可遥控卡管式液压管道机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种利用无线控制技术，以液压蠕动为动力在管道内作业的机器人。
【背景技术】
[0002]管道是人们日常生产生活中常用的一种运输工具，无论是石油的运输、还是生活中的废水的排放、废气的排放、乡镇城中暖中的暖气的输送、以及空调的通风排放等等，这些场合都是都必须有管道的使用，管道与人们的生活息息相关，管道在使用过程中常常会出现如破裂、堵塞、老化和附着上了细菌等一些不好的现象，这就要求人们需要定时的对管道实施一些常规的检测、清洗与维修。由于管道自身结构上的特殊性与复杂性，使人们很难直接进入到管道内进行检测、清洗与维修，尤其是在一些特殊领域的管道内还具有较大的危险性，所以针对这些问题最有效的方式就是利用管道机器人取代人类进入到管道内完成相应的任务。故研制出适合管道内作业的管道机器人的意义重大:首先可以完成管道的无损坏维修和护理、内窥检测和一些和容易的管道疏通清理的工作；还可以改善目前疏通管道时候时的工作环境，从而保障工人的人身安全问题，还可以降低工人劳动的强度，提高管道维护和清理的效率。众所周知，管道机器人是指可以沿管道内部或外部自动行走，具有一种或多种传感器及操作机械(如机械手、喷枪、焊枪、刷子)，在操作人员的遥控指挥下或自动控制下，能够进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统的设备。它常用于石油、化工、核工业、城建等许多工程管道的管道质量检测、探伤、故障诊断、清洁、喷漆、焊接、管道维修等领域。管道机器人是工作在输送管道内，用于完成管道的缺陷检测、修复等的智能装置，是保障管道安全的重要工具。由于管道内环境复杂多样，对于卡死现象还需要管道机器人可以实现后退。。
[0003]现在市面上的管内机器人大多采用轮式驱动，该驱动方式无法在垂直环境内提供驱动力，且很难完成大于等于90度的转弯，所以无法完成任务。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种可遥控卡管式液压管道机器人，通过动物仿生学的设计，充分模仿昆虫蠕动运动的特点，使其在垂直管道内和大弯度的管内依然能利用摩擦力提供支撑，从而自由运动；并且在此基础上与现代无线控制技术，单片机技术等相结合，使其具体作业方式可通过计算机灵活改变，适应管道内的复杂工作环境；同时为了配合管内工作，可遥控卡管式液压管道机器人末端安装了螺旋机械抓手，螺旋机械抓手巧妙的利用了螺旋原理来控制机械手的伸张，机械手力量强大，足够抓取目标物，且机械手因任务不同，可随时变换工具，以适应工作要求，通过自带监控设备，对于管内侦查任务也能轻松完成；具有一定的障碍越过能力、弯道通过能力和垂直管道行进能力，能够适应250-300mm之间不同直径管道，并且可以在管道内直接进行探测、作业，应用前景广阔。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型的可遥控卡管式液压管道机器人，包括液压蠕动部分、前卡管部分以及后卡管部分；其中所述前卡管部分连接于液压蠕动部分的前端，所述后卡管部分连接于液压蠕动部分的后端；其中所述前卡管部分与后卡管部分分别用于与管道内壁的锁紧或松开。
[0007]由于上述结构，利用仿生学，模仿虫类的伸缩蠕动，同时用数据采集和遥控实现远程精确控制，在计算机的控制下实现前卡管部分、后卡管部分以及伸缩蠕动部分各自的独立运动。在前进时，发出指令，控制前卡管部分伸展，卡住管道内壁，提供支持力，伸缩蠕动部分进行伸缩前进，带动后卡管部分前进，再由后卡管部分伸展，卡住管道内壁，提供支持力，前卡管部分此时收缩，蠕动部分再次伸缩前进，将前卡管部分送至更高点后，由前卡管部分再次伸缩，提供支持力，由此完成一个运动周期。后退时，则反向运动，后卡管部分先卡住管道内壁，蠕动部分带动前卡管部分前进，再由前卡管部分卡住管道内壁，伸缩蠕动部分推动后卡管部分B前进，后卡管部分再卡住管道内壁，实现机器人的后退运动，为一个运动周期。在停止时，前卡管部分、后卡管部分同时卡住管道内壁，则可为机器手等工具的作业提供更稳定的工作平台。因此本实用新型通过动物仿生学的设计，充分模仿昆虫蠕动运动的特点，使其在垂直管道内和大弯度的管内依然能利用摩擦力提供支撑，从而自由运动；并且在此基础上与现代无线控制技术，单片机技术等相结合，使其具体作业方式可通过计算机灵活改变，适应管道内的复杂工作环境；同时为了配合管内工作，可遥控卡管式液压管道机器人末端安装了螺旋机械抓手，螺旋机械抓手巧妙的利用了螺旋原理来控制机械手的伸张，机械手力量强大，足够抓取目标物，且机械手因任务不同，可随时变换工具，以适应工作要求，通过自带监控设备，对于管内侦查任务也能轻松完成；具有一定的障碍越过能力、弯道通过能力和垂直管道行进能力，能够适应250-300mm之间不同直径管道，并且可以在管道内直接进行探测、作业，应用前景广阔。
[0008]本实用新型的可遥控卡管式液压管道机器人，其中前、后卡管部分分别包括主轴，所述主轴上连接有固定块，所述固定块上活动连接有空心杆，所述空心杆内套设有弹簧并连接有小杆，使所述小杆可在空心杆内自由滑动，所述小杆的端部上连接有橡胶皮；所述固定块上连接有导轮，所述主轴上套设有可相对滑动的环形滑块，所述环形滑块上活动连接的支杆，所述支杆铰接于小杆上；所述主轴上连接有液压杆，其中所述液压杆的伸长部连接于环形滑块上，使得液压杆的伸长部作收缩运动时，可带动环形滑块在主轴上移动，其中支杆带动小杆、空心杆以橡胶皮绕空心杆与固定块的活动连接点为中心摆动，实现橡胶皮同管壁的松开和锁紧。
[0009]由于上述结构，可通过销钉、螺栓、橡胶皮、弹簧、支杆、小杆及空心杆组成一组滑动曲柄机构，可通过环形滑块在主轴上的相对滑动，从而控制小杆、空心杆以橡胶皮绕空心杆与固定块的活动连接点为中心摆动，实现橡胶皮同管壁的松开和锁紧，前、后卡管部分相互配合，可模仿昆虫蠕动运动的特点，使其在垂直管道内和大弯度的管内依然能利用摩擦力提供支撑，从而自由运动。
[0010]本实用新型的可遥控卡管式液压管道机器人，所述前、后卡管部分中，在主轴的圆周方向上均匀布置有四组卡管壁部分，其中卡管壁部包括活动连接于固定块上的空心杆、通过弹簧套设于空心杆内的小杆、设于小杆端部上的橡胶皮、以及两端分别活动连接于环形滑块和小杆上的支杆。
[0011]由于上述结构，在整个四周以90度对称分布4组滑动曲柄机构，从而使该机器人均匀地支撑在管道内壁上，保持机器人整体的平衡，便于机器人的行走。
[0012]本实用新型的可遥控卡管式液压管道机器人，所述液压蠕动部分包括中液压杆、万向接头以及中导轮，其中所述中液压杆与前液压杆、前主轴固连；所述中导轮连