[发明专利]一种液压驱动定径管道机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种液压驱动定径管道机器人。

背景技术

在现代，无论是水力、火力发电站，还是煤气、自来水、工业用水和供热系统等公共设施，以及石油、化工等工业生产系统，都有纵横交错的管道。管道作为一种有效的物料运输手段而得到广泛的应用，这些管道系统在输送各种液体和气体物质时，由于受振动、热循环、腐蚀、超负荷等作用，加上管道本身可能隐藏的内在缺陷(如裂纹、砂眼、接头处连接不良等)，寿命总是有限的。为了提高管道寿命、防止泄露等事故的发生，必须对管道进行有效的检测维护，由于管道系统或者埋在地下，或者架设在高空，或者管道内径很小，内部结构错综复杂，环境恶劣，用人携带仪器检查十分困难，有时甚至根本无法做到，在人工检测方式存在诸多缺点的情况下，开发一种能够深入管道的可移动管道检测装置是十分必要的，因此管道监测机器人作为一种有效的管道检测设备得到了越来越多的应用。

这种检测技术提高了管道检侧的准确性，便于管道工程管理维护人员分析了解管道缺陷产生的原因，开展对缺陷的评估，制订管道维护方案，消除管道安全隐患，在事故发生前就有计划地维修或更换管段，从而节约大量的维修费用，降低管道维护成本，保障人民生活及财产安全。

目前已有的管道检测机器人有多种行进方式，比如轮式、履带式、蠕动式、螺旋式等，现使用较多的主要为以下几种结构：履带车结构，底部采用履带带动所述管道机器人在所述管道内行走；支撑杆结构，采用端部带有轮子的折叠杆结构将所述管道机器人支撑在所述管道中间，然后再实现行走运动；轮式结构，采用传统车轮或特殊结构的车轮与管道内壁面接触，使所述管道机器人在所述管道内行驶。但现有的这几种管道机器人由于自身结构的限制存在很多问题，比如说对管道的适用性差、在管道内转变方向困难、越障能力差等。

与传统的轮式和履带式管道机器人相比，蠕动式管道机器人具有密封性好、横截面积小、越障能力强等特点，但仍存在机器人行走效率低、不连续、更换支撑部位时机身不稳定等问题。

此外，除行进方式外，驱动方式也是评价管道机器人性能的一个方面，目前应用在管道机器人上的驱动方式也有多种，目前较常用的驱动方式为电机驱动与液压驱动，液压驱动方式中主要的驱动元件为液压缸，液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成；缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。

液压缸的结构形式多种多样，其分类方法也有多种：按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式，齿轮齿条式等；按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等；按作用方向可分为二级液压缸与一级液压缸。一级液压缸就是在一个方向上活动，相同缸径的话单级的力量大，耗油多但是如果需要其他方向活动的话需要借助外力，二级液压缸可在两个方向活动，相同缸径来说二级液压缸的力量较小，但耗油相对来说少。而电机驱动体积大，对安装空间要求高且普遍存在动力源不足等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种越障能力强、空间利用率高、行走效率高、行进动力充足、行进方向可变的液压驱动定径管道机器人。

本发明的目的是这样实现的：

一种液压驱动定径管道机器人，包括支撑前仓、连接仓和支撑后仓；支撑前仓包括前仓交叉支撑机构、前仓前端盖1、二级液压缸11、前仓后端盖12、第一滑动盘13和前仓仓体14，其中前仓交叉支撑机构包括第一支撑板2、第一固定连杆座3、第一滑动连杆4、第一固定连杆5、第一防滑垫6、第一滑动连杆座7和第一滑轨8；支撑后仓包括后仓交叉支撑机构、后仓前端盖10、液压缸15、后仓仓体16、第二滑动盘17和后仓后端盖18，其中后仓交叉支撑机构包括第二支撑板19、第二固定连杆座20、第二滑动连杆21、第二固定连杆22、第二防滑垫23、第二滑动连杆座24和第二滑轨25；连接仓包括连接仓仓体9；

支撑前仓中，前仓前端盖1和前仓后端盖12分别通过内六角螺钉固定于前仓仓体14的前后两端，二级液压缸11通过法兰与前仓前端盖1和前仓后端盖12分别连接；