專利名稱：一種用于管外焊縫檢測的爬管機器人的制作方法
技術領域：
一種用于管外焊縫檢測的爬管機器人技術領域[0001]本實用新型涉及一種用于管外焊縫檢測的爬管機器人，屬于機器人類技術領域。
技術背景[0002]很多工廠都會用管道來運輸石油、天然氣和化學燃料等，假如因為焊縫焊接質量不合格導致發(fā)生管道油氣泄漏甚至爆炸等事故將帶來很嚴重的后果，因此對管道施工期間的焊接質量的嚴格檢測是管道建設過程中不可忽視的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的焊縫檢測采用人工進行檢測，但是對一些處于高處的管道，人工對焊縫檢測費時費力難度很大。[0003]雖然目前有許多可用于攀爬管道的機器人的技術出現(xiàn)，但是目前現(xiàn)有的技術中可用于管外攀爬的爬管機器人只能攀爬直管或彎管等一兩種管型，從而很難達到在復雜的管道系統(tǒng)中自由攀爬的目的，另外目前現(xiàn)有的技術中可用于管外攀爬的機器人不能圍繞管道旋轉，所以不能用于對焊縫的檢測任務。發(fā)明內(nèi)容[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提出一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人， 可以在直管、L形管、T形管和十字形管等多種管型攀爬，并且可以在焊縫處圍繞管道旋轉同時進行焊縫檢測。其技術方案為包括基體、前肢和后肢，其特征在于[0005](1)基體包括蓋頂、兩側的固定夾板、腹部橡膠傳動帶、前后兩個腹部輥子以及安裝在蓋頂上部的電路板、抬頭電機和后驅電機，其中兩側的固定夾板前端對開兩個粗的圓孔，后端對開有兩個細的圓孔，中間部位對開有兩個帶鍵槽的圓孔；蓋頂與兩側的固定夾板通過螺釘固定連接；腹部輥子分為前端腹部輥子和后端腹部輥子，后端腹部輥子是兩端帶有凸軸的柱體，其直徑從兩頭向中間漸變的變小，其兩端的凸軸穿過固定夾板后端的兩個細的圓孔，后端腹部輥子位于固定夾板的后端并與固定夾板之間是滑動連接，前端腹部輥子是一個上下兩個柱面帶有通孔的柱體，柱體的直徑從兩頭向中間漸變的變小，通孔的直徑不變，前端腹部輥子位于固定夾板的前端，腹部橡膠傳動帶裹住前后兩個腹部輥子；蓋頂上部的前端和后端分別安裝有抬頭電機和后驅電機，后端腹部輥子一端的凸軸固定連接一個后驅齒輪，后驅電機通過齒輪與后驅齒輪嚙合，腹部橡膠傳動帶與前后端腹部輥子形成傳動帶的結構，電路板上的控制電路控制本實用新型所涉及到的所有電機。[0006](2)前肢包括前肢導軌管、左前肢桿、右前肢桿、前肢橡膠輥子、雙輸出軸直線電機，其中前肢導軌管是兩端對稱的開有直線形導軌槽的圓管；前肢導軌管穿過固定夾板前端的對開的粗的圓孔，與固定夾板之間是滑動連接，前肢導軌管上固定連接一個抬頭齒輪， 蓋頂上部前端的抬頭電機通過齒輪與抬頭齒輪嚙合，前述的前端腹部輥子滑動套接在前肢導軌管的外側，前肢導軌管內(nèi)部中間固定安裝有雙輸出軸直線電機，雙輸出軸直線電機兩端的輸出軸為螺紋螺桿；左右兩個前肢桿的形狀為“E”形，左右兩個前肢桿的中間部位有一個膨大的滑動球，滑動球上開有螺紋孔，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿從滑動球的螺紋孔中穿過，螺紋孔與螺紋螺桿嚙合，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿的轉動可以驅動兩個滑動球在前肢導軌管內(nèi)向中間靠近或向兩側分開，兩個滑動球可以分別牽引左右兩個前肢桿可以沿著直線形導軌槽向中間滑動夾緊也可以向兩側滑動松開，左右兩個前肢桿的三個末端上分別滑動套接一個橡膠材質的前肢橡膠輥子，左前肢的三個前肢橡膠棍子與右前肢的三個前肢橡膠棍子夾角為60度，當左右兩個前肢桿從兩側向中間滑動夾緊管道時，左邊前肢桿的三個前肢橡膠棍子、右邊前肢桿的三個前肢橡膠棍子與腹部橡膠傳動帶三者之間形成一個正三角形。[0007](3)后肢包括后肢導軌管、左后肢桿、右后肢桿、雙輸出軸直線電機和用于夾緊管道并在管道上橫向滾動的左右兩個滾動足，其中后肢導軌管是兩端對稱的開有一段螺紋線形導軌槽和一段直線形導軌槽的圓管，每一側的螺紋線形導軌槽和直線形導軌槽的銜接是平滑的；后肢導軌管穿過固定夾板中間部位的對開的帶鍵槽的圓孔，與固定夾板之間通過螺釘固定連接，后肢導軌管內(nèi)部中間固定安裝有一個雙輸出軸直線電機，雙輸出軸直線電機兩端的輸出軸為螺紋螺桿；左右兩個后肢桿的根端有一個膨大的滑動球，滑動球上開有螺紋孔，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿從滑動球的螺紋孔中穿過，螺紋孔與螺紋螺桿嚙合， 雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿的轉動可以驅動兩個滑動球在后肢導軌管內(nèi)向中間靠近或向兩邊分開，兩個滑動球可以牽引左右兩個后肢桿在螺紋線形導軌槽和直線形導軌槽之間滑動，左后肢桿的末端和右后肢桿的末端向中間彎曲，左后肢桿和右后肢桿的末端分別固定安裝著左滾動足、右滾動足，左滾動足和右滾動足的后肢橡膠傳動帶之間的坡面的夾角為60度，當左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管的螺紋線導軌槽向中間移動進入直線形導軌槽的這個過程，左右兩個滾動足由上揚分開的狀態(tài)變?yōu)橄麓箠A緊的狀態(tài)，使左滾動足、右滾動足和腹部橡膠傳動帶三者之間形成正三角形，當左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管的直線形導軌槽向兩側移動進入螺紋線形導軌槽的末端的這個過程，左右兩個滾動足由下垂夾緊的狀態(tài)變?yōu)樯蠐P分開的狀態(tài)；所述的左右兩個滾動足都包括滾動足支架、后肢橡膠傳動帶和兩個后肢輥子，其中右滾動足還包括旋轉電機、曲輪連桿機構和焊縫質量檢測頭，左右兩個滾動足的后肢橡膠傳動帶和兩個后肢輥子均構成傳動帶的結構，右滾動足的其中一個后肢輥子的軸的一端固定連接一個旋轉齒輪，另一端固定連接一個傘齒輪，右滾動足支架上安裝有一個旋轉電機和曲輪連桿機構，曲輪的軸的另一端固定一個往返傘齒輪，該往返傘齒輪與后肢輥子軸上固定安裝的傘齒輪嚙合，旋轉電機通過齒輪與旋轉齒輪嚙合，右滾動足旋轉電機的轉動將帶動后肢橡膠傳動帶，可以使這種用于管外焊縫檢測的爬管機器人的以右滾動足為主動，左滾動足為從動的方式整體圍繞管道旋轉，同時后肢輥子通過傘齒輪的傳動又帶動曲輪連桿機構上的焊縫質量檢測頭做周期往返運動，從而使爬管機器人完成圍繞管道旋轉的同時進行焊縫檢測的任務。


[0008]圖1是本實用新型實施例示意圖。[0009]圖2是圖1的前肢分解示意圖。[0010]圖3是圖1的后肢分解示意圖。[0011]圖4是圖3中的右滾動足沈的分解示意圖。[0012]圖5 圖7是本實用新型攀爬L形管的動作步驟分解圖。[0013]圖8 圖10是本實用新型攀爬T形管的動作步驟分解圖。[0014]圖11 圖13是本實用新型攀爬十字形管的動作步驟分解圖。[0015]圖14是本實用新型后肢處于上揚松開管道時的后視示意圖。[0016]圖15是本實用新型后肢夾處于下垂夾緊管道時的后視示意圖。[0017]圖例說明1-蓋頂，2-固定夾板，3-電路板，4-后驅電機，5-齒輪，6-后端腹部輥子，7-腹部橡膠傳動帶，8-前端腹部輥子，9-抬頭電機，10-齒輪，11-前肢導軌管，12-螺紋螺桿，13-右前肢桿，14-前肢橡膠棍子，15-雙輸出軸直線電機，16-抬頭齒輪，17-直線形導軌槽，18-左前肢桿，19-滑動球，20-后肢導軌管，21-雙輸出軸直線電機，22-螺紋螺桿， 23-左后肢桿，24-右后肢桿，25-左滾動足，26-右滾動足，27-螺紋線形導軌槽，28-直線形導軌槽，29-滑動球，30-右滾動足支架，31-旋轉電機，32-后肢輥子，33-后肢橡膠傳動帶， 34-齒輪，35-旋轉齒輪，36-傘齒輪，37-往返傘齒輪，38-曲輪，39-連桿，40-焊縫質量檢測頭，41-后驅齒輪。
具體實施方式
[0018]下面根據(jù)附圖對本實用新型的實施例進一步說明。[0019]如圖所示，本實用新型包括基體、安裝在基體上的前肢和后肢；[0020]所述的基體包括蓋頂1、兩側的固定夾板2、腹部橡膠傳動帶7、兩個腹部輥子以及安裝在蓋頂1上部的電路板3、抬頭電機9和后驅電機4，其中兩側的固定夾板2前端對開兩個粗的圓孔，后端對開有兩個細的圓孔；腹部輥子分為前端腹部輥子8和后端腹部輥子 6，后端腹部輥子6是兩端帶有凸軸的柱體，其直徑從兩頭向中間漸變的變小，它位于固定夾板2的后端，其兩端的凸軸穿過固定夾板2后端的兩個細的圓孔，它與固定夾板2之間是滑動連接，前端腹部輥子8是一個上下兩個柱面帶有通孔的柱體，柱體的直徑從兩頭向中間漸變的變小，通孔直徑不變，前端腹部輥子8位于固定夾板2的前端，腹部橡膠傳動帶7 裹住前后兩個腹部輥子；蓋頂1上部的前端和后端分別安裝有抬頭電機9和后驅電機4，后端腹部輥子6的軸的一側固定連接一個后驅齒輪41，后驅電機4通過齒輪5與后驅齒輪41 嚙合，腹部橡膠傳動帶7、前端腹部輥子8和后端腹部輥子6形成傳動帶的結構，電路板3上的控制電路控制本實用新型所涉及到的所有電機。[0021]所述的前肢包括前肢導軌管11、左前肢桿18、右前肢桿13、前肢橡膠輥子14、雙輸出軸直線電機15，其中前肢導軌管11前面兩端對稱的開有直線形導軌槽17 ；前肢導軌管 11穿過固定夾板2前端的對開的粗的圓孔，與固定夾板2之間是滑動連接，前肢導軌管11 的一側固定連接一個抬頭齒輪16，蓋頂1上部前端的抬頭電機9通過齒輪10與抬頭齒輪 16嚙合，前述的前端腹部輥子8滑動套接在前肢導軌管11的外側，前肢導軌管11內(nèi)部中間固定安裝有雙輸出軸直線電機15，雙輸出軸直線電機15兩端的輸出軸為螺紋螺桿12 ；左右兩個前肢桿的形狀為“E”形，左右兩個前肢桿的中間部位有一個膨大的滑動球19，滑動球 19上開有螺紋孔，雙輸出軸直線電機15的螺紋螺桿12從滑動球19的螺紋孔中穿過，螺紋孔與螺紋螺桿12嚙合，左右兩個前肢桿的三個末端上滑動套接前肢橡膠輥子14，左前肢的前肢橡膠棍子14與右前肢的前肢橡膠棍子14夾角為60度，左右兩個前肢桿可以沿著直線形導軌槽17向中間滑動夾緊也可以向兩側滑動松開，當左右兩個前肢桿從兩側向中間滑動夾緊管道時，左前肢桿18末端的三個前肢橡膠棍子14、右前肢桿13末端的三個前肢橡膠棍子14與腹部橡膠傳動帶7三者包夾管道，三者之間形成一個正三角形。[0022]所述的后肢包括后肢導軌管20、左后肢桿23、右后肢桿M、雙輸出軸直線電機21 和用于夾緊管道并在管道上橫向滾動的左滾動足25和右滾動足沈，其中后肢導軌管20后面兩端對稱的開有一段螺紋線形導軌槽27和一段直線形導軌槽觀，每一側的螺紋線形導軌槽27和直線形導軌槽觀的銜接是平滑的，左右兩個后肢桿可以平滑的在螺紋線形導軌槽27和直線形導軌槽觀之間滑動；后肢導軌管20內(nèi)部中間固定安裝有一個雙輸出軸直線電機21，雙輸出軸直線電機21兩端的輸出軸為螺紋螺桿22 ；左后肢桿23和右后肢桿M的根端有一個膨大的滑動球四，滑動球四上開有螺紋孔，螺紋孔與雙輸出軸直線電機21的螺紋螺桿22嚙合，左后肢桿23的末端和右后肢桿M的末端向中間彎曲，左后肢桿23和右后肢桿M的末端分別固定安裝著左滾動足25、右滾動足沈，左滾動足25和右滾動足沈的后肢橡膠傳動帶33之間的坡面的夾角為60度，當左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20的螺紋線導軌槽27向中間移動進入直線形導軌槽觀的這個過程，左右兩個滾動足由上揚分開的狀態(tài)變?yōu)橄麓箠A緊的狀態(tài)，使左滾動足25、右滾動足沈和腹部橡膠傳動帶7三者之間形成正三角形，如圖15所示，當左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20的直線形導軌槽觀向兩側移動進入螺紋線形導軌槽27的末端的這個過程，左右兩個滾動足由下垂夾緊的狀態(tài)變?yōu)樯蠐P松開的狀態(tài)，如圖14所示；所述的左右兩個滾動足包括滾動足支架、后肢橡膠傳動帶33和兩個后肢輥子32，其中右滾動足沈還包括旋轉電機31、曲輪連桿機構和焊縫質量檢測頭40，右滾動足沈的后肢輥子32的軸的一端固定連接一個旋轉齒輪35，另一端固定連接一個傘齒輪36，旋轉電機31固定安裝在右滾動足支架30上，右滾動足支架30上還安裝有曲輪連桿機構，曲輪38軸的另一端固定一個往返傘齒輪37，該往返傘齒輪37與后肢輥子32軸上固定安裝的傘齒輪36嚙合，旋轉電機31通過齒輪34與旋轉齒輪35嚙合，當左右兩個滾動足處于下垂夾緊管道狀態(tài)時，右滾動足26的旋轉電機31的轉動將帶動后肢橡膠傳動帶33，使這種用于管外焊縫檢測的爬管機器人以右滾動足沈為主動，左滾動足25 為從動的方式整體圍繞管道旋轉，同時后肢輥子32通過傘齒輪36的傳動又帶動曲輪連桿機構上的焊縫質量檢測頭40做周期往返運動，從而使這種爬管機器人完成圍繞管道旋轉的同時進行焊縫檢測的任務。[0023]這種用于管外焊縫檢測的爬管機器人的攀爬管道的工作原理為[0024]一、基本動作綜述[0025]1、前進后退[0026]當右前肢桿13末端的三個前肢橡膠棍子14與左前肢桿18末端的三個前肢橡膠棍子14處于下垂夾緊管道狀態(tài)，同時當右后肢桿M末端的右滾動足沈與左后肢桿23末端的左滾動足25處于下垂夾緊管道狀態(tài)時，腹部橡膠傳動帶7貼緊管道，這時，只需要電路板3上的控制電路控制后驅電機4的正反轉，使后驅電機4通過齒輪驅動后端腹部輥子6 即可驅使爬管機器人完成前進和后退的動作，當前肢與后肢夾緊管道的力度足夠大時，可以在管道上直上直下。[0027]2、前肢夾緊、松開管道[0028]電路板3上的控制電路控制前肢導軌管11內(nèi)的雙輸出軸直線電機15的正反轉即可驅動左右兩個前肢桿沿著前肢導軌管11上開有的直線形導軌槽17向中間移動或向兩端移動，從而可以使左前肢桿18末端的三個平行前肢橡膠棍子14與右前肢桿13末端的三個平行前肢橡膠棍子14夾緊管道或松開管道；7[0029]3、前肢上揚、下落[0030]電路板3上的控制電路控制抬頭電機9的正反轉，即可驅動抬頭齒輪16的正反轉，由于抬頭齒輪16固定在前肢導軌管11上，且前肢導軌管11與固定夾板2之間是滑動的，又由于左右兩個前肢桿卡在前肢導軌管11的導軌槽中，所以當控制電路控制抬頭電機 9正反轉時，爬管機器人的左右兩個前肢桿表現(xiàn)為上揚或者下落。[0031]4、后肢夾緊、松開管道[0032]電路板3上的控制電路控制后肢導軌管20內(nèi)的雙輸出軸直線電機21的正反轉即可驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀分別向兩端移動或者驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀向中間移動；當驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀分別向兩端移動時，左右兩個滾動足在左右兩個后肢桿的帶動下向兩端分開，這個過程表現(xiàn)為后肢松開管道；當驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀向中間移動時，左右兩個滾動足在左右兩個后肢桿的帶動下向中間夾緊，這個過程表現(xiàn)為后肢夾緊管道。[0033]5、后肢上揚、下落[0034]電路板3上的控制電路可以控制后肢導軌管20內(nèi)的雙輸出軸直線電機21的正反轉，雙輸出軸直線電機21的正反轉可以驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀分別向兩端滑動進入螺紋線形導軌槽27或者驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的螺紋線形導軌槽27從兩端滑動進入中間部位的直線形導軌槽觀；當驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的直線形導軌槽觀分別向兩端滑動進入螺紋線形導軌槽27直至導軌槽的末端時，后肢由垂直向下的狀態(tài)上揚直至變?yōu)榇怪背系臓顟B(tài)，這個過程表現(xiàn)為后肢上揚；當驅動左右兩個后肢桿沿著后肢導軌管20上開有的螺紋線形導軌槽27滑動進入中間部位的直線形導軌槽觀時，后肢由垂直朝上的狀態(tài)下落直至變?yōu)榇怪毕蛳碌臓顟B(tài)，這個過程表現(xiàn)為后肢下垂。[0035]6、圍繞管道旋轉[0036]旋轉電機31通過齒輪34與右滾動足沈的后肢輥子32軸末端的旋轉齒輪35嚙合，當旋轉電機31轉動時，可以驅動右滾動足沈的后肢輥子32轉動，從而帶動后肢橡膠傳動帶33 ；當后肢處于下垂夾緊的狀態(tài)時，電路板3上的控制電路控制旋轉電機31的正反轉即可實現(xiàn)以右滾動足26為主動、左滾動足25為從動驅動爬管機器人在管道上逆時針旋轉或者順時針旋轉，由于右滾動足26的后肢輥子32 —端的傘齒輪36與曲輪38上的往返傘齒輪37嚙合，所以右滾動足沈的滾動同時可以帶動曲輪連桿機構上的焊縫質量檢測頭40 做往返運動，爬管機器人的旋轉運動既可以圍繞管道旋轉檢測焊縫還可以小幅度的圍繞管道轉動以矯正姿態(tài)。[0037]二、攀爬各種管道的動作步驟[0038]1、攀爬直管的情況[0039]當右前肢桿13末端的三個前肢橡膠棍子14與左前肢桿18末端的三個前肢橡膠棍子14處于下垂夾緊管道狀態(tài)，同時當右后肢桿M末端的右滾動足沈與左后肢桿23末端的左滾動足25處于下垂夾緊管道狀態(tài)時，腹部橡膠傳動帶7貼緊管道，這時，執(zhí)行前述的前進后退動作可使爬管機器人執(zhí)行前進和后退的動作，當前肢與后肢夾緊管道的力度足夠大時，可以在管道上直上直下。[0040]2、攀爬L形管和T形管的情況[0041]當攀爬L形管時，以爬管機器人從A管爬到B管為例，如圖5所示當前爬管機器人在A管上，爬管機器人首先通過執(zhí)行旋轉動作矯正姿態(tài)，使爬管機器人的前肢對正B管， 為前肢順利抱住B管做準備，當爬管機器人的基體與B管在一個平面時，爬管機器人對準了 B管，此時，前肢執(zhí)行松開管道動作然后執(zhí)行上揚動作直至前肢與B管平行，然后爬管機器人在后肢仍然抱緊A管的情況下執(zhí)行前進動作，當腹部橡膠傳動帶7頂住B管時，執(zhí)行前肢夾緊動作，夾緊管道后爬管機器人的狀態(tài)如圖6所示；然后爬管機器人執(zhí)行后肢松開動作， 此時，同時執(zhí)行前進動作和前肢下落動作，因為前肢此時抱緊管道，所以執(zhí)行前肢下落的動作將導致腹部橡膠傳動帶7貼近管道爬管機器人的狀態(tài)如圖7所示；當腹部橡膠傳動帶7 完全與B管平行時，執(zhí)行后肢夾緊動作，此時，爬管機器人已經(jīng)完全從A管移動到B管了。[0042]當攀爬T形管時，如圖8所示，當爬管機器人從A管爬到B管時，原理與攀爬L形管時相同；當從A管爬到C管時，首先通過執(zhí)行旋轉動作矯正姿態(tài)，使爬管機器人移動到B 管的對面一側即如圖8所示的位置，然后執(zhí)行前進動作，當前肢桿碰到B管時，執(zhí)行前肢松開動作，然后執(zhí)行前進動作如圖9所示，當后肢碰到B管時，執(zhí)行前肢夾緊動作再執(zhí)行后肢松開動作然后執(zhí)行前進動作如圖10所示，當爬管機器人完全移動到C管時執(zhí)行后肢夾緊動作，此時完成從T形管的A管攀爬到C管的任務。[0043]3、攀爬十字形管的情況[0044]當攀爬十字形管時，如圖11所示，當爬管機器人從A管爬到B管時，原理與攀爬L 形管時相同；當從A管爬到D管時，原理與攀爬L形管時相同；當從A管爬到C管時，首先通過執(zhí)行旋轉動作矯正姿態(tài)，使爬管機器人移動到十字管的一側即達到圖11的位置，然后執(zhí)行前進動作，當前肢桿碰到B管和D管時，執(zhí)行前肢松開動作再執(zhí)行前肢上揚的動作直至前肢處于垂直朝上的狀態(tài)如圖12所示，然后執(zhí)行前進動作，當后肢碰到B管和D管時，執(zhí)行前肢下落動作再執(zhí)行前肢夾緊動作然后執(zhí)行后肢松開動作然后執(zhí)行后肢上揚動作直至后肢處于垂直朝上的狀態(tài)如圖13所示(圖14為爬管機器人的后視圖)，然后執(zhí)行前進動作，當爬管機器人完全移動到C管時執(zhí)行后肢下落動作然后執(zhí)行后肢夾緊動作，此時完成從十字形形管的A管攀爬到C管的任務。
權利要求1.一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人，其特征在于，它是由基體、前肢和后肢組成；其中所述的基體包括蓋頂、兩側的固定夾板、腹部橡膠傳動帶、前端腹部輥子、后端腹部輥子以及安裝在蓋頂上部的電路板、抬頭電機和后驅電機，其中兩側的固定夾板前端對開兩個粗的圓孔，后端對開有兩個細的圓孔，中間部位對開有兩個帶鍵槽的圓孔；蓋頂與兩側的固定夾板通過螺釘固定連接；蓋頂上部的前端和后端分別安裝有抬頭電機和后驅電機；所述的前肢包括前肢導軌管、左前肢桿、右前肢桿、前肢橡膠輥子、雙輸出軸直線電機， 其中前肢導軌管是兩端對稱的開有直線形導軌槽的圓管；前肢導軌管穿過固定夾板前端的對開的粗的圓孔，與固定夾板之間是滑動連接，前肢導軌管上固定連接一個抬頭齒輪，蓋頂上部前端的抬頭電機通過齒輪與抬頭齒輪嚙合，前肢導軌管內(nèi)部中間固定安裝有雙輸出軸直線電機，雙輸出軸直線電機兩端的輸出軸為螺紋螺桿；左右兩個前肢桿的形狀為“E”形， 左右兩個前肢桿的中間部位有一個膨大的滑動球，滑動球上開有螺紋孔，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿從滑動球的螺紋孔中穿過，螺紋孔與螺紋螺桿嚙合，雙輸出軸直線電機的螺桿的轉動可以驅動兩個滑動球在前肢導軌管內(nèi)向中間靠近或向兩側分開，兩個滑動球可以牽引左右兩個前肢桿沿著直線形導軌槽向中間滑動夾緊管道或向兩邊滑動松開管道；所述的后肢包括后肢導軌管、左后肢桿、右后肢桿、雙輸出軸直線電機和左右兩個滾動足，其中后肢導軌管是兩端對稱的開有一段螺紋線形導軌槽和一段直線形導軌槽的圓管， 每一側的螺紋線形導軌槽和直線形導軌槽的銜接是平滑的；后肢導軌管與固定夾板之間通過螺釘固定連接，后肢導軌管內(nèi)部中間固定安裝有一個雙輸出軸直線電機，雙輸出軸直線電機兩端的輸出軸為螺紋螺桿；左右兩個后肢桿的根端有一個膨大的滑動球，滑動球上開有螺紋孔，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿從滑動球的螺紋孔中穿過，螺紋孔與螺紋螺桿嚙合，雙輸出軸直線電機的螺紋螺桿的轉動可以驅動兩個滑動球在后肢導軌管內(nèi)向中間靠近或向兩邊分開，兩個滑動球可以牽引左右兩個后肢桿在螺紋線形導軌槽和直線形導軌槽之間滑動。
2.如權利要求1所述的一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人，其特征在于所述的后端腹部輥子是兩端帶有凸軸的柱體，其直徑從兩頭向中間漸變的變小，凸軸穿過固定夾板的后端對開的細的圓孔，其中一端的凸軸固定連接一個后驅齒輪；所述的前端腹部輥子是一個上下兩個柱面帶有通孔的柱體，柱體的直徑從兩頭向中間漸變的變小，通孔的直徑從兩頭向中間為固定不變的，它滑動套接在前肢導軌管的外側；所述的腹部橡膠傳動帶裹住前后兩個腹部輥子，腹部橡膠傳動帶、前端腹部輥子和后端腹部輥子之間形成傳動帶的結構，這個傳動帶的結構通過安裝在蓋頂上的后驅電機來驅動，這個傳動帶用來驅使這種用于管外焊縫檢測的爬管機器人在管道上前進和后退。
3.如權利要求1所述的一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人，其特征在于所述的左右兩個前肢桿的三個末端上分別滑動套接一個橡膠材質的前肢橡膠輥子，左前肢的三個前肢橡膠棍子與右前肢的三個前肢橡膠棍子夾角為60度；所述的左后肢桿的末端和右后肢桿的末端向中間彎曲，左后肢桿和右后肢桿的末端分別固定安裝著左滾動足、右滾動足， 左滾動足和右滾動足的后肢橡膠傳動帶之間的坡面的夾角為60度。
4.如權利要求3所述的一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人，其特征在于所述的左右兩個滾動足都包括滾動足支架、后肢橡膠傳動帶和兩個后肢輥子，其中右滾動足還包括旋轉電機、曲輪連桿機構和焊縫質量檢測頭，左右兩個滾動足的后肢橡膠傳動帶和兩個后肢輥子均構成傳動帶的結構，右滾動足支架上固定安裝一個旋轉電機和曲輪連桿機構， 連桿的末端安裝有一個焊縫質量檢測頭，右滾動足支架上開有一個槽，焊縫質量檢測頭可以在這個槽中做往返運動，曲輪的軸的另一端固定一個往返傘齒輪，該往返傘齒輪與后肢輥子軸上固定安裝的傘齒輪嚙合，右滾動足的旋轉電機的轉動可以使右滾動足為主動，左滾動足為從動的帶動這種用于管外焊縫檢測的爬管機器人整體圍繞管道旋轉，同時可以使曲輪連桿機構上的焊縫質量檢測頭做周期往返運動，從而使爬管機器人完成圍繞管道旋轉的同時進行焊縫檢測的任務。
專利摘要本實用新型公開了一種可用于管外焊縫檢測的爬管機器人，它包括基體、前肢和后肢，其中基體包括蓋頂、固定夾板、腹部橡膠傳動帶、腹部輥子、電路板和電機，前肢包括前肢導軌管、左右前肢桿、前肢橡膠輥子、直線電機，后肢包括后肢導軌管、左右后肢桿、直線電機和左右滾動足；前肢穿過固定夾板前端對開的粗圓孔，并與固定夾板是滑動連接，后肢穿過固定夾板中間的帶鍵槽的圓孔，并與固定夾板是固定連接，前肢和后肢可以做出上揚、下落、夾緊管道和松開管道四個動作，腹部橡膠傳動帶與腹部輥子形成傳動帶結構。本實用新型可以在直管、L形管、T形管和十字形管等多種管型攀爬，并且可以在焊縫處圍繞管道旋轉同時進行焊縫檢測。
文檔編號B62D57/02GK202272092SQ201120397529
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權日2011年10月18日
發(fā)明者樊炳輝, 紀鵬, 袁呈芝, 閔鳳 申請人:紀鵬