管道内壁攀爬除障机器人的制作方法

管道内壁攀爬除障机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器人，尤其是一种管道内壁攀爬除障机器人。
【背景技术】
[0002]工业管道系统工况十分复杂，为保证各管道系统安全高效地运作，需应用管道机器人进行管道内部检测。
[0003]现有的管道攀爬机器人有两种。第一种:小汽车底盘式的管道内壁攀爬机器人。第二种:蠕动式管道内壁攀爬机器人；小汽车底盘式的管道内壁攀爬机器人，缺点不能在竖直管道内攀爬；蠕动式管道内壁攀爬机器人，缺点爬行速度慢，效率低。

【发明内容】

[0004]本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种管道内壁攀爬除障机器人，该管道内壁攀爬除障机器人具有能够在竖直管道内壁爬行；爬行速度快，效率高的特点。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:它包括立体支撑底盘、机械手臂和摄像头，所述的摄像头设置在机械手臂上，所述的机械手臂设置在立体支撑底盘的上部，且与立体支撑底盘相连；所述的立体支撑底盘包括主框架、U型槽、支撑板、电机和轮子，所述的主框架为圆筒形结构，所述的U型槽包括6个，两个一组，共形成三对，每组U型槽沿主框架圆周面上下设置，三对U型槽分别沿主框架圆周方向均匀设置，每个U型槽的外端部两内侧分别设置有支撑板，两支撑板的末端之间连接有电机，电机与减速机相连，减速机的两端输出轴分别连接有轮子。
[0006]沿主框架上下对应设置的支撑板之间设置有支撑架，支撑架通过螺丝与支撑板相连，支撑架内设置有弹簧总成，所述的弹簧总成包括弹簧和套管，所述的弹簧的两端分别与套管焊接，套管套在螺丝上与支撑板实现联动，所述的支撑架的两端分别开有一圆孔和一长方形孔，螺丝分别穿过支撑架两端圆孔和长方形孔与支撑板相连。
[0007]所述的机械手臂包括电动伸缩杆、下机械臂U型板、上机械臂U型板、L型板、第一机械爪、第二机械爪、第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述的电动伸缩杆与立体支撑底盘的主框架相连，所述的电动伸缩杆的上部设置有下机械臂U型板，第一舵机与下机械臂U型板相连，第一舵机和下机械臂U型板分别通过舵机轴和螺丝与上机械臂U型板连接，上机械臂U型板设置在下机械臂U型板的上部，且与第二舵机连接，第二舵机通过舵机轴与L型板连接，L型板设置在上机械臂U型板的上部，L型板与第三舵机连接，第三舵机通过舵机轴与第一机械爪连接，第二机械爪与L型板连接并通过3模的齿轮与第一机械爪咬合，从而实现第一机械爪和第二机械爪联动。
[0008]所述的机械手臂通过过渡板与立体支撑底盘相连，所述的过渡板设置在主框架的上部，且与主框架固定连接，过渡板的上部与机械手臂相固定。
[0009]所述的摄像头设置在上机械臂U型板的外侧。
[0010]本发明的管道内壁攀爬除障机器人和现有技术相比，具有以下突出的有益效果:通过六对支撑板对管壁进行支撑从而产生摩擦力使其可以在竖直管道内爬行，在爬行过程遇到障碍物时夹起后带出；它不仅可以在复杂的管道内爬行，而且速度快，成本低，易操控；因此其最大的优势在于一是克服了蠕动式管道内壁攀爬机器人爬行速度慢效率低的缺点，二是解决了小汽车底盘式的管道内壁攀爬机器人不能在竖直管道内攀爬的不足之处。
【附图说明】
[0011]附图1是管道内壁攀爬除障机器人的立体图1 ;
[0012]附图2是管道内壁攀爬除障机器人的立体图2 ;
[0013]附图3是管道内壁攀爬除障机器人的主视结构示意图；
[0014]附图4是管道内壁攀爬除障机器人的俯视结构示意图；
[0015]附图5是管道内壁攀爬除障机器人的右视结构示意图；
[0016]附图6是立体支撑底盘的立体图；
[0017]附图7是立体支撑底盘的主视结构示意图；
[0018]附图标记说明:
[0019]1、立体支撑底盘，11、主框架，12、U型槽，13、支撑板，14、电机，15、轮子，16、支撑架，161、圆孔，162、长方形孔；
[0020]2、机械手臂，21、电动伸缩杆，22、下机械臂U型板，23、上机械臂U型板，24、L型板，25、第一机械爪，26、第二机械爪，27、第一舵机，28、第二舵机，29、第三舵机；
[0021]3、摄像头；
[0022]4、弹簧总成，41、弹簧，42、套管；
[0023]5、过渡板。
【具体实施方式】
[0024]参照说明书附图1至附图7对本发明的管道内壁攀爬除障机器人作以下详细地说明。
[0025]本发明的管道内壁攀爬除障机器人，其结构包括立体支撑底盘1、机械手臂2和摄像头3，所述的摄像头3设置在机械手臂2上，所述的机械手臂2设置在立体支撑底盘I的上部，且与立体支撑底盘I相连；所述的立体支撑底盘I包括主框架11、U型槽12、支撑板13、电机14和轮子15，所述的主框架11为圆筒形结构，所述的U型槽12包括6个，两个一组，共形成三对，每组U型槽12沿主框架11圆周面上下设置，三对U型槽12分别沿主框架11圆周方向均匀设置，每个U型槽12的外端部两内侧分别设置有支撑板13，支撑板13通过螺丝与U型槽12连接，两支撑板13的末端之间连接有电机14，电机14通过螺丝与支撑板13连接，电机14与减速机相连，减速机的两端输出轴分别连接有轮子15。
[0026]沿主框架11上下对应设置的支撑板13之间设置有支撑架16，支撑架16通过螺丝与支撑板13相连，支撑架16内设置有弹簧总成4，所述的弹簧总成4包括弹簧41和套管42，所述的弹簧41的两端分别与套管42焊接，套管42套在螺丝上与支撑板13实现联动，所述的支撑架16的两端分别开有一圆孔161和一长方形孔162，螺丝分别穿过支撑架16两端圆孔161和长方形孔162与支撑板13相连。
[0027]支撑架16的作用是防止机器人在水平管道内爬行时由于自重重心下移，从而能够稳定的在管道内壁爬行。
[0028]支撑架16 —端为圆孔161，另一端为长方形孔162，设计的作用是能 够使支撑板13在弹簧41和管壁的作用下来回摆动，从而使机器人的轮子15有力的与管道内壁接触，从而产生摩擦力。
[0029]所述的机械手臂2包括电动伸缩杆21、下机械臂U型板22、上机械臂U型板23、L型板24、第一机械爪25、第二机械爪26、第一舵机27、第二舵机28和第三舵机29，所述的电动伸缩杆21与立体支撑底盘I的主框架11相连，所述的电动伸缩杆21的上部设置有下机械臂U型板22，第一舵机27与下机械臂U型板22相连，第一舵机27和下机械臂U型板22分别通过舵机轴和螺丝与上机械臂U型板23连接，上机械臂U型板23设置在下机械臂U型板22的上部，且与第二舵机28连接，第二舵机28通过舵机轴与L型板24连接，L型板24设置在上机械臂U型板23的上部，L型板24通过螺丝与第三舵机29连接，第三舵机29通过舵机轴与第一机械爪25连接，第二机械爪26通过螺丝与L型板24连接并通过3模的齿轮与第一机械爪25咬合，从而实现第一机械爪25和第二机械爪26联动。
[0030]第三舵机29控制机械爪的开合，即第三舵机29的舵机轴带动第一机械爪25转动，从而实现第一机械爪25和第二机械爪26的开合；第二舵机28控制L型板24及L型板24上的部件以第二舵机28的舵机轴为中心旋转；第一舵机27控制上机械臂U型板23及上机械臂U型板23上的部件以第一舵机27的舵机轴为中心旋转。
[0031]所述的机械手臂2通过过渡板5与立体支撑底盘I相连，所述的过渡板5设置在主框架11的上部，且与主框架11固定连接，过渡板5的上部与机械手臂2相固定。
[0032]所述的摄像头3设置在上机械臂U型板23的外侧。用于检测管壁内的障碍物。
[0033]所述的立体支撑底盘I上的电机14、第一舵机27、第二舵机28、第三舵机29、摄像头3分别与外部控制器无线连接。
[0034]可以通过电脑或手机打开网络与机器人进行无线连接，使用时先将电源开关打开，将机器人放入管道内，然后将电脑或手机上的控制窗口打开，按键盘w向前，按住s向后，用鼠标控制机械手臂2。
[0035]通过六对支撑板13对管壁进行支撑从而产生摩擦力使其可以在竖直管道内爬行，在爬行过程遇到障碍物时夹起后带出。它不仅可以在复杂的管道内爬行，而且速度快，成本低，易操控。因此其最大的优势在于一是克服了蠕动式管道内壁攀爬机器人爬行速度慢效率低的缺点，二是解决了小汽车底盘式的管道内壁攀爬机器人不能在竖直管道内攀爬的不足之处。
[0036]以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.管道内壁攀爬除障机器人，其特征是:包括立体支撑底盘、机械手臂和摄像头，所述的摄像头设置在机械手臂上，所述的机械手臂设置在立体支撑底盘的上部，且与立体支撑底盘相连；所述的立体支撑底盘包括主框架、U型槽、支撑板、电机和轮子，所述的主框架为圆筒形结构，所述的U型槽包括6个，两个一组，共形成三对，每组U型槽沿主框架圆周面上下设置，三对U型槽分别沿主框架圆周方向均匀设置，每个U型槽的外端部两内侧分别设置有支撑板，两支撑板的末端之间连接有电机，电机与减速机相连，减速机的两端输出轴分别连接有轮子。2.根据权利要求1所述的管道内壁攀爬除障机器人，其特征是:沿主框架上下对应设置的支撑板之间设置有支撑架，支撑架通过螺丝与支撑板相连，支撑架内设置有弹簧总成，所述的弹簧总成包括弹簧和套管，所述的弹簧的两端分别与套管焊接，套管套在螺丝上与支撑板实现联动，所述的支撑架的两端分别开有一圆孔和一长方形孔，螺丝分别穿过支撑架两端圆孔和长方形孔与支撑板相连。3.根据权利要求1所述的管道内壁攀爬除障机器人，其特征是:所述的机械手臂包括电动伸缩杆、下机械臂U型板、上机械臂U型板、L型板、第一机械爪、第二机械爪、第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述的电动伸缩杆与立体支撑底盘的主框架相连，所述的电动伸缩杆的上部设置有下机械臂U型板，第一舵机与下机械臂U型板相连，第一舵机和下机械臂U型板分别通过舵机轴和螺丝与上机械臂U型板连接，上机械臂U型板设置在下机械臂U型板的上部，且与第二舵机连接，第二舵机通过舵机轴与L型板连接，L型板设置在上机械臂U型板的上部，L型板与第三舵机连接，第三舵机通过舵机轴与第一机械爪连接，第二机械爪与L型板连接并通过3模的齿轮与第一机械爪咬合，从而实现第一机械爪和第二机械爪联动。4.根据权利要求1所述的管道内壁攀爬除障机器人，其特征是:所述的机械手臂通过过渡板与立体支撑底盘相连，所述的过渡板设置在主框架的上部，且与主框架固定连接，过渡板的上部与机械手臂相固定。5.根据权利要求3所述的管道内壁攀爬除障机器人，其特征是:所述的摄像头设置在上机械臂U型板的外侧。
【专利摘要】本发明公开了管道内壁攀爬除障机器人，属于机器人，其结构包括立体支撑底盘、机械手臂和摄像头，所述的摄像头设置在机械手臂上，所述的机械手臂设置在立体支撑底盘的上部，且与立体支撑底盘相连；所述的立体支撑底盘包括主框架、U型槽、支撑板、电机和轮子，所述的主框架为圆筒形结构，所述的U型槽包括6个，两个一组，共形成三对，每组U型槽沿主框架圆周面上下设置，三对U型槽分别沿主框架圆周方向均匀设置，每个U型槽的外端部两内侧分别设置有支撑板，两支撑板的末端之间连接有电机，电机与减速机相连，减速机的两端输出轴分别连接有轮子。本发明的管道内壁攀爬除障机器人具有能够在竖直管道内壁爬行；爬行速度快，效率高等特点。
【IPC分类】B25J5/00, B08B9/049, B25J13/08
【公开号】CN104889971
【申请号】CN201510268281
【发明人】刘晓腾, 李辉, 王素玲
【申请人】山东英才学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日