本發(fā)明涉及管道外壁檢測(cè)機(jī)器人，具體涉及一種通用型管道外壁柔式爬行機(jī)器人，可搭載多款檢測(cè)裝置，以及包括了該管道外壁柔式爬行機(jī)器人的管道檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著濱海電力、石化等行業(yè)的迅速發(fā)展和相關(guān)設(shè)備的服役年限增加，管道日常的腐蝕狀態(tài)檢測(cè)成為亟需解決的問(wèn)題，目前管道的檢測(cè)常用辦法有人工檢測(cè)和機(jī)器人檢測(cè)。人工檢測(cè)需工人長(zhǎng)期手持檢測(cè)設(shè)備掃描管道，檢測(cè)管道工況，這樣不僅檢測(cè)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高，而且通常市面上檢測(cè)探頭對(duì)掃描速度有嚴(yán)格標(biāo)定，過(guò)快或過(guò)慢均無(wú)法得出理想數(shù)值，導(dǎo)致重復(fù)檢測(cè)，進(jìn)而影響檢測(cè)工期。此外，某些化工管道所在的工況條件惡劣，存在窒息、動(dòng)力工具傷人、大量有機(jī)溶劑吸入等安全高風(fēng)險(xiǎn)，均不適合人工檢測(cè)。因此管道的自動(dòng)檢測(cè)裝置逐漸得到越發(fā)的重視。

2、如申請(qǐng)公布號(hào)cn102878385a的專利公開(kāi)了一種流體驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)爬行器，通過(guò)搭載檢測(cè)裝置的方式實(shí)現(xiàn)管道的在線檢測(cè)；申請(qǐng)公布號(hào)cn107831117a的專利公開(kāi)了一種自適應(yīng)管徑管道爬行機(jī)器人，該發(fā)明機(jī)械穩(wěn)定性好,能確保持續(xù)穩(wěn)定工作；申請(qǐng)公布號(hào)cn108869950a的專利公開(kāi)了一種管道柔性爬行機(jī)器人，該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牽引力大，能沿管道內(nèi)壁柔性爬行和轉(zhuǎn)彎。

3、但是上述管道檢測(cè)裝置只能實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)壁的爬行檢測(cè)，制造成本高的同時(shí)也影響管道的正常運(yùn)輸，且無(wú)法滿足管道外壁涂層脫落等細(xì)小腐蝕裂紋等缺陷檢測(cè)靈敏度低的問(wèn)題。目前市面上已應(yīng)用的管道外壁檢測(cè)機(jī)器人又存在爬行速度慢，尺寸調(diào)節(jié)范圍小、無(wú)法自適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的管道尺寸大小不一的情況。如申請(qǐng)公布號(hào)cn111661189a的專利公開(kāi)了一種管道爬行機(jī)器人，該裝置通過(guò)攀附爪的抓夾在管道外表面進(jìn)行爬行，該結(jié)構(gòu)只能適用于管徑范圍跨度小的小口徑管道，且爬行速度緩慢。

4、又如申請(qǐng)公布號(hào)cn103439415a的專利公開(kāi)了一種用于外露式管道電磁超聲自動(dòng)檢測(cè)爬行器，該發(fā)明利用永磁鐵與管壁的吸力完成攀爬，通過(guò)電磁超聲探頭完成管道檢測(cè)，該裝置使用功能單一，無(wú)法搭載市面上多款檢測(cè)裝置，且結(jié)構(gòu)龐大，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)多種腐蝕因素的檢測(cè)需求。并且，當(dāng)前的管道外壁檢測(cè)機(jī)器人還面臨結(jié)構(gòu)動(dòng)力復(fù)雜、體型大、笨重、運(yùn)輸攜帶困難、單人操作難的問(wèn)題。如申請(qǐng)公布號(hào)cn111776100a的專利公開(kāi)了一種具有六連桿機(jī)構(gòu)的外管道柔式爬行機(jī)器人，該發(fā)明通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)完成爬行動(dòng)作，該結(jié)構(gòu)復(fù)雜易損，后期維護(hù)成本高。

5、所以，目前管道外壁柔式爬行機(jī)器人黏附機(jī)構(gòu)多以磁吸、空氣負(fù)壓吸附以及全包覆結(jié)構(gòu)為主，而磁吸機(jī)構(gòu)為了增大負(fù)載只能犧牲自重進(jìn)而增加磁鐵尺寸，這給運(yùn)輸、卸載機(jī)器人帶來(lái)了不便，而且磁吸式機(jī)器人在工作期間強(qiáng)磁鐵會(huì)吸附雜質(zhì)，需定期清除，這也給機(jī)器人清理帶來(lái)了不便。空氣負(fù)壓吸附管道外壁柔式爬行機(jī)器人需工作現(xiàn)場(chǎng)提供壓縮空氣，而實(shí)際的工況多數(shù)不滿足條件，且該吸附機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且實(shí)際管道外表面的工況對(duì)吸附力也有一定的影響，因此，該機(jī)構(gòu)在實(shí)際推廣中應(yīng)用受限。市場(chǎng)上現(xiàn)有的包覆式管道外壁柔式爬行機(jī)器人又多是固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題：1、尺寸無(wú)法調(diào)節(jié)，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)多尺寸、多彎頭的管道需求；2、運(yùn)動(dòng)方向單一，無(wú)法滿足現(xiàn)有的管道多方位檢測(cè)要求；3、檢測(cè)功能單一，無(wú)法搭載多種檢測(cè)裝置；4、固定式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致機(jī)器人體積龐大，不便于安裝運(yùn)輸。

6、因此，亟需設(shè)計(jì)一種小型化、輕量化、快速拆卸組裝、可搭載多款檢測(cè)探頭，適用于多款管道尺寸的通用型管道外壁柔式爬行機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的管道外壁柔式爬行機(jī)器人。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

3、一種管道外壁柔式爬行機(jī)器人，包括機(jī)架、設(shè)置于所述機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置；所述機(jī)架包括圍繞所述管道外周設(shè)置的第一環(huán)形架和第二環(huán)形架、設(shè)置在所述第一環(huán)形架和第二環(huán)形架之間的支管，所述驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置設(shè)置在所述支管上，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括主動(dòng)輪組件和驅(qū)動(dòng)組件，所述主動(dòng)輪組件包括主動(dòng)輪和主動(dòng)輪支架，所述主動(dòng)輪支架上設(shè)置有滑動(dòng)軸，所述滑動(dòng)軸外套設(shè)有調(diào)節(jié)件(調(diào)節(jié)彈簧)，所述主動(dòng)輪支架用于將所述主動(dòng)輪組件設(shè)置于所述支管上，所述驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在爬行機(jī)器人在管道上軸向行走和/或周向旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)件(調(diào)節(jié)彈簧)使得主動(dòng)輪始終緊貼在管道外壁。

4、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述驅(qū)動(dòng)組件包括同步機(jī)構(gòu)，所述同步機(jī)構(gòu)包括與所述主動(dòng)輪同軸設(shè)置的第一同步輪、通過(guò)同步帶與所述第一同步輪連接的第二同步輪以及用于驅(qū)動(dòng)所述第二同步輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。

5、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)支架，所述驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)支架上，所述驅(qū)動(dòng)支架滑動(dòng)設(shè)置在所述支管上，所述驅(qū)動(dòng)支架與所述主動(dòng)輪支架之間設(shè)置有彈性件。

6、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述驅(qū)動(dòng)組件包括漲緊機(jī)構(gòu)，所述漲緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述主動(dòng)輪遠(yuǎn)離所述第一同步輪的一側(cè)的調(diào)節(jié)桿，所述主動(dòng)輪上設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端設(shè)置有所述第一同步輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端設(shè)置有所述調(diào)節(jié)桿，所述調(diào)節(jié)桿的一端與轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)支架連接。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述同步機(jī)構(gòu)和漲緊機(jī)構(gòu)分別位于所述主動(dòng)輪的兩側(cè)。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述支管上設(shè)置有從動(dòng)輪組件，所述主動(dòng)輪組件和從動(dòng)輪組件分別設(shè)置在所述支管的兩側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置在主動(dòng)輪組件和從動(dòng)輪組件之間。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述第一環(huán)形架和第二環(huán)形架包括連接桿，所述連接桿之間設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)頭，多個(gè)所述連接桿連接后形成多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。且多個(gè)連接桿連接后的多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)動(dòng)頭的作用下，連接的連接桿之間還可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)動(dòng)，配合多處設(shè)計(jì)的彈性件，如主動(dòng)輪支架上的調(diào)節(jié)件(調(diào)節(jié)彈簧)、從動(dòng)輪組件上類似的彈簧、驅(qū)動(dòng)組件上的彈性件等，使得在爬行機(jī)器人在管道上軸向行走和/或周向旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)件(調(diào)節(jié)彈簧)使得主動(dòng)輪始終緊貼在管道外壁，并達(dá)到柔性的效果。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述第一環(huán)形架和第二環(huán)形架上的至少兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的所述連接桿為伸縮結(jié)構(gòu)，用于調(diào)整所述第一環(huán)形架和第二環(huán)形架的尺寸。通過(guò)伸縮結(jié)構(gòu)使得第一環(huán)形架和第二環(huán)形架的多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的尺寸匹配待測(cè)管道的尺寸，還可以再管道彎頭處實(shí)現(xiàn)調(diào)整，防止第一環(huán)形架和第二環(huán)形架過(guò)大或過(guò)小，通過(guò)上述的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置和多彈性件設(shè)置，達(dá)到貼合管道外壁的柔性效果，形成柔式爬行機(jī)器人。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，所述檢測(cè)裝置包括設(shè)置在所述支管上的檢測(cè)夾具，所述檢測(cè)夾具包括邊界夾、壓板和夾頭，所述邊界夾設(shè)置在所述支管上，所述壓板的兩端部與所述邊界夾連接，探測(cè)組件的上部設(shè)置在兩個(gè)壓板與邊界夾形成的空間內(nèi)，所述夾頭用于實(shí)現(xiàn)探測(cè)組件兩側(cè)的邊界夾之間的鎖定。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)先實(shí)施方面，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括減速機(jī)控制單元、伸縮桿驅(qū)動(dòng)單元、攝像照明單元、狀態(tài)反饋單元、無(wú)線傳輸控制單元、數(shù)據(jù)采集儲(chǔ)存單元以及檢測(cè)探頭控制單元。

13、本發(fā)明還提供了一種包括如上所述的管道外壁柔式爬行機(jī)器人的管道檢測(cè)設(shè)備。

14、由于采用了以上的技術(shù)方案，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的管道外壁柔式爬行機(jī)器人，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)，快速組裝拆卸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，可根據(jù)不同管道尺寸自適應(yīng)調(diào)節(jié)。