柔性尺蠖机器人制造技术

本实用新型专利技术的目的在于提供柔性尺蠖机器人，包括转动抓取机构和腰部屈伸机构；转动抓取机构包括抓取机构模块和转动机构模块；抓取机构模块包括抓取机构安装本体、抓取机构转动电机；转动机构模块包括转体电机安装架、转体电机；腰部屈伸机构包括两个绳索制动电机安装架、至少九个腰部转板、两根绳索、两个绳索缠绕轮、两个绳索制动电机；转动抓取机构有两个。本实用新型专利技术能完成大幅度屈伸和大角度转弯，且对管道线路的交错复杂的适应性强，能广泛应用于工业和生活用复杂管道线路的检测和维修，具有很大的实用价值。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种用于管道作业的机器人。
技术介绍
随着国家经济的发展，我国的城镇化率在不断提高。城市建设中会伴随着很多管道的铺设，众多高楼大厦的崛起，许多电力线路的架设。而对很多高压线路的检查往往需要人员进行高空作业，这给维修工作带来了很大的危险性；高层建筑外部的日常检查工作用人力完成也是很危险。而对于城市地下管道的维护、检修工作而言，埋于地下的各种管道常常因不知故障的具体位置而需要挖掘开大量道路表面。这不仅浪费时间，大量挤占道路面积的挖掘土还给本来拥挤的城市交通带来了巨大的压力。因此对管道、高压线路的维修、检测装置的研究十分有必要。针对上述情况，以高可靠性，易维护，简单结构形式等为主要设计思想，并结合仿生学和柔性机构的设计方法，设计了一种柔性尺蠖机器人的本体结构，并预留了不同工作环境下爪子的安装空间，解决了其它同类机器人不能灵活运动和不能适用于多种复杂环境的难题。同时，在中国专利局发布的专利中也有不少用于管道检测和爬绳、爬杆的装置，但大部分只是适用于直管道。如尺蠖式油井管道机器人装置(申请号200710171226. 8专利技术人胡德金，王怀)。除此之外，柔性蠕动的管道机器人(申请号200810106352. X专利技术人 孙汉旭)是在一个柔性软轴上设有双面螺纹螺母，螺母外接齿轮，而齿轮有固定在法兰盘上并连接直流电机。柔性轴设计可使机构在弯管、变径管和直管中通过。但是该专利技术通过的弯管只能局限于一根管路，不能有岔道管，因此对于交叉管道转弯无能为力。对于爬杆装置，有遥控爬杆爬绳机器人(申请号200810011957.0专利技术人苏荣华、何凡)此专利技术虽然结构简单，攀爬灵活，速度快，连续性好；但是在杆或绳索有交错时就无能为力了。爬墙机器人有一种爬墙多功能机器人(申请号200710075780. 6专利技术人高汉光)虽吸附可靠，但是其控制部分较复杂，且转弯不便。
技术实现思路
本技术的目的在于提供结构简单，可在绳索、细杆，尤其在管道内灵活运动的柔性尺蠖机器人。本技术的目的是这样实现的本技术柔性尺蠖机器人，其特征是包括转动抓取机构和腰部屈伸机构；转动抓取机构包括抓取机构模块和转动机构模块；抓取机构模块包括抓取机构安装本体、抓取机构转动电机，抓取机构转动电机安装在抓取机构安装本体里；转动机构模块包括转体电机安装架、转体电机，转体电机安装在转体电机安装架里；腰部屈伸机构包括两个绳索制动电机安装架、至少九个腰部转板、两根绳索、两个绳索缠绕轮、两个绳索制动电机，第一绳索制动电机和第二绳索制动电机分别通过各自的电机固定板固定在第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架上，第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮分别安装在第一绳索制动电机和第二绳索制动电机上，腰部转板之间通过连接销连接，两端的腰部转板分别连接第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架，两根绳索分别穿过腰部转板并缠绕在第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮上；所述的转动抓取机构有两个，每个转动机构模块的转体电机安装架分别安装在各自抓取机构模块的抓取机构转动电机上，第一转动机构模块的转体电机和第二转动机构模块的转体电机分别与第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架相连。本技术还可以包括1、所述的抓取机构安装本体外安装抓取机构或者吸盘或者磁铁装置。本技术的优势在于本技术能完成大幅度屈伸和大角度转弯，且对管道线路的交错复杂的适应性强，能广泛应用于工业和生活用复杂管道线路的检测和维修，具有很大的实用价值。附图说明图1为实施方式1的主视图；图2为实施方式1的弓曲步态图；图3为实施方式1的腰部转板局部剖视图。具体实施方式以下结合附图举例对本技术做更详细地描述实施方式1 结合图1 3，本技术包括转动抓取机构和腰部屈伸机构；转动抓取机构包括抓取机构模块和转动机构模块；抓取机构模块包括抓取机构安装本体1、抓取机构转动电机12，抓取机构转动电机12安装在抓取机构安装本体1里，抓取机构安装本体1外安装抓取机构13 ；转动机构模块包括转体电机安装架2、转体电机11，转体电机11安装在转体电机安装架2里；腰部屈伸机构包括两个绳索制动电机安装架4、至少九个腰部转板5、两根绳索6、两个绳索缠绕轮9、两个绳索制动电机10，第一绳索制动电机10和第二绳索制动电机分别通过各自的电机固定板8固定在第一绳索制动电机安装架4和第二绳索制动电机安装架上，第一绳索缠绕轮9和第二绳索缠绕轮分别安装在第一绳索制动电机10和第二绳索制动电机上，腰部转板5之间通过连接销7连接，两端的腰部转板5分别连接第一绳索制动电机安装架4和第二绳索制动电机安装架，两根绳索6分别穿过腰部转板5并缠绕在第一绳索缠绕轮9和第二绳索缠绕轮上；所述的转动抓取机构有两个，每个转动机构模块的转体电机安装架2分别安装在各自抓取机构模块的抓取机构转动电机12上，第一转动机构模块的转体电机11和第二转动机构模块的转体电机通过连接块3分别与第一绳索制动电机安装架4和第二绳索制动电机安装架相连。尺蠖处于伸张状态时，左端、右端的抓取机构安装本体1抓住绳索6或撑住管道内壁。直线运动时，右端抓取机构13放松，左端绳索制动电机10通过拉动腰部转板5 —侧的绳索6，右端制动电机10与之配合，实现尺蠖腰部的蜷缩。蜷缩动作完成后，右端抓取机构 13动作，左端抓取机构13放松。右端制动电机10再反转，左端电机10与之配合，完成腰部的伸张运动。左端抓取机构13再动作，这样就完成一个屈伸的工作循环，完成直线运动的一个步距。当需转弯时，尺蠖两端的转体电机11分别向同侧旋转90度，腰部从在x-z平面运动到x_y平面运动，左端抓取机构13放松，左端或右端制动电机10拉动绳索6，右端或左端制动电机10配合，通过控制拉动幅度，实现转弯的大小，实现在0-180°的转角范围。转弯后左端抓取机构13动作，右端放松，右端制动电机10反转，左侧电机10配合，右端再动作。当需向上运动时，腰部的运动姿态与作直线运动时相反，即可实现尺蠖头部的抬起。实施方式2 将实施方式1中的抓取机构13替换为吸力足够的吸盘，实现爬墙运动。实施方式3 将实施方式1中的抓取机构13替换为磁铁装置，能实现在磁性金属材料的管道内灵活运动。权利要求1.柔性尺蠖机器人，其特征是包括转动抓取机构和腰部屈伸机构；转动抓取机构包括抓取机构模块和转动机构模块；抓取机构模块包括抓取机构安装本体、抓取机构转动电机，抓取机构转动电机安装在抓取机构安装本体里；转动机构模块包括转体电机安装架、转体电机，转体电机安装在转体电机安装架里；腰部屈伸机构包括两个绳索制动电机安装架、 至少九个腰部转板、两根绳索、两个绳索缠绕轮、两个绳索制动电机，第一绳索制动电机和第二绳索制动电机分别通过各自的电机固定板固定在第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架上，第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮分别安装在第一绳索制动电机和第二绳索制动电机上，腰部转板之间通过连接销连接，两端的腰部转板分别连接第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架，两根绳索分别穿过腰部转板并缠绕在第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮上；所述的转动抓取机构有两个，每个转动机构模块的转体电机安装架分别安装在各自抓取机构模块的抓取机构转动电机上，第一转动机构模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．柔性尺蠖机器人，其特征是：包括转动抓取机构和腰部屈伸机构；转动抓取机构包括抓取机构模块和转动机构模块；抓取机构模块包括抓取机构安装本体、抓取机构转动电机，抓取机构转动电机安装在抓取机构安装本体里；转动机构模块包括转体电机安装架、转体电机，转体电机安装在转体电机安装架里；腰部屈伸机构包括两个绳索制动电机安装架、至少九个腰部转板、两根绳索、两个绳索缠绕轮、两个绳索制动电机，第一绳索制动电机和第二绳索制动电机分别通过各自的电机固定板固定在第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架上，第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮分别安装在第一绳索制动电机和第二绳索制动电机上，腰部转板之间通过连接销连接，两端的腰部转板分别连接第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架，两根绳索分别穿过腰部转板并缠绕在第一绳索缠绕轮和第二绳索缠绕轮上；所述的转动抓取机构有两个，每个转动机构模块的转体电机安装架分别安装在各自抓取机构模块的抓取机构转动电机上，第一转动机构模块的转体电机和第二转动机构模块的转体电机分别与第一绳索制动电机安装架和第二绳索制动电机安装架相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡胜海，赵晓丽，王茂林，刘载淳，王洪光，徐鹏，李齐悦，张校东，李林，郭彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：实用新型
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