[发明专利]一种双层轨道式爬壁机器人

说明书

本发明属于爬壁机器人技术领域，具体涉及一种沿立式圆柱形外罐壁垂直爬行的双层轨道式爬壁机器人。为了解决采用现有技术对立式罐体进行测量时，存在测量精度低的问题，本发明公开了一种可以沿立式圆柱形外罐壁垂直爬行的双层轨道式爬壁机器人。该机器人包括上层轨道、下层轨道、机器人和至少三组爬行单元；所述爬行单元与所述下层轨道连接并且沿圆周方向分布；所述上层轨道与下层轨道平行固定连接，机器人位于上层轨道的上表面并且可以沿圆周方向往复移动。本发明的双层轨道式爬壁机器人，不仅结构简单、制作成本低，而且可以大大提高对罐体外壁测量的精度。

技术领域

本发明属于爬壁机器人技术领域，具体涉及一种沿立式圆柱形外罐壁垂直爬行的双层轨道式爬壁机器人。

背景技术

立式圆柱形金属储油罐是石化企业和油库储存油品的主要容器，依据有关技术资料和实地考察，大多数储油罐是用金属钢板焊接拼接而成，直径可达到10～38m，储油量在3000-10000m³之间，储油罐体积庞大。然而，由于加工过程和使用环境的影响，储油期间罐体的几何形状和尺寸会与设计要求之间产生差异，导致理论容积和实际容积不符，因此要求油库管理人员对储油罐的容积率进行精确的确定。

目前，全站仪法是一种新兴的径向偏差测量手段，利用全站仪对立式罐的外罐壁上的待测点进行测距，进而得到各点的径向偏差。使用全站仪法虽然可以实现自动测距和读数，排出人工读数的主观性，但是由于测距光斑小，容易受到罐壁上微小散坑凹凸对光线反射和散射影响，造成测量随机误差大，而且当罐体较高时，由于测距光入射角很大，导致测量误差变大，这是光学测距原理不能避免的。因此，采用全站仪法对罐体进行测量会由于测量原理所带来的无法回避的缺点，而导致测量精度的下降。

发明内容

为了解决采用现有技术对立式罐体进行测量时，存在测量精度低的问题，本发明提出了一种可以沿立式圆柱形外罐壁垂直爬行的双层轨道式爬壁机器人。该机器人包括上层轨道、下层轨道、机器人和至少三组爬行单元；所述爬行单元与所述下层轨道连接并且沿圆周方向分布；其中，

所述上层轨道与所述下层轨道之间平行固定连接，并且所述上层轨道的内径尺寸和所述下层轨道的内径尺寸均大于罐体的外壁直径尺寸；

所述机器人，包括底座和机器臂；所述底座与所述上层轨道的上表面滑动连接，并且可以沿所述上层轨道进行圆周方向的往复移动；所述机器臂的一端与所述底座连接，另一端用于固定测量装置；

所述爬行单元为可调整式结构，包括爬行电机和可调式的爬行轮组；所述爬行电机与所述下层轨道固定连接，所述爬行轮组与所述下层轨道连接，所有爬行轮组指向所述下层轨道的中心轴线方向，并且所有爬行轮组围成的圆环尺寸可调；所述爬行轮组在所述爬行电机的带动下自由转动。

优选的，所述上层轨道和所述下层轨道均由多个弧形轨道沿圆周方向拼接组成。

优选的，所述下层轨道为L形结构，其中竖直端为侧轨；所述爬行轮组与所述侧轨连接，包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和轴套；所述第一连杆的一端与所述下层轨道铰连接，另一端与所述第二连杆的一端铰连接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的中间位置铰连接；所述第三连杆的一端与所述下层轨道铰连接，另一端与所述轴套连接；所述轴套为中空结构，并且内部设有传动轴，所述传动轴与所述轴套之间通过轴承连接；所述传动轴的端部设有车轮，所述传动轴的中间位置与所述爬行电机的输出轴连接。

进一步优选的，所述爬行电机与所述侧轨沿竖直方向滑动固定连接。

进一步优选的，所述爬行轮组还包括缓冲单元，所述缓冲单元的一端与所述第三连杆的中间位置铰连接，另一端与所述侧轨铰连接。

进一步优选的，所述第三连接杆为分体式结构，包括本体、组合体和弹簧；所述本体与所述组合体之间沿轴向插装连接，所述本体和所述组合体上分别设有弹簧座；所述弹簧套设在所述本体和所述组合体外部并且与弹簧座连接