[发明专利]基于张拉整体的模块化管道机器人

说明书

本发明公开了一种基于张拉整体的模块化管道机器人，属于管道机器人领域，其包括从前到后依次连接的一个首部支架、数量可调的若干个中间支架和一个尾部支架。首部支架为四棱柱形，中间支架和尾部支架均为前端面小且后端面大的四棱台形。首部支架的前端面和尾部支架的后端面上分别设置有可伸缩的首部支撑杆和尾部支撑杆。首部支架、中间支架和尾部支架通过多个第一直线动力机构和第二直线动力机构依次连接在一起。本发明采用张拉整体结构实现了机器人在管道内直行和转弯，结构简单，抗冲击能力强、能够承受较大的载荷，鲁棒性好，环境适应能力及工作能力强，模块化设计，可灵活增加和更换。

技术领域

本发明涉及管道机器人领域，特别是指一种基于张拉整体的模块化管道机器人。

背景技术

在石油、化工、冶炼、印染等行业领域内，存在各种直径大小不同的管道，管道的工作环境非常恶劣，经过长期使用过后，管道内会出现腐蚀、沉淀、损伤、堵塞等问题，对管道的输送效率以及安全性产生不良影响。为了延长管道的寿命、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、维修，故此管道机器人应运而生。

管道机器人是一种可沿管道内部行走，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，可进行一系列管道作业的特种机器人。传统的管道机器人一般为履带式和轮式，其攀爬能力弱，难以在复杂的地下管道中进行作业，尤其是难以在垂直管道、淤泥管道以及弯管中行走工作，且可靠性、灵活性均难以满足复杂的管道要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于张拉整体的模块化管道机器人，本发明采用张拉整体结构实现了机器人在管道内直行和转弯，结构简单，抗冲击能力强、能够承受较大的载荷，鲁棒性好，环境适应能力及工作能力强，模块化设计，可灵活增加和更换。

本发明提供技术方案如下：

一种基于张拉整体的模块化管道机器人，包括从前到后依次连接的一个首部支架、若干个中间支架和一个尾部支架，所述中间支架的数量可根据需要设置，其中：

所述首部支架为四棱柱形，所述中间支架和尾部支架均为前端面小且后端面大的四棱台形；

所述首部支架的前端面中相对的两个侧面上分别设置有一个可伸缩的首部支撑杆，所述尾部支架的后端面中相对的两个侧面上分别设置有一个可伸缩的尾部支撑杆；

所述首部支架的后端面的四个角分别通过一个第一直线动力机构与中间支架的前端面的四个角连接，所述首部支架的后端面的四个角分别通过一个第二直线动力机构与中间支架的后端面的四个角连接；前一个中间支架的后端面的四个角分别通过一个第一直线动力机构与后一个中间支架的前端面的四个角连接，前一个中间支架的后端面的四个角分别通过一个第二直线动力机构与后一个中间支架的后端面的四个角连接；最后一个中间支架的后端面的四个角分别通过一个第一直线动力机构与尾部支架的前端面的四个角连接，最后一个中间支架的后端面的四个角分别通过一个第二直线动力机构与尾部支架的后端面的四个角连接。

进一步的，所述首部支架的前端面和尾部支架的后端面中左右两个侧面上分别开设有一个通孔，所述首部支撑杆和尾部支撑杆均为两个，每个首部支撑杆和尾部支撑杆均包括互相成T型设置的横向支撑部和竖向连接部；

所述横向支撑部伸在所述通孔内，所述竖向连接部位于所述首部支架的前端面或尾部支架的后端面内部，每个竖向连接部的上下两端分别各通过一个第三直线动力机构与首部支架的前端面或尾部支架的后端面的四个角连接；

每个竖向连接部分别通过两个支撑杆弹簧与首部支架的前端面或尾部支架的后端面中左右两个侧面中的一个连接。

进一步的，所述第一直线动力机构、第二直线动力机构和第三直线动力机构均包括一个直线动力元件以及一个弹簧。