一种蠕动型管道机器人及其爬行方法技术

本发明专利技术公开了一种蠕动型管道机器人及其爬行方法，包括：柔性伸缩机构、收展机构，收展机构设置有两个且密封连接在柔性伸缩机构的两端；收展机构包括与柔性伸缩机构密封连接的驱动件以及转动设置在驱动件上的伸展件，伸展件设置有多个且沿驱动件周向分布；位于柔性伸缩机构尾端的驱动件上设有与柔性伸缩机构连通且驱使柔性伸缩机构轴向伸缩的气管。本发明专利技术的伸展件在驱动件的作用下与管道内部紧贴和放松，再通过气管向柔性伸缩机构内充气使其轴向移动，从而带动前端的收展机构蠕动，此时前端的收展机构再展开并与管道内壁紧贴固定，尾端的收展机构收拢、柔性伸缩机构放气并收缩复位，并带动尾端收缩机构向前蠕动，最终移动到目标位置。目标位置。目标位置。

【技术实现步骤摘要】
一种蠕动型管道机器人及其爬行方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种蠕动型管道机器人及其爬行方法。

技术介绍

[0002]本专利技术对于
技术介绍
的描述属于与本专利技术相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本专利技术的
技术实现思路
，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本专利技术在首次提出申请的申请日的现有技术。
[0003]近年来，随着石油、天然气和其他流体运输管道的发展，定期对这些管道进行检测和维护显得尤为重要。管道内因为空间狭小、输送距离长的限制导致管内作业非常困难，诸如工业管道内存在污垢清洗或堵塞疏通、防护管内铺设线路等需求，特别是管道长、管径小、分支多等情况下，无法人工进入操作。传统维护需要一个清洗作业班轮流分段拆卸，采用毛刷和清洗剂清洗，存在作业难度大、效率低下等难点。
[0004]现有的微型管道爬行机器人作为一种有效的检测工具载体，可以深入探测许多普通检测工具无法达到的狭小空间内，目前已成为解决管道检测这一工业难题的主要检测体，各种管道机器人也应用而生。由于管道内环境复杂、空间小，要求管道机器人单元结构简单，同时对复杂的管内环境具有自适应能力。现有管道爬行机器人存在的问题是：
[0005](1)使用范围小，现有的轮式爬行机构轮轴一般固定设置于机构本体，拆装和维护不便，且轮轴的调节范围有限，因此大多只适用于一定范围的管径，管径过大或者过小时，容易出现轮轴轴向力变小、接触不平稳的现象；
[0006](2)接触压力不稳定，现已有机器人无有效固定结构，在爬行陡峭一点的管壁时可能会出现下坠现象；无法在复杂的管道中全方位爬行；在复杂轨道如腐蚀严重的石油管道或暖气管道、油污较多，管道摩擦力较小的复杂管道内无法实现有效的爬行工作；
[0007](3)对于弯曲的管道，无法顺利转弯，同时爬行的稳定性仍有待提高。
[0008]因此，如何提供一种爬行稳定的管道机器人，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种蠕动型管道机器人及其爬行方法，以解决现有管道机器人爬行时接触稳定性差，且对于弯曲的管道无法顺利转弯的问题。
[0010]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0011]一种蠕动型管道机器人，包括：柔性伸缩机构、收展机构，收展机构设置有两个且密封连接在柔性伸缩机构的两端；
[0012]收展机构包括与柔性伸缩机构密封连接的驱动件以及转动设置在驱动件上的伸展件，伸展件设置有多个且沿驱动件周向分布，且位于柔性伸缩机构前端的驱动件上设置有摄像头；
[0013]通过驱动件驱使伸展件径向展开和收紧并实现与管道内壁的贴紧和放松；
[0014]位于柔性伸缩机构尾端的驱动件上设有与柔性伸缩机构连通且驱使柔性伸缩机
构轴向伸缩的气管。
[0015]本专利技术的气管连接外部气源并实时向柔性伸缩机构内充气，使得柔性伸缩机构在必要时可以轴向伸缩，收展机构中的驱动件用于驱使伸展件与管道内部紧贴和放松，使用时通过尾端的驱动件驱使伸展件径向展开并与管道内壁贴紧，实现固定作用，再通过气管向柔性伸缩机构内充气使其轴向移动，从而带动前端的收展机构蠕动，此时前端的收展机构再展开并与管道内壁紧贴固定，尾端的收展机构收拢、柔性伸缩机构放气并收缩复位，从而带动尾端的收缩机构向前蠕动，最终可以移动到目标位置；本专利技术通过收展机构的设计使其与管道内壁的固定更稳定且易调节，不会对管道造成损伤，同时应用在弯曲的管道上时，柔性伸缩机构的设计能够符合弯管使用要求。
[0016]进一步地，柔性伸缩机构包括依次连接的第一连接管、伸缩软管以及第二连接管，第一连接管和第二连接管分别与驱动件的壳体密封连接。
[0017]进一步地，伸缩软管内嵌设有拉力弹簧。
[0018]本专利技术的伸缩软管内设置拉力弹簧，配合气管进行充气和放气为前进和后退时提供更大拉力。
[0019]进一步地，位于柔性伸缩机构尾端的驱动件的输出端上连接有钢丝。
[0020]本专利技术通过设计钢丝，如设备遇到故障无法移动时，可通过钢丝拖出。
[0021]进一步地，伸展件包括连接臂以及与连接臂转动连接的转动臂，连接臂远离转动臂的端部与驱动件的输出端转动配合，转动臂远离连接臂的端部与驱动件的壳体转动配合，且连接臂靠近转动臂的端部设置有防滑橡胶头。
[0022]本专利技术的连接臂的一端与驱动件的输出端转动配合，连接臂的另一端与转动臂的一端转动配合，而转动臂的另一端与驱动件的壳体转动配合，从而能实现伸展件的顺利展开和收拢。
[0023]进一步地，防滑橡胶头进行倒角处理。
[0024]通过对防滑橡胶头的倒角进行处理，避免在向前蠕动和向后蠕动时对连接臂造成碰撞，同时也避免对管道内壁造成损伤。
[0025]进一步地，转动臂设置有两个且对称分布在连接臂的两侧，两个转动臂通过转轴与连接臂转动配合。
[0026]通过设计两个转动臂与连接臂转动配合，提高了结构的稳定性，从而在伸展件径向展开时能更稳定地与管道的内壁贴紧固定。
[0027]进一步地，驱动件采用微型气缸。
[0028]进一步地，微型气缸的活塞外壁套设有复位弹簧。
[0029]本专利技术通过采用微型气缸，利用外部气源为微型气缸供气，活塞外壁的复位弹簧，当微型气缸的活塞伸长时，复位弹簧呈自然伸缩状态，其通过自身的弹力可以保持活塞不移动，为伸展件的伸展提供稳定支撑，活塞收缩时复位弹簧被压缩伸展件收拢。
[0030]本专利技术还提供一种蠕动型管道机器人的爬行方法，包括以下步骤：
[0031]S1、将蠕动型管道机器人置于管道入口处；
[0032]S2、通过尾端的驱动件驱使多个伸展件径向展开并与管道的内壁紧贴，同时采用外部气源通过气管向柔性伸缩机构充气并驱使柔性伸缩机构轴向伸展，此时柔性伸缩机构带动前端的收展机构向前蠕动；
[0033]S3、前端的驱动件驱使多个伸展件径向展开并与管道的内壁紧贴，此时尾端的驱动件驱使多个伸展件收缩并与管道内壁放松，柔性伸缩机构中的气体通过驱动件排出，且柔性伸缩机构轴向收缩并驱使尾端的收展机构向前蠕动
[0034]S4、重复上述步骤S2至步骤S3直至所述蠕动型管道机器人移动至目标位置。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0036]1、本专利技术的收展机构中的驱动件用于驱使伸展件与管道内部紧贴和放松，使用时通过尾端的驱动件驱使伸展件径向展开并与管道内壁贴紧，实现固定作用，再通过气管向柔性伸缩机构内充气使其轴向移动，从而带动前端的收展机构蠕动，此时前端的收展机构再展开并与管道内壁紧贴固定，尾端的收展机构收拢、柔性伸缩机构放气并收缩复位，从而带动尾端的收缩机构向前蠕动，最终可以移动到目标位置。
[0037]2、本专利技术通过收展机构的设计使其与管道内壁的固定更稳定且易调节，不会对管道造成损伤，同时应用在弯曲的管道上时，柔性伸缩机构的设计能够符合弯管使用要求。
[0038]3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蠕动型管道机器人，其特征在于，包括：柔性伸缩机构(1)、收展机构(2)，所述收展机构(2)设置有两个且密封连接在所述柔性伸缩机构(1)的两端；所述收展机构(2)包括与所述柔性伸缩机构(1)密封连接的驱动件(3)以及转动设置在所述驱动件(3)上的伸展件(4)，所述伸展件(4)设置有多个且沿所述驱动件(3)周向分布，且位于所述柔性伸缩机构(1)前端的所述驱动件(3)上设置有摄像头(31)；通过所述驱动件(3)驱使所述伸展件(4)径向展开和收紧并实现与管道内壁的贴紧和放松；位于所述柔性伸缩机构(1)尾端的所述驱动件(3)上设有与所述柔性伸缩机构(1)连通且驱使所述柔性伸缩机构(1)轴向伸缩的气管(5)。2.根据权利要求1所述的蠕动型管道机器人，其特征在于，所述柔性伸缩机构(1)包括依次连接的第一连接管(11)、伸缩软管(12)以及第二连接管(13)，所述第一连接管(11)和所述第二连接管(13)分别与所述驱动件(3)的壳体密封连接。3.根据权利要求2所述的蠕动型管道机器人，其特征在于，所述伸缩软管(12)内嵌设有拉力弹簧。4.根据权利要求1所述的蠕动型管道机器人，其特征在于，位于所述柔性伸缩机构(1)尾端的所述驱动件(3)的输出端上连接有钢丝。5.根据权利要求1至4任一项所述的蠕动型管道机器人，其特征在于，所述伸展件(4)包括连接臂(41)以及与所述连接臂(41)转动连接的转动臂(42)，所述连接臂(41)远离所述转动臂(42)的端部与所述驱动件(3)的输出端转动配合，所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小兵，
申请(专利权)人：四川核保锐翔科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：