，特別是指一種基于張拉整體的模塊化管道機器人。

背景技術

在石油、化工、冶煉、印染等行業領域內，存在各種直徑大小不同的管道，管道的工作環境非常惡劣，經過長期使用過后，管道內會出現腐蝕、沉淀、損傷、堵塞等問題，對管道的輸送效率以及安全性產生不良影響。為了延長管道的壽命、防止泄漏等事故的發生，就必須對管道進行有效的檢測維護、維修，故此管道機器人應運而生。

管道機器人是一種可沿管道內部行走，在工作人員的遙控操作或計算機自動控制下，可進行一系列管道作業的特種機器人。傳統的管道機器人一般為履帶式和輪式，其攀爬能力弱，難以在復雜的地下管道中進行作業，尤其是難以在垂直管道、淤泥管道以及彎管中行走工作，且可靠性、靈活性均難以滿足復雜的管道要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于張拉整體的模塊化管道機器人，本發明采用張拉整體結構實現了機器人在管道內直行和轉彎，結構簡單，抗沖擊能力強、能夠承受較大的載荷，魯棒性好，環境適應能力及工作能力強，模塊化設計，可靈活增加和更換。

本發明提供技術方案如下：

一種基于張拉整體的模塊化管道機器人，包括從前到后依次連接的一個首部支架、若干個中間支架和一個尾部支架，所述中間支架的數量可根據需要設置，其中：

所述首部支架為四棱柱形，所述中間支架和尾部支架均為前端面小且后端面大的四棱臺形；

所述首部支架的前端面中相對的兩個側面上分別設置有一個可伸縮的首部支撐桿，所述尾部支架的后端面中相對的兩個側面上分別設置有一個可伸縮的尾部支撐桿；

所述首部支架的后端面的四個角分別通過一個第一直線動力機構與中間支架的前端面的四個角連接，所述首部支架的后端面的四個角分別通過一個第二直線動力機構與中間支架的后端面的四個角連接；前一個中間支架的后端面的四個角分別通過一個第一直線動力機構與后一個中間支架的前端面的四個角連接，前一個中間支架的后端面的四個角分別通過一個第二直線動力機構與后一個中間支架的后端面的四個角連接；最后一個中間支架的后端面的四個角分別通過一個第一直線動力機構與尾部支架的前端面的四個角連接，最后一個中間支架的后端面的四個角分別通過一個第二直線動力機構與尾部支架的后端面的四個角連接。

進一步的，所述首部支架的前端面和尾部支架的后端面中左右兩個側面上分別開設有一個通孔，所述首部支撐桿和尾部支撐桿均為兩個，每個首部支撐桿和尾部支撐桿均包括互相成T型設置的橫向支撐部和豎向連接部；

所述橫向支撐部伸在所述通孔內，所述豎向連接部位于所述首部支架的前端面或尾部支架的后端面內部，每個豎向連接部的上下兩端分別各通過一個第三直線動力機構與首部支架的前端面或尾部支架的后端面的四個角連接；

每個豎向連接部分別通過兩個支撐桿彈簧與首部支架的前端面或尾部支架的后端面中左右兩個側面中的一個連接。

進一步的，所述第一直線動力機構、第二直線動力機構和第三直線動力機構均包括一個直線動力元件以及一個彈簧。