[发明专利]管状结构检测用机器人

说明书

本发明公开了一种管状结构检测用机器人，装置包括本体以及与所述本体连接的行动机构、附着机构和检测机构，行动机构用于带动整个机体行走，附着机构用于保持机体平衡，检测机构用于对管道内壁检测，所述行动机构包括均布设置在本体周向的至少三个行动轮，所述附着机构包括支架、均布设置在支架周向的至少三个附着轮以及用于驱动所述附着轮旋转的第一电机，本发明装置设置附着轮，在一些竖直管道或者倾斜管道的检测时，通过附着轮的旋转与建筑管道的内壁摩擦，可以提供装置本体向上的分力，用于抵消装置本体整体的重力，实现了机器人在管道内的支撑平衡。

技术领域

本发明涉及管道作业机器人技术领域，具体涉及一种管状结构检测用机器人。

背景技术

管道机器人是一种可沿细小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。

我国管内机器人技术的研究己有20余年的历史，哈尔滨工业大学、中国科学院沈阳自动化研究所、上海交通大学、清华大学、浙江大学、北京石油化工学院、天津大学、太原理工大学、大庆石油管理局、胜利油田、中原油田等单位进行了这方面的研究工作。对于管道机器人的研究，以前对多轮支撑结构的研究较多，才研究传统轮式移动机器人直接用在圆形管道的检测和维护。空间多轮结构的管内机器人的轮子与壁面接触时，接触点与轮心的连线在柱面的半径方向上，并且轮子的行驶方向与柱面的母线平行，这是单个轮子在管道曲面上位姿的一种特殊情况。轮式移动机器人在管道中运行时，由于管道尺寸大小不、具有弯道和“T”型接头等，轮式移动机器人的每一个轮子在管道中的位姿是不可预测的产轮子的轴线方向可能不垂直于圆管的半径方向。

现有的有些管道机器人，不能很好地适应竖直或者倾斜的管道的检测，也无法进入一些弯道进行检测等，只能在一些水平管道内进行检测，且平衡性较差，装置复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管状结构检测用机器人，可以在各种复杂的管道内进行检测，检测更为稳定，且平衡性较好。

管状结构检测用机器人，包括本体以及与所述本体连接的行动机构、附着机构和检测机构，所述行动机构包括均布设置在本体周向的至少三个行动轮，所述附着机构包括支架、均布设置在支架周向的至少三个附着轮以及用于驱动所述附着轮旋转的第一电机，所述支架与本体柔性连接，所述附着轮通过第一支撑腿与支架连接，所述第一支撑腿包括与支架连接的第一外腿、可滑动地设置在第一外腿内的第一内腿、设置在第一内腿和第一外腿之间为所述第一内腿提供沿支架径向的弹性力的第一抵靠装置，所述第一内腿的一端可沿支架的径向滑动，所述附着轮设置在第一内腿的外端，所述第一外腿与所述支架铰接，可沿垂直于第一支撑腿所在的平面转动。

进一步，所述支架和第一外腿之间设置有弹性回复装置。

进一步，所述弹性回复装置为弹簧，弹簧的两端分别于支架和第一外腿连接，所述支架和第一外腿上均设置有用于与弹簧连接的安装座。

进一步，所述附着轮的母线为弧形，附着轮的截面内径从中间至两边依次减小。

进一步，所述附着轮的表面上设置有若干凸起，所述凸起采用橡胶材料制成。

进一步，所述行动机构还包括用于驱动所述行动轮旋转的第二电机，所述行动轮通过第二支撑腿与本体连接，所述第二支撑腿包括与本体连接的第二外腿、可滑动地设置在第二外腿内的第二内腿、设置在第二内腿和第二外腿之间为所述第二内腿提供沿本体径向的弹性力的第二抵靠装置，所述第二内腿的一端可沿本体的径向滑动，所述行动轮设置在第二内腿的外端。

进一步，所述检测机构包括转盘以及均布设置在转盘周向的至少两个激光探测器，所述转盘以可沿本体轴线移动的方式与所述本体连接。

进一步，所述本体上设置有线性步进电机，所述线性步进电机的输出轴平行于本体的轴向设置，所述线性步进电机的输出轴与所述转盘螺纹连接。