一种蠕动爬行式管道外检测机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种蠕动爬行式管道外检测机器人，具体涉及管道监测设备领域。一种蠕动爬行式管道外检测机器人，包括：圆弧轨道，其竖直设置；两个所述圆弧外轨道，其分别同轴设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与所述圆弧轨道的两侧滑动连接；第一驱动装置，其设置在所述圆弧轨道上，并与所述圆弧轨道传动连接，所述第一驱动装置驱动所述圆弧轨道沿所述圆弧外轨道的周向滑动；检测装置，其设置在所述圆弧轨道上，所述检测装置用于对管道外进行检测。本实用新型专利技术所述的机器人具有检测精度高、检测速度快和检测效率高等优点。

A creeping and crawling robot for external inspection of pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种蠕动爬行式管道外检测机器人
本技术涉及管道监测设备领域，尤其涉及一种蠕动爬行式管道外检测机器人。
技术介绍
目前，世界上有超过100万公里的油气干线管道投入使用，并且这个数字还在不断地增长，随着管线的增多，服役的时间的增长，由于腐蚀、压力以及其他因素的影响，可能存在较大的安全隐患。管道外部损伤是造成管道泄漏、威胁安全的主要问题之一。管道外检测的方法多需要人工沿线巡检，人工巡检具有成本高、劳动强度大和效率低问题，且有许多管道穿越隧道，由于隧道跨度长，随着使用时间的增长，隧道内部可能注满水，这使得巡查工人无法对隧道内的管道进行人工巡查。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种蠕动爬行式管道外检测机器人。本技术提供一种蠕动爬行式管道外检测机器人，包括：圆弧轨道，其竖直设置；两个所述圆弧外轨道，其分别同轴设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与所述圆弧轨道的两侧滑动连接；第一驱动装置，其设置在所述圆弧轨道上，并与所述圆弧轨道传动连接，所述第一驱动装置驱动所述圆弧轨道沿所述圆弧外轨道的周向滑动；检测装置，其设置在所述圆弧轨道上，所述检测装置用于对管道外进行检测；两个行走系统，其对称设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与两个所述圆弧外轨道固定连接，两个所述行走系统用以共同驱动所述圆弧轨道沿管道的轴向行走。进一步地，所述圆弧轨道包括轨道本体和两个圆弧滑轨，所以轨道本体为竖直设置的圆弧结构，两个所述圆弧滑轨分别同轴固定在所述轨道本体的两侧，且其上的槽口均朝远离所述轨道本体的方向设置，所述圆弧滑轨的上端和下端沿其周向分别均匀间隔的设有多个第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮的下端以及所述第二滑轮的上端均伸入所述圆弧滑轨的槽口内，两个所述圆弧外轨道分别对应的同轴设置在两个所述圆弧滑轨的一侧，其上端和下端均设有第一滑槽，位于所述圆弧外轨道上端的所述第一滑槽的一侧嵌入多个所述第一滑轮内，位于所述圆弧外轨道下端的所述第一滑槽的一侧嵌入多个所述第二滑轮内，多个所述第一滑轮和多个所述第二滑轮可沿对应的所述第一滑槽滑动，所述检测装置和所述第一驱动装置均设置在所述轨道本体上，所述第一驱动装置与两个所述圆弧滑轨传动连接。进一步地，第一驱动装置包括与两个所述圆弧滑轨对应设置的伺服电机和直角减速器，两个所述伺服电机沿所述轨道本体的轴向间隔设置在所述轨道本体的上端，两个所述直角减速器设置在对应的所述伺服电机的驱动轴上，所述直角减速器的输出端分别伸入对应的所述圆弧滑轨的槽口内，每个所述直角减速器的输出轴上均同轴设有驱动齿轮，所述圆弧外轨道靠近所述圆弧滑轨的一侧均设有弧形槽，所述弧形槽的两端分别延伸至对应的所述圆弧外轨道的两端，所述弧形槽内同轴设有圆弧齿条，所述驱动齿轮与设置在对应所述圆弧滑轨内的所述圆弧齿条相啮合。进一步地，所述检测装置包括多个摄像单元，所述轨道本体沿其周向设有多个与所述摄像单元一一对应的通孔，所述摄像单元固设在对应的所述通孔内，且其摄像头朝向所述通孔设置。进一步地，所述行走系统包括弧形机架、弧形推板、夹紧装置、多个避障行走装置和第二驱动装置，所述弧形机架与所述圆弧轨道同轴设置，所述弧形推板设置在所述弧形机架和对应的所述圆弧外轨道之间，其一侧与所述弧形机架滑动连接，其另一侧与所述圆弧外轨道固定连接，所述避障行走装置、所述夹紧装置和所述第二驱动装置分别沿弧形机架的轴向间隔设置在所述弧形机架上，且多个所述避障行走装置分别沿所述弧形机架的周向间隔设置，所述夹紧装置用于将弧形机架夹紧在管道外壁上，所述第二驱动装置与所述弧形推板传动连接，以驱动所述弧形推板带动弧形机架和对应的所述圆弧外轨道沿管道的轴向移动，所述避障行走装置用于带动弧形机架越过管道上的障碍物。进一步地，所述夹紧装置包括第一夹臂、第二夹臂、双向丝杆和第一步进电机，所述第一夹臂和所述第二夹臂均为倒“L”型结构，并分别沿所述弧形机架的轴向对称设置的所述弧形机架的上端，所述第一夹臂的水平臂和所述第二夹臂的水平臂通过一旋转轴转动连接，所述旋转轴的两端分别延伸至与所述弧形机架固定连接，所述第一夹臂的竖直臂和所述第二夹臂的竖直臂分别穿过所述弧形机架并延伸至所述弧形机架的下端，所述第一夹臂水平臂的上端竖直设有第一固定座，所述第二夹臂水平臂的上端设有第二固定座，所述第一固定座和所述第二固定座均为竖直设置的“U”型结构，所述双向丝杆沿所述弧形机架的周向设置在所述第一夹臂的水平臂和所述第二夹臂的上端，其上两个螺母分别滑动安装在所述第一固定座和所述第二固定座内，所述第一步进电机设置在所述双向丝杆的一端，其驱动轴与所述双向丝杆传动连接，所述第一夹臂的竖直臂和所述第二夹臂的竖直臂的下端均设有夹爪；进一步地，所述夹爪由两块与管道外壁匹配的第五弧形板组成，两块所述第五弧形板均竖直并分别沿所述弧形机架的轴向间隔设置，两块所述第五弧形板与所述第一夹臂竖直臂的下端或第二夹臂竖直臂的下端转动连接，其远离所述第一夹臂或第二夹臂的一侧均设有橡胶垫。进一步地，所述第二驱动装置包括至少两根推杆、推杆连接板、两条直线导轨、丝杆和第二步进电机，所述丝杆沿所述弧形机架的轴向设置，所述第二步进电机设置在所述丝杆的另一端，并与所述丝杆的另一端传动连接，所述推杆连接板水平设置在所述丝杆的螺母上，两条直线导轨均沿所述弧形机架的轴向设置，并分别设置在所述丝杆的两侧，所述推杆连接板的下端设有与两条所述直线导轨对应的设置的滑块，所述滑块的下端均设有与对应的所述直线导轨匹配的第二滑槽，所述直线导轨的上端嵌入对应的所述第二滑槽内，所述第二步进电机驱动所述丝杆带动所述推杆连接板沿两条直线导轨滑动，两根所述推杆分别沿所述弧形机架的轴向设置所述推杆连接板的上端，并分别沿所述弧形机架的周向间隔分布，所述推杆连接板的上端沿其长度方向间隔设有与两根推杆对应设置的推杆安装座，两根所述推杆的一端分别与对应的推杆安装座固定连接，其另一端分别与所述弧形推板固定连接，所述推杆连接板带动两根所述推杆沿两条直线导轨滑动，以使所述弧形推板靠近或远离所述弧形机架。进一步地，所述弧形机架的上端设有与多个所述避障行走装置对应设置的缺口，所述避障行走装置设置在对应的所述缺口的上方，所述避障行走装置均包括：摇臂、万向轮、两根连杆和连杆固定座，所述摇臂由两块“L”型的臂板和固定板组成，两块所述臂板沿所述弧形机架的轴向平行设置，所述固定板水平设置在两块所述臂板之间，其两侧分别与所述臂板连接固定，所述万向轮竖直并转动安装在两块所述臂板的水平段之间，且其下端伸入对应的所述缺口内，两块所述臂板的竖直段的上端均设有夹座，所述连杆固定座水平设置在两块所述臂板的上方，并位于两个所述夹座的一侧，两根所述连杆水平并沿所述弧形机架的轴向间隔设置在所述连杆固定座远离所述夹座的一侧，其一端均穿过所述连杆固定座分别与两个所述夹座转动连接，其另一端水平延伸，所述连杆固定座通过连接板固定在弧形机架上。进一步地，所述避障行走装置还包括与两根所述连杆对应设置的弹簧、圆形垫片和螺母，所述圆形垫片同轴设置在对应的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，包括：/n圆弧轨道，其竖直设置；/n两个所述圆弧外轨道(20)，其分别同轴设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与所述圆弧轨道的两侧滑动连接；/n第一驱动装置，其设置在所述圆弧轨道上，并与所述圆弧轨道传动连接，所述第一驱动装置驱动所述圆弧轨道沿所述圆弧外轨道(20)的周向滑动；/n检测装置，其设置在所述圆弧轨道上，所述检测装置用于对管道外进行检测；/n两个行走系统(30)，其对称设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与两个所述圆弧外轨道(20)固定连接，两个所述行走系统(30)用以共同驱动所述圆弧轨道沿管道的轴向行走。/n

【技术特征摘要】
1.一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，包括：
圆弧轨道，其竖直设置；
两个所述圆弧外轨道(20)，其分别同轴设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与所述圆弧轨道的两侧滑动连接；
第一驱动装置，其设置在所述圆弧轨道上，并与所述圆弧轨道传动连接，所述第一驱动装置驱动所述圆弧轨道沿所述圆弧外轨道(20)的周向滑动；
检测装置，其设置在所述圆弧轨道上，所述检测装置用于对管道外进行检测；
两个行走系统(30)，其对称设置在所述圆弧轨道的两侧，并分别与两个所述圆弧外轨道(20)固定连接，两个所述行走系统(30)用以共同驱动所述圆弧轨道沿管道的轴向行走。


2.根据权利要求1所述的一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，所述圆弧轨道包括轨道本体(11)和两个圆弧滑轨(12)，所以轨道本体(11)为竖直设置的圆弧结构，两个所述圆弧滑轨(12)分别同轴固定在所述轨道本体(11)的两侧，且其上的槽口均朝远离所述轨道本体(11)的方向设置，所述圆弧滑轨(12)的上端和下端沿其周向分别均匀间隔的设有多个第一滑轮(13)和第二滑轮(14)，所述第一滑轮(13)的下端以及所述第二滑轮(14)的上端均伸入所述圆弧滑轨(12)的槽口内，两个所述圆弧外轨道(20)分别对应的同轴设置在两个所述圆弧滑轨(12)的一侧，其上端和下端均设有第一滑槽(21)，位于所述圆弧外轨道(20)上端的所述第一滑槽(21)的一侧嵌入多个所述第一滑轮(13)内，位于所述圆弧外轨道(20)下端的所述第一滑槽(21)的一侧嵌入多个所述第二滑轮(14)内，多个所述第一滑轮(13)和多个所述第二滑轮(14)可沿对应的所述第一滑槽(21)滑动，所述检测装置和所述第一驱动装置均设置在所述轨道本体(11)上，所述第一驱动装置与两个所述圆弧滑轨(12)传动连接。


3.根据权利要求2所述的一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，第一驱动装置包括与两个所述圆弧滑轨(12)对应设置的伺服电机(40)和直角减速器(41)，两个所述伺服电机(40)沿所述轨道本体(11)的轴向间隔设置在所述轨道本体(11)的上端，两个所述直角减速器(41)设置在对应的所述伺服电机(40)的驱动轴上，所述直角减速器(41)的输出端分别伸入对应的所述圆弧滑轨(12)的槽口内，每个所述直角减速器(41)的输出轴上均同轴设有驱动齿轮(42)，所述圆弧外轨道(20)靠近所述圆弧滑轨(12)的一侧均设有弧形槽(22)，所述弧形槽(22)的两端分别延伸至对应的所述圆弧外轨道(20)的两端，所述弧形槽(22)内同轴设有圆弧齿条(23)，所述驱动齿轮(42)与设置在对应所述圆弧滑轨(12)内的所述圆弧齿条(23)相啮合。


4.根据权利要求2所述的一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，所述检测装置包括多个摄像单元(50)，所述轨道本体(11)沿其周向设有多个与所述摄像单元(50)一一对应的通孔(51)，所述摄像单元(50)固设在对应的所述通孔(51)内，且其摄像头朝向所述通孔(51)设置。


5.根据权利要求1所述的一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，所述行走系统(30)包括弧形机架(31)、弧形推板(32)、夹紧装置、多个避障行走装置和第二驱动装置，所述弧形机架(31)与所述圆弧轨道同轴设置，所述弧形推板(32)设置在所述弧形机架(31)和对应的所述圆弧外轨道(20)之间，其一侧与所述弧形机架(31)滑动连接，其另一侧与所述圆弧外轨道(20)固定连接，所述避障行走装置、所述夹紧装置和所述第二驱动装置分别沿弧形机架(31)的轴向间隔设置在所述弧形机架(31)上，且多个所述避障行走装置分别沿所述弧形机架(31)的周向间隔设置，所述夹紧装置用于将弧形机架(31)夹紧在管道外壁上，所述第二驱动装置与所述弧形推板(32)传动连接，以驱动所述弧形推板(32)带动弧形机架(31)和对应的所述圆弧外轨道(20)沿管道的轴向移动，所述避障行走装置用于带动弧形机架(31)越过管道上的障碍物。


6.根据权利要求5所述的一种蠕动爬行式管道外检测机器人，其特征在于，所述夹紧装置包括第一夹臂(60)、第二夹臂(61)、双向丝杆(62)和第一步进电机(63)，所述第一夹臂(60)和所述第二夹臂(61)均为倒“L”型结构，并分别沿所述弧形机架(31)的轴向对称设置的所述弧形机架(31)的上端，所述第一夹臂(60)的水平臂和所述第二夹臂(61)的水平臂通过一旋转轴(64)转动连接，所述旋转轴(64)的两端分别延伸至与所述弧形机架(31)固定连接，所述第一夹臂(60)的竖直臂和所述第二夹臂(61)的竖直臂分别穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，周天福，何超，徐凯，富恒，冯荣辉，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42