一种同步带管道爬行机器人及周向转动方法技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体公开了一种同步带管道爬行机器人，包括：机体以及安装于机体上的行走单元和至少一个环抱单元；行走单元包括转动安装于机体上的行走轮以及驱动行走轮的驱动机构；环抱单元包括塑性的同步带、导向机构以及收放卷同步带的卷料机构，导向机构包括转动设置于机体上的压辊，压辊位于卷料机构出料端口外侧，同步带由卷料机构出料端引出至压辊内侧，且压辊将同步带向内挤压；同步带中部断开分为两段，卷料机构收卷和放卷可驱动同步带沿待测管道外表面移动以完成两段同步带的分开和抱合。本爬行机器人可以在不同管径的管道上进行爬行作业，通用性好，能够适应复杂的管道环境。适应复杂的管道环境。适应复杂的管道环境。

【技术实现步骤摘要】
一种同步带管道爬行机器人及周向转动方法


[0001]本专利技术属于机器人
，尤其涉及一种同步带管道爬行机器人及周向转动方法。

技术介绍

[0002]现有很多气体、液体管道在使用中，需要定期对管道进行巡检或对检测仪表进行读数，由于管道错综复杂，甚至有些管道位置较高，另外一些管道埋置于地下,依靠人工已经难以适应目前的管道环境了，基于当前社会对安防巡检业务的迫切需求，尤其是石油化工到的管道巡检业务，众多单位或个人研发出能够在管道外壁进行移动的机器人来代替人工巡检。
[0003]现有附着在管道外沿行走的管道机器人，一般通过夹爪夹紧管道，存在的问题是，夹爪常常无法有效夹紧管道，导致攀附力不稳，管道机器人无法沿管道稳定行走。
[0004]为了解决上述问题，公开号为CN111661189A的专利公开了一种管道爬行机器人，利用攀附爪实现在管道上的爬行，并利用接触单元与管道外壁紧密贴合。该方案攀附爪虽然能够保证机器人在管道上稳定爬行，但是由于其只能整体抱紧或者松开管道，导致该机器人只能是爬行特定管径的管道，通用性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种同步带管道爬行机器人及周向转动方法，可以在不同管径的管道上进行爬行作业，通用性好，能够适应复杂的管道环境。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种同步带管道爬行机器人，包括：机体以及安装于机体上的行走单元和至少一个环抱单元；行走单元包括转动安装于机体上的行走轮以及驱动行走轮的驱动机构；环抱单元包括塑性的同步带、导向机构以及收放卷同步带的卷料机构，导向机构包括转动设置于机体上的压辊，压辊位于卷料机构出料端口外侧，同步带由卷料机构出料端引出至压辊内侧，且压辊将同步带向内挤压；同步带中部断开分为两段，卷料机构收卷和放卷可驱动同步带沿待测管道外表面移动以完成两段同步带的分开和抱合。
[0007]基于上述方案，本专利技术使用原理为，使用时将机器人放置在待测管道上，然后启动卷料机构放卷同步带，由于压辊位于卷料机构出料端口外侧，且压辊将同步带向内挤压，因此经过压辊导向之后的同步带会向内运动，而同步带向内运动的路线被待测管道所遮挡，因此同步带端部会接触到待测管道外壁，由于同步带具有塑性，且压辊对同步带始终具有向内的压力，因此同步带接触到管道后会紧贴管道外壁并沿其外表面移动，直到同步带对管道形成抱合。
[0008]环抱单元对管道形成抱合后再通过行走单元驱动机器人沿管道前后移动即可。
[0009]优选地，导向机构还包括调节支架，压辊转动设置于调节支架下部，调节支架通过
改变长度或角度以调节压辊对同步带的下压程度。
[0010]优选地，两段同步带下端分别设有第一锁合件和第二锁合件，第一锁合件和第二锁合件之间可拆卸配合。
[0011]优选地，第一锁合件和第二锁合件为相适配的永磁体或电磁铁或卡扣结构。
[0012]优选地，同步带内侧可拆卸连接有若干滑座，滑座包括座体以及设于座体内侧的行走体。
[0013]优选地，滑座还包括活动连接于座体内的活动体，活动体内端与座体之间设有弹性件，行走体设于活动体外端上。
[0014]优选地，行走体为活动安装于活动体上的滚子或者转动安装于活动体上的滚轮。
[0015]优选地，机体包括前机架、后机架以及安装有行走单元的行走机架，前机架和后机架之间设有翻转单元，翻转单元包括两个分别安装于前机架和后机架上的第一翻转电机，第一翻转电机的输出轴方向为Y轴方向，且两个第一翻转电机输出端均安装有翻转支架，两个翻转支架上均设有第二翻转电机，第二翻转电机的输出轴方向为X轴方向，且行走机架位于两个第二翻转电机之间且前后两侧分别与两个第二翻转电机的输出轴固定连接。
[0016]优选地，前机架和后机架上均设有用于驱动第一翻转电机升降的升降机构。
[0017]优选地，第一翻转电机与机体之间设有导向组件，导向组件包括设置于机体上的竖向的导向槽，第一翻转电机上固定连接有与导向槽配合的导向件。
[0018]优选地，机体前端和后端底部均设有电磁铁。
[0019]优选地，机体前端和后端底部也设有滑座。
[0020]优选地，行走单元还包括辅助行走机构，辅助行走机构包括至少两个辅助轮，各辅助轮均转动安装于机体上且分别位于行走轮两侧。
[0021]优选地，机体两侧设有辅助轮支架，辅助轮支架包括第一连杆和第二连杆，第一连杆上端铰接于机体上，第二连杆内端也铰接于机体上并位于第一连杆下方，第一连杆下端铰接于第二连杆中部，辅助轮转动安装于第二连杆外端，第一连杆为弹性伸缩杆。
[0022]本专利技术还公开了一种同步带管道爬行机器人周向转动方法，其特征在于：采用上述的同步带管道爬行机器人进行操作，卷料机构包括两个卷料电机以及由卷料电机驱动的收卷辊，两段同步带分别缠绕于两个收卷辊上，所述转动方法包括以下步骤：S1，启动卷料电机对同步带进行收卷，同步带上滑座的行走体被压回滑座内，使同步带上的滑座贴紧管道，同步带处于刹车状态，并且此时机体底部的行走体未被压回；S2，启动卷料电机，两个卷料电机以相同的输出方向以及相同的转速转动，带动一侧的收卷辊收卷同步带，另一侧的收卷辊放卷同步带，在此过程中，抱紧管道的同步带长度维持不变，同步带始终抱紧管道，收卷辊转动沿着同步带进行相对移动；S3，机器人周向转动到指定位置后，机体上的电磁铁通电吸合在管道上，再启动卷料电机，驱动两个收卷辊同时放卷同步带，同步带不再抱紧管道，同步带上行走体伸出滑座；S4，然后再驱动两侧的卷料电机输出轴同向转动，且卷料电机输出轴同向转动的方向与步骤S2中卷料电机输出轴的转动方向相反，带动同步带绕管道进行周向移动，完成机器人绕管道的周向转动。
[0023]本方案的有益效果：本专利技术中由于同步带为软体结构，且具有较强的塑性，在压辊
的导向作用下，可以使同步带环抱不同管径的管道，而且收卷机构通过收放卷可以控制同步带对管道的抱紧程度，通用性好，能够适应复杂的管道环境。
[0024]与传统带式或链式抱紧机构相比，而本专利技术的管道机器人的同步带无需人工进行套管操作，而且可以不在手工操作的情况下自行分开和再次抱合，便于实现跨障或者换向等动作。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例的示意图；图2为本专利技术的拆分示意图；图3和图4为本专利技术环抱单元的示意图；图5为本专利技术行走单元的示意图；图6为实施例中滑座的示意图；图7、图8和图9为本专利技术跨障的状态示意图。
[0026]说明书附图中的附图标记包括：机体100、前机架101、行走机架102、后机架103、环抱单元200、行走单元300、翻转单元400、电动推杆500、导向槽600、导向轮700、电磁铁800、卷料电机201、第一传动轴202、第二传动轴203、蜗杆204、蜗轮205、收卷辊206、调节杆207、压辊208、同步带209、第一带体2091、第二带体2092、第一锁合件210、第二锁合件211、滑座212、盖板2121、滚子21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步带管道爬行机器人，其特征在于，包括：机体（100）以及安装于机体（100）上的行走单元（300）和至少一个环抱单元（200）；行走单元（300）包括转动安装于机体（100）上的行走轮（302）以及驱动行走轮（302）的驱动机构；环抱单元（200）包括塑性的同步带（209）、导向机构以及收放卷同步带（209）的卷料机构，导向机构包括转动设置于机体（100）上的压辊（208），压辊（208）位于卷料机构出料端口外侧，同步带（209）由卷料机构出料端引出至压辊（208）内侧，且压辊（208）将同步带（209）向内挤压；同步带（209）中部断开分为两段，卷料机构收卷和放卷可驱动同步带（209）沿待测管道外表面移动以完成两段同步带（209）的分开和抱合。2.根据权利要求1所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：导向机构还包括调节支架，压辊（208）转动设置于调节支架下部，调节支架通过改变长度和/或角度以调节压辊（208）对同步带（209）的下压程度。3.根据权利要求2所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：两段同步带（209）下端分别设有第一锁合件（210）和第二锁合件（211），第一锁合件（210）和第二锁合件（211）之间可拆卸配合。4.根据权利要求3所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：第一锁合件（210）和第二锁合件（211）为相适配的永磁体或电磁铁或卡扣结构。5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：同步带（209）内侧可拆卸连接有若干滑座（212），滑座（212）包括座体（2125）以及设于座体（2125）内侧的行走体。6.根据权利要求5所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：滑座（212）还包括活动连接于座体（2125）内的活动体，活动体内端与座体（2125）之间设有弹性件，行走体设于活动体外端上。7.根据权利要求6所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于： 行走体为活动安装于活动体上的滚子（2122）或者转动安装于活动体上的滚轮。8.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：机体（100）包括前机架（101）、后机架（103）以及安装行走单元（300）的行走机架（102），前机架（101）和后机架（103）之间设有翻转单元（400），翻转单元（400）包括两个分别安装于前机架（101）和后机架（103）上的第一翻转电机（401），第一翻转电机（401）的输出轴朝向Y轴方向，且两个第一翻转电机（401）输出端均安装有翻转支架（402），两个翻转支架（402）上均设有第二翻转电机（403），第二翻转电机（403）的输出轴朝向X轴方向，行走机架（102）位于两个第二翻转电机（403）之间且前后两侧分别与两个第二翻转电机（403）的输出轴固定连接。9.根据权利要求8所述的一种同步带管道爬行机器人，其特征在于：前机架（101）和后机架（103）上均设有用于驱动第一翻转电机（401）升降的升降机构。10.根据权利要求9所述的一种同步带管...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹浪，朱冬，方向明，张建，王杰，肖尧，艾仁雨，王海军，
申请(专利权)人：重庆七腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：