蟹形仿生爬管机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种蟹形仿生爬管机器人，包括主架体以及安装在主架体上的辅助行走装置、行走装置和集中电控装置；行走装置至少包括相对于主架体中心对称设置的四件行走机械臂，行走机械臂包括大臂、小臂和夹持机械手；大臂的顶端通过大臂双舵驱动机构安装在主架体上，大臂双舵驱动机构包括回转轴线沿竖直上下方向设置的置步电机Ⅰ和回转轴线沿水平前后方向设置的置步电机Ⅱ，小臂的顶端通过小臂摆动驱动电机安装在大臂的底端，夹持机械手安装在小臂的底端，包括沿左右方向开合设置的夹持机构以及与夹持机构传动连接的夹持开合控制部件。本实用新型专利技术能够在实现稳固沿管爬行的同时可以实现跨管作业，特别适用于大中型冷库制冷排管的除霜作业。冷排管的除霜作业。冷排管的除霜作业。

【技术实现步骤摘要】
蟹形仿生爬管机器人


[0001]本技术涉及一种机器人，具体是一种可沿排管爬行以实现对排管进行巡检、清洁、养护等处理的蟹形仿生爬管机器人，属于排管自动巡检


技术介绍

[0002]并排平行定位设置的多根管路结构简称排管结构，如为满足变电站电缆进出线通道和架空线入地的要求、为沿线地块供电配套提供电力通道的电力排管；如为使冷空气在通道内形成烟道效应、加快换热对流以实现快速降温的冷库排管，均是排管结构。排管结构通常是架设安装，如电力排管通常是架设安装在电缆沟内、冷库排管通常是架设安装在冷库内壁上，这种架设安装的方式通常是通过人为直观观察的方式对管路进行检查，不仅巡检人员劳动强度大、效率低，而且受空间或排管使用条件的限制，往往无法实现准确对管路的检查。
[0003]针对上述问题，现有技术中出现有爬管机器人，爬管机器人多是针对单根管路设计，通常是采用抱紧单根管路、并通过驱动压紧在管路上的驱动辊轮的方式实现沿管爬行，这种结构的爬管机器人虽然可以实现沿单根管路爬行，但针对并排平行定位设置的多根管路，一方面无法实现跨管作业，另一方面，针对如冷库管路表面具有霜冻的情况，易造成驱动辊轮打滑、进而造成无法沿管继续爬行。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种蟹形仿生爬管机器人，能够在实现稳固沿管爬行的同时可以实现跨管作业，特别适用于大中型冷库制冷排管的除霜作业。
[0005]为了实现上述目的，本蟹形仿生爬管机器人包括主架体以及安装在主架体上的辅助行走装置、行走装置和集中电控装置；
[0006]辅助行走装置包括模式识别模块和定位模块，模式识别模块包括视频探头和距离传感器；
[0007]行走装置至少包括相对于主架体中心对称设置的四件行走机械臂，行走机械臂包括大臂、小臂和夹持机械手；大臂的顶端通过大臂双舵驱动机构安装在主架体上，大臂双舵驱动机构包括回转轴线沿竖直上下方向设置的置步电机Ⅰ和回转轴线沿水平前后方向设置的置步电机Ⅱ；小臂的顶端通过小臂摆动驱动电机安装在大臂的底端；夹持机械手安装在小臂的底端，包括沿左右方向开合设置的夹持机构以及与夹持机构传动连接的夹持开合控制部件，夹持机构至少包括对置开合设置的两件夹持指；
[0008]集中电控装置包括控制器和行走控制回路，控制器分别与辅助行走装置、置步电机Ⅰ、置步电机Ⅱ、小臂摆动驱动电机和夹持开合控制部件电连接。
[0009]作为本技术的进一步改进方案，夹持机械手的顶端通过可控制夹持机械手绕其几何中轴线回转的回转驱动电机与小臂的底端安装连接，回转驱动电机与控制器电连
接。
[0010]作为本技术大臂双舵驱动机构的一种实施方式，置步电机Ⅰ的动力输出轴固定安装在主架体上、置步电机Ⅱ的机体与置步电机Ⅰ的机体固定安装连接、置步电机Ⅱ的动力输出轴与大臂的顶端固定安装连接，或者置步电机Ⅰ的机体固定安装在主架体上、置步电机Ⅱ的动力输出轴与置步电机Ⅰ的机体固定安装连接、置步电机Ⅱ的动力输出轴与大臂的顶端固定安装连接。
[0011]作为本技术小臂摆动驱动电机的一种实施方式，小臂摆动驱动电机的机体与小臂固定安装连接、小臂摆动驱动电机的动力输出轴与大臂固定安装连接，或者小臂摆动驱动电机的动力输出轴与小臂固定安装连接、小臂摆动驱动电机的机体与大臂固定安装连接。
[0012]作为本技术的进一步改进方案，对冷库排管进行除霜，蟹形仿生爬管机器人还包括安装在主架体上的除霜机具，除霜机具包括喷射方向竖直向下设置的热风机和回转轴线竖直上下设置的除霜滚刷，除霜滚刷相对于热风机左右对称设置为两件、且两件除霜滚刷之间的间距尺寸与冷库排管单根排管的外径尺寸配合；集中电控装置还包括除霜控制回路，控制器与热风机电连接。
[0013]作为本技术的进一步改进方案，两件除霜滚刷之间设有与控制器电连接的间距同步调节机构。
[0014]作为本技术的进一步改进方案，除霜滚刷包括与控制器电连接的滚刷驱动电机。
[0015]作为本技术的进一步改进方案，除霜机具沿左右方向并排设置为多组。
[0016]与现有技术相比，本蟹形仿生爬管机器人的行走装置是包括相对于主架体中心对称设置的至少四件行走机械臂的蟹形结构，可以在通过辅助行走装置采集工作环境信息以及本蟹形仿生爬管机器人的位姿状态和位置信息的基础上，通过控制置步电机Ⅰ、置步电机Ⅱ、小臂摆动驱动电机和夹持开合控制部件的协同作业可以实现沿管爬行、跨管作业以及越障作业；由于至少包括四件行走机械臂，因此控制本蟹形仿生爬管机器人沿管爬行作业时，可以采用前后协同控制或对角协同控制四件行走机械臂动作的方式，控制本蟹形仿生爬管机器人跨管作业时，可以采用依次控制四件行走机械臂动作的方式，特别适用于大中型冷库制冷排管的除霜作业。
附图说明
[0017]图1是本技术的三维结构示意图；
[0018]图2是本技术行走机械臂的三维结构示意图；
[0019]图3是本技术除霜机具的三维结构示意图；
[0020]图4是本技术夹持定位在冷库排管上的三维结构示意图。
[0021]图中：1、主架体，2、辅助行走装置，3、行走装置，31、大臂，311、置步电机Ⅰ，312、置步电机Ⅱ，32、小臂，321、小臂摆动驱动电机，33、夹持机械手，331、夹持机构，332、夹持开合控制部件，4、除霜机具，41、热风机，42、除霜滚刷，5、冷库排管。
具体实施方式
[0022]下面以将本蟹形仿生爬管机器人应用于冷库排管除霜为例、结合附图对本技术做进一步说明。
[0023]如图1所示，本蟹形仿生爬管机器人包括主架体1以及安装在主架体1上的辅助行走装置2、行走装置3、除霜机具4和集中电控装置。
[0024]辅助行走装置2包括模式识别模块和定位模块，模式识别模块包括视频探头和距离传感器，辅助行走装置2用于采集排管长度、排管间距、单根排管外径、是否有障碍物等工作环境信息以及本蟹形仿生爬管机器人的位姿状态和位置信息，以便于控制行走装置3进行沿管爬行、跨管作业或越障作业。
[0025]行走装置3至少包括相对于主架体1中心对称设置的四件行走机械臂，如图2所示，行走机械臂包括大臂31、小臂32和夹持机械手33；大臂31的顶端通过大臂双舵驱动机构安装在主架体1上，大臂双舵驱动机构包括回转轴线沿竖直上下方向设置的置步电机Ⅰ311和回转轴线沿水平前后方向设置的置步电机Ⅱ312，通过控制置步电机Ⅰ311的动作可以实现大臂31沿水平前后方向摆动，通过控制置步电机Ⅱ312的动作可以实现大臂31沿竖直上下方向摆动；小臂32的顶端通过小臂摆动驱动电机321安装在大臂31的底端，通过控制小臂摆动驱动电机321的动作可以实现小臂32沿竖直上下方向摆动；夹持机械手33安装在小臂32的底端，包括沿左右方向开合设置的夹持机构331以及与夹持机构331传动连接的夹持开合控制部件332，夹持机构331至少包括对置开合设置的两件夹持指，夹持开合控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蟹形仿生爬管机器人，其特征在于，包括主架体(1)以及安装在主架体(1)上的辅助行走装置(2)、行走装置(3)和集中电控装置；辅助行走装置(2)包括模式识别模块和定位模块，模式识别模块包括视频探头和距离传感器；行走装置(3)至少包括相对于主架体(1)中心对称设置的四件行走机械臂，行走机械臂包括大臂(31)、小臂(32)和夹持机械手(33)；大臂(31)的顶端通过大臂双舵驱动机构安装在主架体(1)上，大臂双舵驱动机构包括回转轴线沿竖直上下方向设置的置步电机Ⅰ(311)和回转轴线沿水平前后方向设置的置步电机Ⅱ(312)；小臂(32)的顶端通过小臂摆动驱动电机(321)安装在大臂(31)的底端；夹持机械手(33)安装在小臂(32)的底端，包括沿左右方向开合设置的夹持机构(331)以及与夹持机构(331)传动连接的夹持开合控制部件(332)，夹持机构(331)至少包括对置开合设置的两件夹持指；集中电控装置包括控制器和行走控制回路，控制器分别与辅助行走装置(2)、置步电机Ⅰ(311)、置步电机Ⅱ(312)、小臂摆动驱动电机(321)和夹持开合控制部件(332)电连接。2.根据权利要求1所述的蟹形仿生爬管机器人，其特征在于，夹持机械手(33)的顶端通过可控制夹持机械手(33)绕其几何中轴线回转的回转驱动电机与小臂(32)的底端安装连接，回转驱动电机与控制器电连接。3.根据权利要求1或2所述的蟹形仿生爬管机器人，其特征在于，置步电机Ⅰ(311)的动力输出轴固定安装在主架体(1)上、置步电机Ⅱ(312)的机体与置步电机Ⅰ(311)的机体固定安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢奇志，姚梓豪，马西良，张磊，张元越，赵云亮，查伟，倪振华，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：新型
国别省市：