一种管道机器人

xiaoxiao2026-08-04  11


本发明属于机器人,特别是涉及一种管道机器人。


背景技术:

1、随着我国科技不断发展,对电力的需求也快速增长,为了更好利用空间,城市电力输送形式开始由架空输电线路向地下电缆敷设转变,地下电缆敷设的主要方式为排管电缆敷设。由于地下空间狭小,环境苛刻,排管安装过程中两两之间难以完全对齐,从而出现高低差,而管道端口处往往较为尖锐,容易破坏电缆外部绝缘,甚至损坏金属导电层,对于长达数千米的城市电缆而言,这种损坏不仅会造成经济损失,也会影响人们的日常生活。此外,管道在长期使用过程中容易出现淤泥聚积、垃圾堵塞等问题,影响输电线路的周期性检修效率。常见的解决方式是人工进行处理,而排管一体化的结构使得人工拆卸检修的方式十分麻烦,管道狭小偪仄的内部空间也使得工人健康、工作质量、成本控制难以保障,故采用管道机器人进行替代,可以极大程度减少人工耗费、提升工作效率、保障工作质量。

2、目前针对隧道作业研发的机器人大多体积较大,而电缆管道往往体积较小,内部空间狭窄,无法直接移植进行施工作业,也一定程度上限制了管道机器人在设计上的功能实现,导致现有的管道机器人功能较为单一,大多仅能够用于完成电缆管道内部的巡检工作,无法满足障碍清理、堵塞疏通等清障作业的要求。因此,有必要开发一种具有模块化末端执行机构的管道机器人,以满足在小体积电缆管道内的巡检清障工作。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种管道机器人,来解决现有技术中的不足。

2、为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:

3、一种管道机器人,包括:行走机构,所述行走机构的前端上部设置有云台机构,所述行走机构的前端下部设置有末端执行机构,所述末端执行机构包括:第一末端执行舵机,所述第一末端执行舵机的输出端连接有末端执行舵机支架,所述末端执行舵机支架上固定有第二末端执行舵机,所述第二末端执行舵机的输出端固定有连杆,所述连杆上固定有末端执行电机机架,所述末端执行电机机架内安装有末端执行电机,所述末端执行电机的输出端设置有夹紧装置,所述夹紧装置上可拆卸的安装有末端执行部件。

4、优选的,所述行走机构包括:机架,所述机架内安装有驱动电机和电池箱,所述机架的前、后端均转动设置有驱动轮,所述驱动电机通过传动机构驱动驱动轮行走,所述机架的顶端后部安装有控制箱,所述机架的顶端前部安装有云台电机机架,所述机架的前端安装有末端执行舵机机架。

5、优选的,所述云台机构包括:云台电机,所述云台电机安装在云台电机机架上,所述云台电机的输出端通过法兰连接有云台舵机,所述云台舵机的输出端连接有云台舵机支架,所述云台舵机支架上固定有摄像头机架,所述摄像头机架上设置有摄像头和照明灯组。

6、优选的,所述末端执行部件为磨头。

7、优选的,所述末端执行部件为钻头。

8、优选的,所述末端执行部件为盘铣头。

9、优选的,所述末端执行部件为夹头。

10、本发明提供的一种管道机器人,与现有技术相比具有以下优点:

11、1.本发明考虑了使用及维护的便捷性,末端执行机构采用了模块化设计,可根据不同工况选择不同的末端执行部件,实现管壁打磨、管道疏通、残障夹取等多个功能,扩大了管道机器人的适用范围,此外,末端执行部件拆卸便利,提高了更换效率,同时也降低了维护的复杂性和成本;

12、2.本发明整体体积较小,克服传统管道机器人无法进入细小管径管道的缺陷;且末端执行机构由两个舵机控制转向,使得末端执行机构活动范围较大,能满足一定管径范围内的管道工作要求,不必随着管径在相应范围内变化而调整设计;

13、3.本发明的云台机构能够进行上下和左右各方向的转动,能更全面的收集管道内部信息,且云台机构与末端执行机构基本在同一基准面,便于两机构的配合,提高机器人的工作精度和工作效率。



技术特征:

1.一种管道机器人,其特征在于,包括:行走机构(1),所述行走机构(1)的前端上部设置有云台机构(2),所述行走机构(1)的前端下部设置有末端执行机构(3),所述末端执行机构(3)包括:第一末端执行舵机(31),所述第一末端执行舵机(31)的输出端连接有末端执行舵机支架(32),所述末端执行舵机支架(32)上固定有第二末端执行舵机(33),所述第二末端执行舵机(33)的输出端固定有连杆(34),所述连杆(34)上固定有末端执行电机机架(36),所述末端执行电机机架(36)内安装有末端执行电机(35),所述末端执行电机(35)的输出端设置有夹紧装置(37),所述夹紧装置(37)上可拆卸的安装有末端执行部件。

2.根据权利要求1所述的一种管道机器人,其特征在于,所述行走机构(1)包括:机架(11),所述机架(11)内安装有驱动电机(12)和电池箱(15),所述机架(11)的前、后端均转动设置有驱动轮(14),所述驱动电机(12)通过传动机构(13)驱动驱动轮(14)行走,所述机架(11)的顶端后部安装有控制箱(16),所述机架(11)的顶端前部安装有云台电机机架(17),所述机架(11)的前端安装有末端执行舵机机架(18)。

3.根据权利要求2所述的一种管道机器人,其特征在于,所述云台机构(2)包括:云台电机(21),所述云台电机(21)安装在云台电机机架(17)上,所述云台电机(21)的输出端通过法兰(22)连接有云台舵机(23),所述云台舵机(23)的输出端连接有云台舵机支架(24),所述云台舵机支架(24)上固定有摄像头机架(25),所述摄像头机架(25)上设置有摄像头(26)和照明灯组(27)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种管道机器人,其特征在于,所述末端执行部件为磨头(38)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种管道机器人,其特征在于,所述末端执行部件为钻头(39)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种管道机器人,其特征在于,所述末端执行部件为盘铣头(310)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种管道机器人,其特征在于,所述末端执行部件为夹头(311)。


技术总结
本发明公开了一种管道机器人,属于机器人技术领域,包括:行走机构,行走机构的前端上部设置有云台机构,行走机构的前端下部设置有末端执行机构,末端执行机构包括:第一末端执行舵机,第一末端执行舵机的输出端连接有末端执行舵机支架,末端执行舵机支架上固定有第二末端执行舵机,第二末端执行舵机的输出端固定有连杆,连杆上固定有末端执行电机机架,末端执行电机机架内安装有末端执行电机,末端执行电机的输出端设置有夹紧装置,夹紧装置上可拆卸的安装有末端执行部件。本发明可根据不同工况选择不同的末端执行部件,实现管壁打磨、管道疏通、残障夹取等多个功能,扩大了管道机器人的适用范围。

技术研发人员:何玉灵,丁琨伟,代德瑞,孔凡坊,汤敬秋,庞子旺,薛瑞,张文,张翼,占鹭林
受保护的技术使用者:华北电力大学(保定)
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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