一种可在相交管道上行使的机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，具体为一种可在相交管道上行使的机器人系统，包括结构相同的两台机器人主体和翻转机构，机器人主体包括机体、机械臂、麦克纳姆轮、行进驱动机构、用于控制机械臂做摆臂旋转动作的第一驱动机构、用于控制机械臂做弯曲动作的第二驱动机构、用于控制机械臂沿着机械臂长度方向的轴线旋转的第三驱动机构，翻转机构的两端均通过转动轴与两台机器人主体的机体铰接，还包括上述系统的使用方法；本发明专利技术的有益技术效果是：两台机器人本体联合使用，可以在直线管道使用，也可以在相交管道使用，适用于各类型管道场景。适用于各类型管道场景。适用于各类型管道场景。

【技术实现步骤摘要】
一种可在相交管道上行使的机器人系统
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。本分案的母案是申请日为2021年09月26日、申请号为2021111300315、专利技术名称为“一种机械臂传动装置、机器人、机器人系统及使用方法”的中国专利技术专利申请案。


[0003]本专利技术涉及机器人
，具体为一种可在相交管道上行使的机器人系统。

技术介绍

[0004]近些年来，随着机器人技术的发展与普及，在很多高风险或者人力无法完成的工作中，机器人的使用变得越来越普遍。例如在输油、输气管道的工作场景中，需要定期对管道进行巡检工作，但是管道环境存在易爆、危险气体泄露等风险，因此常采用携带多种传感器的机器人替代人工工作，它可以在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业。
[0005]然而现有的管道机器人大都采用的是管道内部行走作业，这就需要该作业区停工停产才能进行检测，存在使用不便的缺陷。另外，现有的管道机器人由于需要做出各种控制动作，导致零部件繁多，体积较大。因此如何设计一款在管道外壁行走的机器人系统成为了有待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种可在相交管道上行使的机器人系统，它能够在各种管径的管道、相交管道的外壁行走的特点。
[0007]为实现上述目的，提出以下技术方案：
[0008]一种可在相交管道上行使的机器人系统，包括结构相同的两台机器人主体和翻转机构，机器人主体包括机体、机械臂、麦克纳姆轮、行进驱动机构、用于控制机械臂做摆臂旋转动作的第一驱动机构、用于控制机械臂做弯曲动作的第二驱动机构、用于控制机械臂沿着机械臂长度方向的轴线旋转的第三驱动机构，翻转机构的两端均通过转动轴与两台机器人主体的机体铰接。
[0009]上述系统的使用方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1:将两台机器人主体放置在管道外壁上,当两台机器人主体的机械臂均与所在管道轴线处于平行形态时，位于下部的主体开始工作或处于一条直线的两个主体中的至少一个工作，先启动第一驱动机构，控制位于下部的主体或处于一条直线的两个主体的机械臂在竖向平面上旋转至与管道轴线相垂直的位置；然后进入步骤S2；当两台机器人主体的机械臂均处于竖向形态时，直接进入步骤S2；
[0011]步骤S2:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动第二驱动机构，控制机械臂弯曲并抱紧管道外壁；
[0012]步骤S3:位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动行进驱动机构，驱动麦克纳姆轮使两台机器人主体在管道外壁移动；
[0013]步骤S4：
[0014]①
当遇到与两台机器人主体所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面时相同时，包括以下步骤：
[0015]步骤A:位于下部或后部的机器人主体的翻转机构开始工作，翻转机构控制位于上部或前部的机器人主体绕着转动轴向上翻转,直到位于上部或前部的机器人主体的机械臂位于相交管道的两侧；
[0016]步骤B:位于上部或前部的机器人主体开始工作，启动第二驱动机构，控制机械臂弯曲并抱紧管道外壁；
[0017]步骤C:位于下部或后部的机器人主体启动第二驱动机构，控制机械臂松弛，脱离夹持状态；
[0018]步骤D:位于上部或前部的机器人主体的翻转机构开始工作，翻转机构带动位于下部的机器人主体绕着下部的转动轴向上翻转,直到脱离原先的管道；
[0019]步骤E:位于上部或前部的机器人主体启动行进驱动机构，驱动麦克纳姆轮使两台机器人主体移动；
[0020]②
当遇到与两台机器人主体所在管道相交的管道，且相交的两条管道所在平面与两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面不同时，包括以下步骤：
[0021]步骤a：位于下部的机器人主体的行进驱动机构开始工作，行进驱动机构控制麦克纳姆轮在管道上旋转角度，使两台机器人主体绕转动轴翻转所在平面与相交的两条管道所在平面相同；
[0022]步骤b：重复步骤A至步骤E。
[0023]本专利技术的有益技术效果是：
[0024]1、夹持外管道采用的是柔性臂，能够适配不同管径大小的管道；
[0025]2、机械臂在收叠时可以使关节体向内弯曲，减小机器人整体的体积以通过宽度较小的通道，使机器人能够适应复杂多变的管道情况，通用性好；
[0026]3、机械臂传动装置具有结构紧凑的特点，有利于减少整体机器人的体积，减轻整机重量；
[0027]4、行进轮组采用麦克纳姆轮，可实现前后左右行进，具有操控面广、便于调整行进路线的特点；
[0028]5、两台机器人本体联合使用，可以在直线管道使用，也可以在相交管道使用，适用于各类型管道场景。
附图说明
[0029]图1为本专利技术中机器人的整体结构示意图。
[0030]图2为本专利技术中机器人的部分内结构示意图。
[0031]图3为本专利技术中机器人另一角度整体结构示意图
[0032]图4为本专利技术中机械臂传动装置与机械臂连接的剖视结构示意图。
[0033]图5为本专利技术中罩壳的结构示意图。
[0034]图6为本专利技术中罩壳另一角度的结构示意图。
[0035]图7为本专利技术中左罩壳内部的结构示意图。
[0036]图8为本专利技术中关节体的结构示意图。
[0037]图9为本专利技术中关节体的爆炸结构示意图。
[0038]图10为本专利技术中翻转机构的结构示意图。
[0039]图11为本专利技术中翻转机构的传动关系示意图
[0040]图12为本专利技术中两台机器人主体直线跨越障碍的示意图。
[0041]图13为本专利技术中两台机器人主体垂直翻转动作一的示意图。
[0042]图14为本专利技术中两台机器人主体垂直翻转动作二的示意图。
[0043]图15为本专利技术中两台机器人主体垂直翻转动作三的示意图。
[0044]图16为本专利技术中两台机器人主体垂直翻转动作四的示意图。
[0045]图17为本专利技术中两台机器人主体跨口路转向动作的示意图。
[0046]图中：1、左罩壳；2、右罩壳；3、第一传动轴；4、第二传动轴；5、第一驱动机构；6、第二驱动机构；7、第一传动齿轮；8、第二传动齿轮；9、第三传动轴；10、第三驱动机构；11、第一凸台；12、第二凸台；13、第三凸台；14、第一通孔；15、第二通孔；16、第三通孔；17、底盘；18、机械臂；19、行进驱动机构；20、机体；21、关节体；22、避让间隙；23、行走部；24、第一圆盘；25、第二圆盘；26、支撑杆；27、连接架；28、安装架；29、收卷轴；30、动力绳；31、定型条；32、第一穿插孔；33、第二穿插孔；34、第一旋转齿轮；35、第二旋转齿轮；36、第一锥形齿轮；37、第二锥形齿轮；38、轴座；39、转轴；40、第四传动轴；41、滚珠；42、容纳槽；43、限位板；44、圆形孔；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可在相交管道上行使的机器人系统，其特征在于，包括结构相同的两台机器人主体和翻转机构，机器人主体包括机体(20)、机械臂(18)、麦克纳姆轮(45)、行进驱动机构(19)、用于控制机械臂(18)做摆臂旋转动作的第一驱动机构(5)、用于控制机械臂(18)做弯曲动作的第二驱动机构(6)、用于控制机械臂(18)沿着机械臂(18)长度方向的轴线旋转的第三驱动机构(10)，翻转机构的两端均通过转动轴(55)与两台机器人的机体(20)铰接；机械臂(18)包括多个依次铰接的关节体(21)；在铰接处的下部，关节体(21)之间均具有避让间隙(22)，关节体(21)的下部均转动设有行走部(23)；上述机器人系统的使用方法，包括以下步骤：步骤S1：将两台机器人主体放置在管道外壁上，当两台机器人主体的机械臂(18)均与所在管道轴线处于平行形态时，位于下部的主体开始工作或处于一条直线的两个主体中的至少一个工作，先启动第一驱动机构(5)，控制位于下部的主体或处于一条直线的两个主体的机械臂(18)在竖向平面上旋转至与管道轴线相垂直的位置；然后进入步骤S2；当两台机器人主体的机械臂(18)均处于竖向形态时，直接进入步骤S2；步骤S2：位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动第二驱动机构(6)，控制机械臂(18)弯曲并抱紧管道外壁；步骤S3：位于下部的机器人主体或处于一条直线的两台机器人主体启动行进驱动机构(19)，驱动麦克纳姆轮(45)使两台机器人主体在管道外壁移动；步骤S4：
①
当遇到与两台机器人主体所在管道相交的管道，且相交的两条管...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冬，禹浪，方向明，张建，
申请(专利权)人：七腾机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：