一种用于管道内表面修补机器人及修补方法技术

本发明专利技术公开了一种用于管道内表面修补机器人及修补方法，属于自动化技术领域。包括框架、爬行机构、视觉定位机构、焊接机构和机械定位机构，其中框架用于安装机器人的子部件，框架上安装偏转组件，爬行机构连接于偏转组件，爬行机构爬行至管道内指定位置，视觉定位机构设于框架上，视觉定位机构用于定位焊接处的位置，焊接机构连接于视觉定位机构，焊接机构根据视觉定位机构所传递的位置信息，调整焊接机构的位置进行焊接作业，机械定位机构连接于框架，机械定位机构用于固定机器人在管道内部。本发明专利技术的管道内表面修补机器人为独立行动的机器人，适用于多种型号的管道，适用其内部的检测和修补作业；设置了多个视觉件，作业精度较高。较高。较高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于管道内表面修补机器人及修补方法


[0001]本专利技术属于自动化
，特别涉及一种用于管道内表面修补机器人及修补方法。

技术介绍

[0002]管道用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体，为一种常用的运输工具，金属制管道在刚生产出来后，及使用中的定期检修，需要对其内部进行观测，利用工具对其进行补修作业，防止局部的裂纹或者缝隙进一步扩大，对运输生产造成重大损失，由于管道的特殊性，其内部近似于一个独立空间，该工作过程中存在焊缝模型难以预先确定，需要进行焊接点的确定，焊接位置的确定以及焊接的工序。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，提供一种用于管道内表面修补机器人及修补方法。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种用于管道内表面修补机器人，包括：框架，用于安装机器人的子部件；所述框架上安装偏转组件；爬行机构，连接于所述偏转组件；视觉定位机构，设于所述框架上；所述视觉定位机构用于定位焊接处的位置；焊接机构，连接于所述视觉定位机构；所述焊接机构根据视觉定位机构所传递的位置信息，调整所述焊接机构的位置进行焊接作业；机械定位机构，连接于所述框架；所述机械定位机构用于固定机器人在管道内部。
[0005]通过上述技术方案，偏转组件设置在框架的底部，偏转组件连接爬行机构，用于偏转爬行机构，使其在管道内爬行，框架的一端安装视觉定位机构，另一端安装机械定位机构，视觉定位机构用于定位焊接处的位置，械定位机构用于固定机器人在管道内部，使得焊接机构根据视觉定位机构所传递的位置信息，调整焊接机构的位置进行焊接作业在进一步的实施例中，所述偏转组件包括：第一电机，设于所述框架内部；所述第一电机连接减速器；所述减速器连接传动齿轮；转动轴，设于所述框架内部转动；所述转动轴上设有安装槽；两个偏转齿轮，设于所述转动轴上；所述偏转齿轮啮合于传动齿轮。
[0006]通过上述技术方案，进一步调整履带管道内壁接触的面积，增大机器人与管道内壁的摩擦力，使得机器人爬行稳定。
[0007]在进一步的实施例中，所述爬行机构包括：多个连接件，固定连接于所述转动轴；多个安装板，连接于所述连接件；两个所述安装板内通过旋转轴安装导向轮、驱动轮和多个承重轮；
履带，同时啮合于所述导向轮、驱动轮和承重轮；所述驱动轮传动连接于转向器；所述转向器传动连接于第二电机。
[0008]通过上述技术方案，优选履带式爬行机构的设置，增大机器人与管道内壁的摩擦力，其中承重轮固定设置在两个安装板内转动，用于固定履带的爬行的路径。
[0009]在进一步的实施例中，所述视觉定位机构包括：安装轴，转动连接于所述框架的一端；所述安装轴的端部设有第一摄像机；所述第一摄像机用于观测管道内部；所述第一摄像机的视觉界面设有定位符号。
[0010]通过上述技术方案，安装轴的端部安装第一摄像机，第一摄像机用于实时摄像并传输管道内部图像，在其视觉界面设有定位符号，用于进行初始定位裂隙或者缺陷处，即确定裂隙或者缺陷处的大概位置。
[0011]在进一步的实施例中，所述视觉定位机构还包括：第二摄像机，转动设于所述安装轴上；所述第二摄像机靠近所述第一摄像机，且对应定位符号进行设置；所述第二摄像机用于拍摄焊接处的图像；安装座，设于所述安装轴上；第三双目摄像机，设于所述安装座上；所述第三双目摄像机用于定位其至焊接点的直线距离。
[0012]通过上述技术方案，进一步控制机器人行进，使得裂隙或者缺陷处完全暴露在第二摄像机的拍摄范围，第二摄像机紧靠第一摄像机设置在安装轴上，第二摄像机传输拍摄的图像至分析中心，分析中心设置修补路径。
[0013]在进一步的实施例中，所述焊接机构包括：轨道，设于所述框架上；所述轨道上设于滑动座；升降组件，设于所述滑动座上；焊接组件，设于所述升降组件上。
[0014]通过上述技术方案，机器人达预设的焊接处，滑动座带动焊接组件水平移动，升降组件控制焊接组件到焊接处。
[0015]在进一步的实施例中，所述机械定位机构包括：安装端，设于所述框架的另一端；多个伸缩轴，分布于所述安装端上；所述伸缩轴的端部设有橡胶层，用于抵至管道内部，使得机器人固定在管道内部；其中一个所述伸缩轴内设有控制组件，用于控制伸缩轴对管道内表面产生预设的压力。
[0016]通过上述技术方案，到达指定的焊接位置后，伸缩轴的端部设有橡胶层，用于抵至管道内部，其中一个伸缩轴内设有控制组件，在该伸缩轴抵制管道内表面产生压力，待压力达到预设的值，即停止伸缩，实现机器人的稳定固定。
[0017]在进一步的实施例中，所述控制组件包括：弹性端，设于其中一个所述伸缩轴的端部；压力传感器，连接于所述弹性端。
[0018]通过上述技术方案，压力传感器反应伸缩轴的端部与管道内壁的压力，从而控制该伸缩轴的伸缩长度。
[0019]在进一步的实施例中，还包括分析中心，所述分析中心接收第一摄像机、第二摄像
机和第三双目摄像机的数据信息；所述分析中心根据第二摄像机拍摄的图像，设置修补路径。
[0020]通过上述技术方案，分析中心通过电信号连接第一摄像机、第二摄像机和第三双目摄像机，通过第一摄像机实时观察管道内部情况，根据第二摄像机拍摄的图像，设置修补路径，接收第三双目摄像机的测量数据，控制焊接结构的焊接位置。
[0021]在进一步的实施例中，包括以下步骤：步骤一：将机器人放置在管道内部，控制机器人行进，观察管道内表面情况；步骤二：观测到需要进行修复的位置后，控制机器人行进至指定位置，拍摄图像，传回分析中心，分析中心设置修补路线；步骤三：控制机器人在管道内固定，焊接机构按照预设的路径对管道内表面进行焊接作业；步骤四：此处焊接作业完成后，控制机器人继续行进，进行到下一个焊接处，继续上述的作业流程。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术为独立行动的机器人，能够适用于多种型号的管道，适用其内部的检测和修补作业；设置了多个视觉件，从发现裂隙或者缺陷处，到修补完成，均在管道内部进行，利用双目摄像机进行距离定位，控制焊接机构完成焊接作业，作业精度较高。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0024]图2是本专利技术的偏转组件结构示意图。
[0025]图3是本专利技术的爬行机构结构示意图。
[0026]图4是本专利技术的视觉定位机构结构示意图。
[0027]图5是本专利技术的焊接机构结构示意图。
[0028]图6是本专利技术的机械定位机构结构示意图。
[0029]图7是本专利技术的控制组件结构示意图。
[0030]图1至图7中的各标注为：框架1、偏转组件2、爬行机构3、视觉定位机构4、焊接机构5、机械定位机构6、分析中心7、传动齿轮21、偏转齿轮22、转动轴23、连接件31、安装板32、履带33、安装轴41、第一摄像机42、定位符号43、第二摄像机44、第三双目摄像机45、轨道51、滑动座52、升降组件53、焊接组件54、安装端61、伸缩轴62、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于管道内表面修补机器人，其特征在于，包括：框架，用于安装机器人的子部件；所述框架上安装有偏转组件；爬行机构，连接于所述偏转组件；视觉定位机构，设于所述框架上；所述视觉定位机构用于定位焊接处的位置；焊接机构，连接于所述视觉定位机构；所述焊接机构根据视觉定位机构所传递的位置信息，调整所述焊接机构的位置进行焊接作业；机械定位机构，连接于所述框架；所述机械定位机构用于固定机器人在管道内部。2.根据权利要求1所述的一种用于管道内表面修补机器人，其特征在于，所述偏转组件包括：第一电机，设于所述框架内部；所述第一电机连接减速器；所述减速器连接传动齿轮；转动轴，设于所述框架内部转动；所述转动轴上设有安装槽；两个偏转齿轮，设于所述转动轴上；所述偏转齿轮啮合于传动齿轮。3.根据权利要求2所述的一种用于管道内表面修补机器人，其特征在于，所述爬行机构包括：多个连接件，固定连接于所述转动轴；多个安装板，连接于所述连接件；两个所述安装板内通过旋转轴安装导向轮、驱动轮和多个承重轮；履带，同时啮合于所述导向轮、驱动轮和承重轮；所述驱动轮传动连接于转向器；所述转向器传动连接于第二电机。4.根据权利要求1所述的一种用于管道内表面修补机器人，其特征在于，所述视觉定位机构包括：安装轴，转动连接于所述框架的一端；所述安装轴的端部设有第一摄像机；所述第一摄像机用于观测管道内部；所述第一摄像机的视觉界面设有定位符号。5.根据权利要求4所述的一种用于管道内表面修补机器人，其特征在于，所述视觉定位机构还包括：第二摄像机，转动设于所述安装轴上；所述第二摄像机靠近所述第一摄像机，且对应定位符号进行设置；所述第二摄像机用于拍摄焊接处的图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵莲，
申请(专利权)人：南京树芽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：