本實(shí)用新型屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體的說，涉及了一種管道爬行機(jī)器人。

背景技術(shù)：

在科技社會逐步邁向“工業(yè)4.0”的今天，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，其研究和應(yīng)用水平已成為衡量國家科技發(fā)展水平（尤其是工業(yè)自動化、智能化水平）的重要標(biāo)志之一。在形形色色的機(jī)器人中，管道爬行機(jī)器人是比較特殊的一種。由于我國現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及國防領(lǐng)域中使用著大量管道，如在石油、化工、能源、冶金、國防以及航空航天等行業(yè)中有大量的孔類和管類零部件諸如蒸汽發(fā)生器熱交換管、坦克火炮炮膛等，需要對管內(nèi)輪廓、缺陷、損傷等情況進(jìn)行探索和檢測，而多數(shù)管道安裝環(huán)境復(fù)雜、管內(nèi)工況狹小，不允許人們直接介入，使得管道質(zhì)量檢測和故障診斷比較困難。目前管道爬行機(jī)器人大多數(shù)是多足驅(qū)動方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制要求高，并且要求管道內(nèi)徑比較大，在細(xì)長管道內(nèi)部很難正常工作。

為了解決上述問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種管道爬行機(jī)器人。

本實(shí)用新型解決的第一個(gè)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定，體型微小輕便的管道爬行機(jī)器人，它包括控制器、主氣缸、兩個(gè)雙向氣缸和兩對橫向驅(qū)動足，其中，所述的控制器控制所述主氣缸和所述雙向氣缸的動作，其中一個(gè)所述雙向氣缸設(shè)置在所述主氣缸的伸縮桿外端，另一個(gè)所述雙向氣缸設(shè)置在所述主氣缸的另一端；兩個(gè)所述雙向氣缸的伸縮桿外端分別與兩對所述橫向驅(qū)動足連接，所述雙向氣缸的伸縮桿分別與所述主氣缸的伸縮桿垂直。每個(gè)所述雙向氣缸分別與一對所述橫向驅(qū)動足連接，所述雙向氣缸的伸縮桿運(yùn)動從而帶動所述橫向驅(qū)動足的伸縮；所述主氣缸與所述雙向氣缸連接，通過所述主氣缸的伸縮桿的伸縮運(yùn)動控制所述雙向氣缸運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)管道爬行機(jī)器人的縱向爬行；所述橫向驅(qū)動足通過與管道內(nèi)壁的接觸壓力產(chǎn)生靜摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)在管道爬行機(jī)器人爬行過程中對管道內(nèi)壁的“抓附”。

為了提高管道爬行機(jī)器人對管道的附著力和與管道的接觸面積，所述橫向驅(qū)動足外側(cè)面為弧面。

進(jìn)一步的，所述橫向驅(qū)動足外側(cè)設(shè)置有防滑涂層或防滑膜套。

為了能夠換向和適應(yīng)彎曲管道的探索，所述主氣缸通過兩個(gè)柔性聯(lián)軸器分別與一對所述雙向氣缸連接。

為了實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)部的探索和信息圖像傳輸，它還包括有光源、攝像頭以及為所述光源、所述攝像頭供電的電源。

為了便于控制機(jī)器人的速度，本實(shí)用新型還包括有與所述控制器連接的電磁閥，所述電磁閥控制控制所述主氣缸和所述雙向氣缸供氣量和供氣流速，以便控制所述機(jī)器人的動作和動作快慢。

本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說，本實(shí)用新型通過雙向氣缸實(shí)現(xiàn)在管道內(nèi)的縱向爬動，結(jié)構(gòu)緊湊。進(jìn)一步說，所述的橫向驅(qū)動足外側(cè)面為弧面并設(shè)置有防滑涂層或防滑膜套，增大了與管道的靜摩擦力爬抓牢固，不易損壞。再一步說，所述主氣缸通過兩個(gè)柔性聯(lián)軸器與一對所述雙向氣缸連接，可以適應(yīng)彎曲管道的爬行，適用范圍廣。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體型微小輕便、爬抓牢固和適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.主汽缸，2a.前側(cè)的所述雙向氣缸，2b.后側(cè)的所述雙向氣缸,3a.前側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足，3b.后側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足，4a.前側(cè)的所述柔性聯(lián)軸器，4b.后側(cè)的所述柔性聯(lián)軸器，5.光源，6.攝像頭。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種管道爬行機(jī)器人，包括控制器,主氣缸1,兩個(gè)雙向氣缸包括前側(cè)的所述雙向氣缸2a和后側(cè)的所述雙向氣缸2b,兩對橫向驅(qū)動足包括前側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足3a和后側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足3b，其中，所述的控制器控制所述主氣缸1和所述雙向氣缸的動作，后側(cè)的所述雙向氣缸2b設(shè)置在所述主氣缸1的伸縮桿外端，另一個(gè)所述雙向氣缸2a設(shè)置在所述主氣缸1的另一端。在其他實(shí)施例中，也可以將前側(cè)的所述雙向氣缸設(shè)置在所述主氣缸的伸縮桿外端，后側(cè)的所述雙向氣缸設(shè)置在所述主氣缸的另一端。

兩個(gè)所述雙向氣缸的伸縮桿外端分別與兩對所述橫向驅(qū)動足連接，所述雙向氣缸的伸縮桿分別與所述主氣缸1的伸縮桿垂直。

所述橫向驅(qū)動足外側(cè)面為弧面，并設(shè)置有防滑涂層，在其他實(shí)施例中也可以在所述橫向驅(qū)動足外側(cè)面設(shè)置防滑膜套。

所述主氣缸1通過兩個(gè)柔性聯(lián)軸器包括前側(cè)的所述柔性聯(lián)軸器4a和后側(cè)的所述柔性聯(lián)軸器4b分別與前側(cè)的所述雙向氣缸2a、后側(cè)的所述雙向氣缸2b連接。

本實(shí)用新型還包括有光源5、攝像頭6以及為所述光源5、所述攝像頭6供電的電源，所述光源5和攝像頭6設(shè)置在本實(shí)用新型的前側(cè)。

本實(shí)用新型還包括有與所述控制器連接的電磁閥，所述電磁閥控制所述主氣缸1的氣源和所述雙向氣缸的氣源的啟閉。

該管道爬行機(jī)器人的運(yùn)動順序采用以下步驟：

初始狀態(tài)為一對雙向氣缸（2a,2b）均處于伸長狀態(tài)，使得兩對所述橫向驅(qū)動足（3a,3b）分別頂住管道內(nèi)壁并保持相對靜止，主氣缸1處于收縮狀態(tài)。

1） 通過電磁閥和氣源控制前側(cè)的所述雙向氣缸2a的伸縮桿收縮，使前側(cè)的一對橫向驅(qū)動足3a與管道內(nèi)壁脫離接觸，這過程就像人們行走過程中的第一步—抬腳。

2） 通過電磁閥和氣源控制主氣缸1的伸縮桿伸長，使前側(cè)的所述雙向氣缸2a向前位移，同時(shí)保持后側(cè)的所述雙向氣缸2b與管道保持相對靜止不動，這過程就像人們行走過程中的第二步—邁步。

3） 再次通過電磁閥和氣源控制前側(cè)的所述雙向氣缸2a的伸縮桿伸長，使前側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足3a頂住管道內(nèi)壁后保持穩(wěn)定，這過程就像人們行走過程中的第三步—落腳。

4） 通過電磁閥和氣源控制后側(cè)的所述雙向氣缸2b的伸縮桿收縮，使后側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足3b與管道內(nèi)壁脫離接觸，這過程就像人們行走過程中的第四步—抬后腳。

5） 通過電磁閥和氣源控制主氣缸1的伸縮桿收縮，使本實(shí)用新型后側(cè)的所述雙向氣缸2b向前位移，同時(shí)保持前側(cè)的所述雙向氣缸2a與管道保持相對靜止不動，這過程就像人們行走過程中的第五步—后腳邁步。

6） 通過電磁閥和氣源控制雙向氣缸2b的伸縮桿伸長，使后側(cè)的一對所述橫向驅(qū)動足3b頂住管道內(nèi)壁后保持穩(wěn)定，這過程就像人們行走過程中的第六步—落后腳。

經(jīng)過以上步驟，該管道爬行機(jī)器人由初始狀態(tài)向前爬行了一段距離后又回到了初始狀態(tài)，完成了爬行過程的一個(gè)運(yùn)動周期，重復(fù)以上步驟即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的連續(xù)爬行運(yùn)動。后退時(shí)各氣缸的運(yùn)動順序與前進(jìn)時(shí)相反。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。