【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输油气管道缺陷检测修复，特别涉及一种基于电弧增材制造的管道修复机器人。
技术介绍
1、近年来，我国长输油气管网规模高速发展，对油气管道的高质量建设和服役安全提出了更高的要求。目前，管道修复多采用传统的换管、b型套管、复合套筒等方式，该修复过程周期长、成本高，且需要停输和套筒预制等。而管道内部的缺陷，一般难以发现，且管道输送多为石油和天然气等易燃易爆的物质，倘若发现管道外出现损伤时，泄漏事故固然已经发生。因此，管道修复机器人作为可以在管内行走的检测修复设备，在维护检修管道工程中有着不可替代的作用。
2、但由于石油等输送多为长距离输送管道，管道修复机器人不停运在线修复成为一大难题，无法在不影响管道作业的前提下进行缺陷修复，机器人不能实现检测修复集成化等问题亟待解决。
3、现有技术中，公开号为cn219293987u的一种光固化修复用uv巡航修复机器人，存在需要在长距离输送管道停运的情况下才能进行修复作业、不能实现机器人检测修复一体化过程、不能进行金属管道修复和精准修复的问题。
技术实现思路
1、为了克服以上现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，能够达到检测修复长距离输送管道的磨损、裂纹等损伤的目的，具有可在线长距离检测、修复检测一体化、管径适应能力强，运行稳定高效的特点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，包括行走机构、封
4、所述行走机构用于提供管道修复机器人的运动，用于实现管道修复机器人的长距离移动，使管道修复机器人能够运动到长输送管道的任意位置；
5、所述封隔机构用于为管道修复机器人的电弧增材在管道修复中提供封闭环境，用于实现电弧焊的工作条件，用于隔离在线流体气体；
6、所述超声波检测机构用于检测长距离输送管内的裂纹、缺陷及环焊处的状况；
7、所述封隔腔旋转机构用于实现管道修复机器人封隔机构的周向旋转，用于管内壁周向任意点缺陷的封隔；
8、所述焊枪调整机构用于实现管道修复机器人焊枪的x轴、y轴运动，用于封隔腔内的管内封闭面的缺陷全修复；
9、所述行走机构呈轴对称安装于机器人左右两侧，封隔机构位于机器人中部，超声波检测机构位于封隔机构和右侧行走机构之间，焊枪调整机构位于封隔机构内部，共同组成管道修复机器人整体。
10、所述行走机构包括驱动臂结构，所述驱动臂结构通过销钉和固定法兰盘相连接，驱动臂结构中端通过销钉和支撑连杆相连接；
11、所述行走机构1包括带有电机、齿轮组和驱动轮的长方体驱动臂结构，通过销钉和固定法兰盘相连接，支撑连杆通过销钉一端连接驱动比臂结构中端另一端通过销钉与丝杠螺母b相连接。
12、所述支撑连杆与丝杠螺母a和丝杠螺母b通过销钉连接；
13、所述支撑连杆分别与设置在长轴丝杠最右侧的丝杠螺母a和设置在长轴丝杠最左侧丝杠螺母b通过销钉连接。
14、所述驱动臂结构共设置有6个，3个驱动臂结构为一组分别设置于机器人左右两侧，两组3个驱动臂结构呈120°均匀分布并与固定法兰盘通过销钉连接。
15、所述丝杠螺母a和丝杠螺母b分别与长轴丝杠和短轴丝杠啮合传动；
16、所述长轴丝杠的非丝杠端和短轴丝杠的非丝杠端通过两个刚性联轴器与丝杠驱动电机的左右两个输出轴刚性连接。
17、所述驱动臂结构包括齿轮a、行走轮、电机、支撑杆、齿轮b；
18、行走轮通过轴连接在支撑杆的末端，且轴的末端还连接着齿轮a，电机的输出轴连接齿轮b，齿轮a和齿轮b二者齿轮啮合进行传动，电机通过螺栓紧固在支撑杆上，齿轮a和齿轮b通过机械配合将电机的旋转传递至行走轮的轴上。
19、两个行走轮通过轴连接在一个前后端和中部设置有销钉孔的矩形长条状支撑杆的末端。
20、所述封隔机构包括方头圆杆，所述方头圆杆与旋转腔旋转中心同轴连接；
21、所述旋转腔与封隔腔嵌套配合，依靠夹紧结构活塞推动产生相对位移；
22、所述夹紧结构螺栓连接固定在方头圆杆远离方头的位置上，夹紧结构的下末端与封隔腔通过销钉连接；
23、所述封隔与橡胶封隔圈通过螺栓紧固连接；形状为半圆弧状活塞杆的夹紧结构通过螺栓与一个顶部形状为矩形块状的方头圆杆相连接，夹紧机构的下末端与封隔腔通过销钉连接，封隔腔体积略小于旋转腔且处于旋转腔内部，封隔腔内部为矩形空间，方便其他结构的安装。
24、所述封隔腔与位于封隔腔端部的橡胶封隔圈通过螺栓紧固连接；
25、所述位于封隔机构右侧且与行走机构通过销钉连接的超声波检测机构主要是利用超声波检测技术速准确地检测出管道内部的缺陷。与传统的视觉检测方法相比，超声波检测无需拆卸焊接接头、不受环境亮度和视角的限制，并且可以检测难以观察到的内部缺陷，具有较强的全面性和适应性。超声波缺陷检测技术的主要优势在于其检测速度快、准确性高、无损伤性，能够在不破坏被检物的情况下，快速发现并定位内部缺陷。
26、所述封隔腔旋转机构包括旋转腔，所述旋转腔嵌套在方头圆杆外轴，旋转腔的两端依靠旋转固定块分别与形状为两侧设计有圆孔的矩形壳体检测机构箱体和形状为两侧设计有圆孔的正方形壳体电机箱相连；
27、所述旋转固定块与检测机构箱体通过螺栓紧固连接，旋转固定块与电机箱通过螺栓紧固连接，旋转驱动电机固定在电机箱内部；
28、所述旋转驱动电机输出轴上固定有齿轮c，齿轮c和齿轮d二者啮合进行传动，齿轮d与驱动套筒固定连接，驱动套筒与旋转腔通过啮合同步传动；
29、所述方头圆杆末端的方块与方头圆杆固定盘通过螺栓紧固连接固定在电机箱内部。
30、所述夹紧结构包括夹紧缸活塞、夹紧弧杆、夹紧缸缸体、封隔腔缸体、销钉、封隔腔活塞、液压缸端盖；
31、夹紧缸缸体和封隔腔缸体通过螺栓紧固连接，二者连接处中间嵌入方头圆杆，夹紧缸活塞与夹紧缸缸体同轴配合，且夹紧缸缸体与液压缸端盖通过螺栓紧固连接，夹紧缸活塞的非活塞端通过销钉与夹紧弧杆连接，封隔腔活塞与封隔腔缸体同轴配合，且封隔腔缸体与液压缸端盖通过螺栓紧固连接，封隔腔活塞的非活塞端通过销钉与封隔腔连接；
32、夹紧缸活塞、夹紧缸缸体、液压缸端盖三者构成夹紧缸液压系统，其夹紧缸活塞末端作用的夹紧弧杆用于确保管道修复机器人在封隔过程中的稳定性，夹紧弧杆在紧缸活塞的作用下对管内壁进行夹紧固定，确保封隔过程的平稳，封隔腔活塞、封隔腔缸体、液压缸端盖三者构成封隔腔液压系统，封隔腔在封隔腔活塞末端的作用下沿着旋转腔进行滑动，实现管道内部的局部封闭。
33、所述焊枪调整机构包括在封隔腔内侧两边对称设置的t型滑轨，所述t型滑轨与封隔腔内侧通过螺栓紧固连接，齿条与t型滑轨侧面通过螺栓紧固连接，齿轮e与齿条啮合传动，t型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，包括行走机构(1)、封隔机构(2)、超声波检测机构(3)、封隔腔旋转机构(4)以及焊枪调整机构(5)；
2.根据权利要求1所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述行走机构(1)包括驱动臂结构(1-1)，所述驱动臂结构(1-1)通过销钉和固定法兰盘(1-2)相连接，驱动臂结构(1-1)中端通过销钉和支撑连杆(1-8)相连接；另一端通过销钉与丝杠螺母b(1-7)相连接；
3.根据权利要求2所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述驱动臂结构(1-1)共设置有6个，3个驱动臂结构1-1为一组分别设置于机器人左右两侧，两组3个驱动臂结构(1-1)呈120°均匀分布并与固定法兰盘(1-2)通过销钉连接；
4.根据权利要求2所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述驱动臂结构(1-1)包括齿轮a(1-1-1)、行走轮(1-1-2)、电机(1-1-3)、支撑杆(1-1-4)、齿轮b(1-1-5)；
5.根据权利要求1所述的一种基于电弧增材
6.根据权利要求4所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述封隔腔旋转机构(4)包括旋转腔(2-2)，所述旋转腔(2-2)嵌套在方头圆杆(2-1)外轴，旋转腔(2-2)的两端依靠旋转固定块(4-2)分别与形状为两侧设计有圆孔的矩形壳体检测机构箱体(4-1)和形状为两侧设计有圆孔的正方形壳体电机箱(4-4)相连；
7.根据权利要求4所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述方头圆杆(2-1)末端的方块与方头圆杆固定盘(4-3)通过螺栓紧固连接固定在电机箱(4-4)内部。
8.根据权利要求4所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述夹紧结构(2-3)包括夹紧缸活塞(2-3-1)、夹紧弧杆(2-3-2)、夹紧缸缸体(2-3-3)、封隔腔缸体(2-3-4)、销钉(2-3-5)、封隔腔活塞(2-3-6)、液压缸端盖(2-3-7)；
9.根据权利要求4所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述焊枪调整机构(5)包括在封隔腔(2-4)内侧两边对称设置的T型滑轨(5-1)，所述T型滑轨(5-1)与封隔腔(2-4)内侧通过螺栓紧固连接，齿条(5-2)与T型滑轨(5-1)侧面通过螺栓紧固连接，齿轮e(5-4)与齿条(5-2)啮合传动，T型滑块(5-5)与T型滑轨(5-1)间隙配合，使得焊枪移动台(5-3)往复滑动；
...【技术特征摘要】
1.一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，包括行走机构(1)、封隔机构(2)、超声波检测机构(3)、封隔腔旋转机构(4)以及焊枪调整机构(5)；
2.根据权利要求1所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述行走机构(1)包括驱动臂结构(1-1)，所述驱动臂结构(1-1)通过销钉和固定法兰盘(1-2)相连接，驱动臂结构(1-1)中端通过销钉和支撑连杆(1-8)相连接；另一端通过销钉与丝杠螺母b(1-7)相连接；
3.根据权利要求2所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述驱动臂结构(1-1)共设置有6个，3个驱动臂结构1-1为一组分别设置于机器人左右两侧，两组3个驱动臂结构(1-1)呈120°均匀分布并与固定法兰盘(1-2)通过销钉连接；
4.根据权利要求2所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述驱动臂结构(1-1)包括齿轮a(1-1-1)、行走轮(1-1-2)、电机(1-1-3)、支撑杆(1-1-4)、齿轮b(1-1-5)；
5.根据权利要求1所述的一种基于电弧增材制造的管道修复机器人，其特征在于，所述封隔机构(2)包括方头圆杆(2-1)，所述方头圆杆(2-1)与旋转腔(2-2)旋转中心同轴连接；
6.根据权利要求4所述的一种基于电弧增材...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑杰，高鑫，杨旭，王亨通，贠柯，鲁元，毕成，窦益华，李明飞，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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