[发明专利]一种管道机器人自适应框架及其在管道内的工作方法

说明书

本发明公开了一种管道机器人自适应框架及其在管道内的工作方法。本发明中单元体一包括子单元体一和子单元体二，单元体二由两个子单元体二组成；子单元体一包括作用筒一和作用筒二；子单元体二包括作用筒一和作用筒三；作用筒一和作用筒二以及作用筒一和作用筒三均通过活塞连接架连接，且活塞连接架与作用筒一、作用筒二和作用筒三之间均连接有弹簧；作用筒一和作用筒二外壁均铰接有滚轮；单元体一中子单元体一和子单元体二固定；单元体二中两个子单元体二固定；单元体一中子单元体二的每个作用筒三与单元体二中子单元体二周向位置对应的作用筒三通过阻尼器连接。本发明可实现在上升、下降、转弯或变径管道中工作。

技术领域

本发明属于管道机器人领域，具体涉及一种管道机器人自适应框架及其在管道内的工作方法。

背景技术

在石油输送及城市排污过程中，涉及大量管道工程，随着管道铺设长度的增加，凸显出例如异物堵塞、焊接漏缝等问题。目前的管机器人适用于管径统一且弯道半径大的管道，存在工作目标单一、工作环境要求高、适配性差等缺点，无法满足例如短距离升降或者管径变化等管道的需求。

因此，为适应不同的管道环境，需要一种管道机器人自适应框架以适应不同管道环境的需求，提升管道检修及排污功能的高效性。

发明内容

本发明的目的是为满足管道检修及排污过程中对管径变化及管道变位的需求，提供一种管道机器人自适应框架及其在管道内的工作方法，可根据管道的变化自动进行尺寸和位姿的调整，加强管道机器人的适配性，提高其工作效率。

本发明采用以下技术方案实现：

本发明一种管道机器人自适应框架，包括单元体一、单元体二、连杆和阻尼器。所述的单元体一包括子单元体一和子单元体二，所述的单元体二由两个子单元体二组成。

所述的子单元体一包括作用筒一、作用筒二、活塞连接架、弹簧和滚轮，n个作用筒一以及n作用筒二沿圆周均布，且作用筒一与作用筒二交替布置，n≥3；每个作用筒一两端与相邻两个作用筒二分别通过活塞连接架连接；所述作用筒一和作用筒二的内管壁两端均开设有滑槽，两端滑槽的内端封闭形成位于内管壁中部的分隔块；所述的分隔块两侧均设有一体成型的凸台一；所述的活塞连接架两端均设有一体成型的滑台，滑台上设有一体成型的凸台二；作用筒一两端的滑槽与两个活塞连接架的滑台分别构成滑动副，且作用筒一的凸台一与两个活塞连接架的凸台二之间均通过弹簧连接；作用筒二两端的滑槽与两个活塞连接架的滑台分别构成滑动副，且作用筒二的凸台一与两个活塞连接架的凸台二之间均通过弹簧连接；作用筒一和作用筒二外壁中部均铰接有滚轮。

所述的子单元体二包括作用筒一、作用筒三、活塞连接架、弹簧和滚轮；n个作用筒一以及n作用筒三沿圆周均布，且作用筒一与作用筒三交替布置；每个作用筒一两端与相邻两个作用筒三分别通过活塞连接架连接；所述作用筒三的内管壁两端均开设有滑槽，作用筒三两端滑槽的内端封闭形成位于内管壁中部的分隔块；作用筒三的分隔块两侧均设有一体成型的凸台一；子单元体二的作用筒一两端滑槽也与两个活塞连接架的滑台分别构成滑动副，且子单元体二的作用筒一的凸台一与两个活塞连接架的凸台二之间也均通过弹簧连接；子单元体二的作用筒三两端滑槽与两个活塞连接架的滑台分别构成滑动副，且子单元体二的作用筒三的凸台一与两个活塞连接架的凸台二之间均通过弹簧连接；子单元体二的作用筒一外壁中部也铰接有滚轮。

所述的作用筒一上还固定设有连接座；单元体一中，子单元体一和子单元体二周向位置对应的每两个作用筒一的连接座通过连杆固定连接；单元体二中，两个子单元体二周向位置对应的每两个作用筒一的连接座通过连杆固定连接。

所述的作用筒三上还固定设有铰接座；单元体一中子单元体二的每个作用筒三与单元体二中子单元体二周向位置对应的作用筒三通过阻尼器连接；所述阻尼器的两端分别与单元体一和单元体二中子单元体一的铰接座球铰接。

所述的活塞连接架包括弧形杆和对称设置在弧形杆两端且一体成型的直杆；滑台设置在直杆上。