[发明专利]一种双爪型跨障碍方向自适应管道外检测机器人

说明书

本发明涉及一种双爪型跨障碍方向自适应管道外检测机器人，该检测机器人由机械系统和电路系统两部分构成，所述机械系统由所述电路系统控制其工作；所述机械系统包括抓管机构、连接装置和驱动装置，所述抓管机构设置在所述连接装置上，且所述驱动装置与所述抓管机构连接，所述驱动装置在所述电路系统控制下驱动所述抓管机构动作。本发明能结合机械结构与电路系统设计，实现外检测机器人的越障碍能力以及自适应调整能力。

技术领域

本发明涉及一种管道外检测设备，特别是关于一种用于地上管道外检测的双爪型跨障碍方向自适应管道外检测机器人。

背景技术

现有的石油管道检测机器人主要分为7类：流体驱动式、轮式、履带式、支撑式、行走式、蠕动式和螺旋驱动式。多用于管道的内检测，在对油气管道进行检测时，不可避免地要将管道进行清空，一定程度上会影响石油运送效率以及经济效益，而且此类机器人无法在石油运送过程中对石油管道进行实时检测，难以及时发现石油管道故障。另外，还有一些爬管机器人的设计难以实现油气管道支撑基座、管道连接凸台等障碍物的跨越，无法对油气管道进行有效地检测。

综上所述，针对地上油气管道存在检测环境复杂、难以进行人工检测、地上油气管道由于铺设技术存在的支撑基座、管道连接凸台和管道弯折等现象，如何实现该外检测机器人的越障碍能力以及自适应调整能力成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种双爪型跨障碍方向自适应管道外检测机器人，其能结合机械结构与电路系统设计，实现外检测机器人的越障碍能力以及自适应调整能力。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双爪型跨障碍方向自适应管道外检测机器人，其特征在于：该检测机器人由机械系统和电路系统两部分构成，所述机械系统由所述电路系统控制其工作；所述机械系统包括抓管机构、连接装置和驱动装置，所述抓管机构设置在所述连接装置上，且所述驱动装置与所述抓管机构连接，所述驱动装置在所述电路系统控制下驱动所述抓管机构动作。

所述抓管机构包括第一机械爪、第二机械爪、第三机械爪和第四机械爪；所述第一机械爪和第二机械爪设置在所述连接装置一端，所述第三机械爪和第四机械爪设置在所述连接装置另一端；所述第一机械爪和第三机械爪上分别设置有超声检测探头，所述第二机械爪和第四机械爪上分别设置有轮子和所述驱动装置。

所述第一机械爪和第三机械爪上分别设置有10个超声检测探头。

所述第二机械爪和第四机械爪上分别设置有六个轮子，各轮子之间采用万向轴连接，每个机械爪上共有两个万向轴。

所述连接装置包括第一轴、第二轴、第三轴、第一万向轴、第二万向轴和U型弹簧；所述第一轴一端与所述第二轴一端通过所述第一万向轴连接，所述第二轴另一端经所述第二万向轴与所述第三轴一端连接；所述第一轴另一端设置有所述抓管机构的第一机械爪和第二机械爪，第一机械爪和第二机械爪通过所述U型弹簧连接；所述第三轴另一端设置有所述抓管机构的第三机械爪和第四机械爪，第三机械爪和第四机械爪也通过所述U型弹簧连接。

所述驱动装置包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、第五步进电机、第六步进电机、第一凸轮、第二凸轮、第一连接体、第二连接体、第三连接体和第四连接体；所述第一步进电机和第二步进电机设置在所述抓管机构中第二机械爪上，所述第三步进电机和第四步进电机设置在所述抓管机构中第四机械爪上；所述第五步进电机安装在所述连接装置的第一轴上，位于第一机械爪前端并与所述第一凸轮连接；所述第一凸轮设置在所述第一机械爪上，所述第一机械爪上还设置有所述第一连接体和第二连接体，通过所述第五步进电机、第一凸轮、第一连接体和第二连接体控制所述连接装置第一机械爪的开合；所述第六步进电机安装在所述连接装置的第三轴上，位于第三机械爪前端并与所述第二凸轮2连接；所述第二凸轮设置在所述第三机械爪上，所述第三机械爪上还设置有所述第三连接体和第四连接体，通过所述第六步进电机、第二凸轮、第三连接体和第四连接体控制所述第三机械爪的开合。