[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，包括爬行电机和爬行轮组；所述爬行电机与所述下层轨道固定连接，所述爬行轮组通过支杆与所述下层轨道连接，并且所有爬行轮组沿直径方向指向所述下层轨道的中心；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。

进一步优选的，相邻弧形轨道之间采用梯形台阶定位，并通过螺钉固定连接。

优选的，所述爬行轮组中设有四个爬行轮，并且四个爬行轮成两排两列设置。

进一步优选的，四个爬行轮分为两个前轮和两个后轮，其中两个前轮通过前轴连接后与爬行电机的输出轴连接，两个后轮通过后轴连接后与所述前轴传动连接。

优选的，所述上层轨道的上表面设有轨道槽，所述底座设有由电机驱动的车轮；所述车轮位于所述轨道槽内，并可以沿所述轨道槽进行往复移动。

优选的，所述机器臂采用多关节结构，由多个连杆通过转动关节连接组成。

优选的，该机器人还包括多组夹持单元，所述夹持单元包括闸瓦和夹持电机；所述夹持电机与所述下层轨道固定连接，所述闸瓦与所述夹持电机的输出轴连接，在所述夹持电机的驱动下沿所述下层轨道的直径方向往复移动。

优选的，所述上层轨道与所述下层轨道之间通过支撑杆连接，并且所述支撑杆与所述上层轨道和所述下层轨道均采用可拆卸式连接。