一种用于管道对接的管道机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109296868A(43)申请公布日2019.02.01(21)申请号201811352040.7(22)申请日2018.11.14(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人赵德颖赵玉良宋培育侯建昌王一鸣祁震坤温浩张连东(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265代理人刘阳(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L55/40(2006.01)F16L1/09(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种用于管道对接的管道机器人(57)摘要本发明公开了一种用于管道对接内部施工的管道机器人，其具体包括底盘、走行模块、丝杠传动机构、动力源、控制模块、内支撑机构和图像采集系统。其中，底盘为平板形；走行模块设置在底盘的下部；丝杠传动机构及动力源设置在底盘的上部；内支撑机构通过支撑杆与丝杠传动机构相连；并且，图像采集系统设置在底盘的上部并置于动力源的一侧；控制模块设置在底盘的下部。走行模块对称安装在底盘下方，通过控制模块和图像采集系统能够实现管道机器人远程控制下的万向移动和精确定位。本发明的管道机器人结构紧凑、定位精确、移动灵活、操控性强，可完成各种工况下管道对接作业，尤其在人工无法完成的小管径对接作业中表现良好。CN109296868ACN109296868A权利要求书1/2页1.一种用于管道对接内部施工的管道机器人，其特征在于，所述管道机器人包括：底盘、走行模块、动力源、丝杠传动机构、控制模块、内支撑机构及图像采集系统；并且其中，所述底盘为平板形；所述走行模块设置在所述底盘的下部；所述丝杠传动机构及所述动力源设置在所述底盘的上部；所述内支撑机构通过支撑杆与所述丝杠传动机构相连；并且，所述图像采集系统设置在所述底盘的上部并置于所述动力源的一侧；所述控制模块设置在所述底盘的下部。2.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，所述走行模块包括滑动轴承、滑动轴承座、同步减速电机、法兰盘及万向轮；并且其中，所述滑动轴承与所述滑动轴承座相配合，并且所述滑动轴承座与所述底盘连接；所述同步减速电机和所述法兰盘分别设置在所述滑动轴承座的两侧；并且所述法兰盘的一侧套接在所述同步减速电机的输出轴上；并且，所述法兰盘该侧的外壁与所述滑动轴承的内壁相接；所述法兰盘的另一侧连接所述万向轮。3.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，其中，所述丝杠传动机构包括AC减速电机、电机安装底座、联轴器、导杆、导杆盘、丝杠、丝杠螺母、支撑杆、滚动轴承、滚动轴承座、透盖、端盖；并且其中，在所述AC减速电机的驱动下，所述联轴器带动所述丝杠转动，并进一步带动所述支撑杆作张开和收缩运动；并且，在所述支撑杆的张开和收缩运动作用下，带动所述支撑块径向运动，以使得所述内支撑机构进行伸展和收缩运动。4.如权利要求1所述的的管道机器人，其特征在于，其中，所述内支撑机构包括支撑块A、支撑块B、滑块、导杆及支撑架；并且，其中，所述支撑块A与所述支撑块B为多个，并且所述支撑块A与所述支撑块B的支撑架交错相邻设置；每个所述支撑块A分别连接两个所述滑块，所述两个滑块分别连接在所述导杆上；并且，每个所述导杆分别固定在一个所述支撑块B上，每个直线导轨导杆分别滑动连接两个支撑块A的滑块；所述支撑架设置在每个所述导杆上，并且每个所述支撑架分别与所述支撑块A、所述支撑块B相互铰接，以形成多个移动副的单自由度的管道内部支撑机构。5.如权利要求4所述的的管道机器人，其特征在于，其中，所述内支撑机构能够进行伸展和收缩运动，并且在伸展到整圆结构时，为管道对接提供均匀的内部支撑力，以对管道进行精准对接、对中和校圆。6.如权利要求2所述的管道机器人，其特征在于，其中，所述走行模块为多个，并且，多个所述走行模块对称设置在所述底盘的下部。7.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，其中，所述控制模块设置在多个所述行走模块之间。8.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，其中，所述控制模块控制所述走行模块的同步减速电机及所述丝杠传动机构的AC减速电机的启动、停止及正反转。9.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，其中，所述图像采集系统能够实时观测所述管道机器人的施工环境，并将工况图像以传输至外部图像显示器，以使操作人员进行实时操作。10.如权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，其中，在所述控制模块和所述图像采集系统的控制下，所述走行模块的协同运动使得所述管道机器人进行万向移动和精确定2CN109296868A权利要求书2/2页位。3CN109296868A说明书1/5页一种用于管道对接的管道机器人技术领域[0001]本发明涉及