[实用新型]一种多模式管道机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及用于管道检修、维护的机器人，更具体地说，涉及一种多模式管道机器人。

背景技术

在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中，管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用。常年的应用使得管道的腐蚀和堵塞等情况越来越严重，这极易引起输送效率低下及管道损坏等各种危险，为提高管道的寿命、防止泄漏等事故的发生，就必须对管道进行有效的检测维护，管道机器人为满足该需要而产生。

管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。它属于特种作业机器人，其独特的行进和行动的方式方法为当今的管道内作业提供了较为先进和有创新性应用的选择。随着现代应用领域的拓宽，也随着现代制造技术水平提高，各个领域的应用都日益增多，由于管道作业环境的特殊性，有很多不能人工完成的作业，因此管道机器人将会成为重要的作业工具。

目前管道内机器人存在以下问题：1、负载较小，由于工作方式的局限性，其负载较小，不能大负载情况下的操作；2、模式单一，机器人只能设定一种运行模式，不能根据外界环境、负载情况、运行速度情况，来更改运行模式，使得机器人的运用具有局限性。

例如，中国专利申请号为：201610425656.7，公开日为：2016年10月12日的专利文献，公开了一种气动式管道机器人，包括伸缩模块和与伸缩模块连接的支撑模块；伸缩模块主要由驱动气缸和与驱动气缸连接的关节轴承构成，利用驱动气缸的伸缩来实现机器人的蠕动式行走，支撑模块由支撑气缸组产生推力，使机器人的支撑块与管壁压紧，支撑模块通过关节轴承中的球面副相对于伸缩模块可以绕动一个空间角度θ，并通过控制电磁阀的通断电时间实现有级调速功能。该机器人的“脚”即支撑杆可以通过添加不同长度的“加长脚”来改变“脚”的长度，以适应不同内径的管道，但是它的运行模式较为单一，采用气缸驱动的模式，其本身即需要气源，增加机器人本身重量，其负载能力较弱；如果出现意外漏气情况，机会发生坠落，安全性较低。

例如，中国专利申请号为：201610812069.3，公开日为：2016年12月21日的专利文献，公开了一种管道机器人，包括机器人主体，该机器人主体上设置有用于在管道内工作的工作台，该管道机器人还包括设置在管道机器人主体上的车轮、与车轮连接的直角轮轴、设置直角轮轴与管道机器人主体之间的旋转机构，该直角轮轴包括相互垂直的第一轮轴和第二轮轴，该第一轮轴与旋转机构链接。该管道机器人根据管道为空心圆柱的特点，采用平设车轮，贴近管道最远的两端，实现稳定移动，同时通过旋转机构控制管道机器人在管道内转动，在管道弯折处还能稳定移动，但是其承载能力较弱，运行模式单一。

因此，如何对现有的管道机器人进行改进，使其根据一方面能够适应管径，另一方面可根据不同的外界环境，调整运行模式，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

1、要解决的问题

本实用新型提供一种多模式管道机器人，其目的在于解决现有管道机器人运行模式单一，不能有效根据外界环境调整爬行模式的问题。本实用新型的机器人对爬行的结构进行优化设计，可根据外界对于负载、速度的不同环境要求，选择不同的爬行模式，大大提高机器人适应能力。它不仅能够增大负载，而且可以减小机器人与管道之间的滑动，增大机器人的运行稳定性和安全性。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种多模式管道机器人，包括机身和爬升机构，所述爬升机构包括四个，分别由设置在机身四个拐角上的左上爬升机构、右上爬升机构、左下爬升机构和右下爬升机构组成；所述的机身包括通过升降机构连接的上机身和下机身，升降机构可控制上机身和下机身的相对运动，使上机身和下机身相靠近或远离；所述左上爬升机构和右上爬升机构位于上机身上，左下爬升机构和右下爬升机构位于下机身上。

作为进一步改进，所述的升降机构包括丝杠螺母副和升降电机，上机身和下机身之间通过丝杠螺母副连接，并通过升降电机驱动。

作为进一步改进，所述的爬升机构包括上连杆、上电机、下电机、下连杆、摆动杆和摆动电机；所述摆动杆的一端连接机身，并通过摆动电机驱动；所述上电机和下电机都安装在摆动杆的另一端，上电机连接上连杆的一端，下电机连接下连杆的一端；所述上连杆的另一端连接有上爬行块，下连杆的另一端连接有下爬行块。

一种多模式管道机器人的爬行方法，其操作步骤为：