图片简介:
一种石油管道清理检测机器人，包括行走机构、清理检测机构和控制机构；其中行走机构设有轴心电机，通过电机正反转带动丝杆转动，进而使丝杆滑块及滑杆向两边或中间位移，改变横梁的高度及轮子高度实现变径，以适应不同管径；控制机构设有外壳包裹的控制模块及齿轮组，其控制模块包括电源、电机及单片机，控制机构还通过支架连接在行走机构上，并与行走机构的轴心电机及腿部的压力传感器信息交互；清理检测机构包裹在控制机构外侧，通过设置转轮携带可替换刀具、刷子及检测仪器；本技术总体结构为圆环形，可以有效降低机器人在管道工作时对管道流体流动影响，提高了管道清理检测的效率，具有结构合理、工作高效及实用性强的优点。
技术要求
1.一种石油管道清理检测机器人，包括行走机构、清理检测机构和控制机构；其特征在
于：
所述行走机构包括轴心电机(13)，所述轴心电机(13)为双轴电机，轴心电机(13)外周两端，对称设置有两组围绕轴心电机(13)轴心设置的放射状三脚支架(10)；轴心电机(13)的动力输出端分别通过两侧对称设置的联轴器与两侧丝杆(9)的一端相连接，丝杆(9)的另一端通过轴承与固定支座(12)相连接，两侧的固定支座(12)与轴心电机(13)之间还分别对称设置有固定支杆(11)；两侧的丝杆(9)上分别设置有丝杆滑块(1)，每侧丝杆滑块(1)外周的径向上与放射状均布的滑杆(2)的一端相连接，两侧相对应的滑杆(2)的顶端架设有横梁(3)，横梁(3)两侧分别对称设置有套管(4)，套管(4)内固定设置有弹簧(5)的一端，弹簧(5)的另一端与轮支架轴杆(6)的一端相连接，横梁(3)一侧轮支架轴杆(6)的顶端连接有履带(7)，横梁(3)另一侧轮支架轴杆(6)的顶端连接有轮子(8)；
所述控制机构包括圆环状外壳(23)，所述外壳(23)与支架(10)顶端相连；外壳(23)内设置有三个等距分布的相互啮合的齿轮组(22)，所述齿轮组(22)通过轴杆固定在外壳(23)内侧壁及齿轮组(22)旁边固定设置的控制模块(20)动力输出端，外壳(23)外侧壁设有卡槽(24)；清理检测机构包括转轮(15)，转轮(15)包裹于控制机构外壳(23)的外侧，其底边嵌于卡槽
(24)内，转轮(15)的内壁设有内齿轮(21)，内齿轮21与控制机构的齿轮组(22)相啮合，转轮(15)外侧壁上，每侧设置有多个工具架(16)，伸缩弹簧(18)的一端与工具架(16)内的环形孔
固定连接，伸缩弹簧(18)的另一端与刀具杆(19)相连接，刀具杆(19)上装载有可替换的可替换刀具(14)、刷子(17)或检测仪器。
2.根据权利要求1所述的一种石油管道清理检测机器人，其特征在于：所述履带(7)或轮子(8)内设有压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种石油管道清理检测机器人，其特征在于：所述履带(7)内设
置有第一电源及驱动履带(7)的第一电机，所述第一电源为第一电机供电。
4.根据权利要求1和2所述的一种石油管道清理检测机器人，其特征在于：所述控制模块(20)包括第二电源、开关电路、第二电机及单片机；所述第二电源的电力输出端与开关电
路的电力输入端相连接，所述开关电路的电力输出端与第二电机、轴心电机(13)的电力输入端相连接；所述单片机信号输出端与开关电路的信号输入端相连接，所述开关电路的信号输出端与单片机的信号输入端相连接；所述压力传感器的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，所述单片机的信号输出端与压力传感器的信号输入端相连接。
技术说明书
一种石油管道清理检测机器人技术领域
本技术涉及一种机器人，特别涉及一种石油管道清理检测机器人。背景技术
管道运输作为长距离石油运输的重要方式，极大的降低了石油运输成本，但是管道运输也存在诸多问题，最为突出的就是管道维护的问题。石油作为一种高粘度的流体并且含有原油、天然气和水等介质，很容易造成管道阻塞，从而增大了管道运输的阻力，但是仍会有一部分成分会析出蜡，导致管道堵塞，并且复杂的成分会导致管道产生电化学腐蚀，轻则管道泄漏，重则管道爆裂，污染环境。因此对石油运输管道进行定期清理和检测是必须的。
由于石油运输管道埋在地底，人工清理检测几乎不可能实现，因此便有了机器人清理检测，它可以代替人在管道中进行清理检测。众所周知，管道内流体越靠近管道中心流速越快，而一般管道清理机器人的主体结构呈圆柱形，在工作时主体结构在管道中心，会阻碍流体流动，导致管内阻力升高。技术内容
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提出了一种石油管道清理检测机器人，机器人的主体结构为圆环形，能够避开管道中心的流体，整体结构更贴近管壁，并且可以同时搭载各种刀具和检测仪器，对管道进行清理和检测时对管道流体的影响小，结构更稳定，各种清理检测部件更换简单；具有结构合理、工作高效及实用性强的优点。
为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
一种石油管道清理检测机器人，包括行走机构、清理检测机构和控制机构；
所述行走机构包括轴心电机13，所述轴心电机13为双轴电机，轴心电机13外周两端，对称设置有两组围绕轴心电机13轴心设置的放射状三脚支架10；轴心电机13的动力输出端分别通过两侧对称设置的联轴器与两侧丝杆9的一端相连接，丝杆9的另一端通过轴承与固定支座12相连接，两侧的固定支座12与轴心电机13之间还分别对称设置有固定支杆
11；两侧的丝杆9上分别设置有丝杆滑块1，每侧丝杆滑块1外周的径向上与放射状均布的
滑杆2的一端相连接，两侧相对应的滑杆2的顶端架设有横梁3，横梁3两侧分别对称设置有套管4，套管4内固定设置有弹簧5的一端，弹簧5的另一端与轮支架轴杆6的一端相连接，横梁3一侧轮支架轴杆6的顶端连接有履带7，横梁3另一侧轮支架轴杆6的顶端连接有轮子8；
所述控制机构包括圆环状外壳23，所述外壳23与支架10顶端相连；外壳23内设置有三个等距分布的相互啮合的齿轮组22，所述齿轮组22通过轴杆固定在外壳23内侧壁及齿轮组
22旁边固定设置的控制模块20动力输出端，外壳23外侧壁设有卡槽24；
清理检测机构包括转轮15，转轮15包裹于控制机构外壳23的外侧，其底边嵌于卡槽24内，转轮15的内壁设有内齿轮21，内齿轮21与控制机构的齿轮组22相啮合，转轮15外侧壁上，每侧设置有多个工具架16，伸缩弹簧18的一端与工具架16内的环形孔固定连接，伸缩弹簧18的另一端与刀具杆19相连接，刀具杆19上装载有可替换的可替换刀具14、刷子17或检测仪器。
所述履带7或轮子8内设有压力传感器。
所述履带7内设置有第一电源及驱动履带7的第一电机，所述第一电源为第一电机供电。所述控制模块20包括第二电源、开关电路、第二电机及单片机；所述第二电源的电力输出端与开关电路的电力输入端相连接，所述开关电路的电力输出端与第二电机、轴心电机13的电力输入端相连接；所述单片机信号输出端与开关电路的信号输入端相连接，所述开关电路的信号输出端与单片机的信号输入端相连接；所述压力传感器的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，所述单片机的信号输出端与压力传感器的信号输入端相连接。
本技术的有益效果在于：
本技术通过设置行走机构、清理检测机构和控制机构，实现对石油管道进行清理和检测；其中行走机构设有轴心电机13，丝杆9、支杆11及支架10围绕轴心电机设置；其中横梁3通过滑杆2与丝杆滑块1连接，丝杆滑块1在丝杆9在轴心电机13的驱动下轴向位移，实现机器人作业过程中径向上的伸缩调节；履带7及轮子8分别借助弹簧5及轮支架轴杆6连在横杆3上，履带7内设置独立的电源及第一电机可以控制驱动机器人在管道内行走；控制机构包括圆环状外壳23，其内部设置有控制模块20及齿轮组22，根据压力传感信号，对电机运转进行控制，实现机器人在管道内的行走、伸缩及转动；清理检测机构包括包裹在控制机构外侧的转轮15，转轮15外侧壁设置的多个工具架16，通过刀具杆19携带可替换刀具14、刷子17及检测仪器；清理检测机构在控制机构的控制驱动下对管道内壁清理及检测；而可替换刀具14、刷子17及检测仪器，可以根据工作需要进行替换，实现对管道的粗清理、细清理及管道检测。
本技术行走机构腿部垂直于管壁，所以机器人腿部的压力即为轮子对管壁的正压力，使得机器人的腿部可以与管壁有足够的贴紧力；机器人工作时腿部因流体的冲击而产生弯曲应力，腿越长弯曲应力越大，机器人总体为圆环形的结构，减小腿部与管壁距离，可以有效解决流体对机器人冲击力太大而产生的腿部弯曲强度问题，保持机器人的稳定而不会被冲走。
本技术总体结构为圆环形，可以有效降低机器人在管道工作时，机器人对管道流动的阻碍效果；由于流体在管道中流动的过程中，流体在管道中速度的分布是越靠近管道壁面，流体的流速越慢，越靠近管道中心，流体的流速越快；而机器人主体部分比较靠近管壁，因此冲击在机器人主体部分的速度较低，流体对机器人的冲击力也较小，相对的，机器人对流体的阻力也比较小，流体在管道中流动的阻力也比较小。综上，本技术具有结构合理、工作高效及实用性强的优点。附图说明
图1是本技术石油管道清理检测机器人结构示意图。图2是本技术行走机构结构示意图。图3是本技术清理机构结构示意图。
石油管道清理检测机器人的制作流程
