本实用新型涉及一种攀爬装置，特别是涉及一种多杆并联式攀爬装置。
背景技术：
井口平台作为海洋石油开采作业中的重要装备，在现代海洋开发中扮演着重要角色。大部分海洋石油井口平台都是由钢质管桩、导管架和甲板组成的固定式桩基导管架平台。井口平台的导管架为海洋生物的生长提供了一个理想的场所，附着的海洋生物严重影响了导管架的性能，给安全生产带来巨大的威胁。因此必须对导管架上的海洋生物进行定期清理，目前主要采用人工清理的方法，但人工清理效率极低，而且对工作人员的生命安全产生一定的威胁，安全性差。
技术实现要素：
本实用新型针对现有导管架需要人工清理、安全性差和效率低的技术问题，提供一种代替人工自动在导管架上爬行、安全性好和效率高的多杆并联式攀爬装置。
为此，本实用新型的技术方案是，设有中心机架、运动杆机构和夹紧装置，夹紧装置有两个，分别为上夹紧装置、下夹紧装置；运动杆机构的一端与中心机架连接，运动杆机构的另一端分别与上夹紧装置、下夹紧装置连接。
优选地，运动杆机构设有四个连接杆、两个摆动杆，四个连接杆分别为第一上连接杆、第二上连接杆、第一下连接杆和第二下连接杆，两个摆动杆分别为第二摆动杆、第四摆动杆；第一上连接杆、第二上连接杆、第一下连接杆和第二下连接杆的一端均与中心机架铰接，第一上连接杆、第二上连接杆的另一端均与上夹紧装置铰接，第一下连接杆、第二下连接杆的另一端均与下夹紧装置铰接；第二上连接杆、第二下连接杆分别通过二摆动杆、第四摆动杆与中心机架铰接。
优选地，运动杆机构还设有两个摆动杆，分别是第一摆动杆、第三摆动杆，第一上连接杆通过第一摆动杆与上夹紧装置的支架连接，第一下连接杆通过第三摆动杆与下夹紧装置的支架连接。
优选地，摆动杆包括摇杆、推杆，第一上连接杆、第二上连接杆、第一下连接杆和第二下连接杆的中间设有第一电机，摇杆的一端与第一电机的电机轴连接，摇杆的另一端与推杆的一端铰接。
优选地，还设有旋转装置，下夹紧装置通过旋转装置与运动杆机构连接，旋转装置设有旋转平台、弧形槽装置，旋转平台下方设有第二电机，第二电机设在弧形槽装置内，第二电机的轴端设有齿轮，弧形槽装置的槽内部一侧设有与齿轮相配合的齿道。
优选地，夹紧装置设有夹紧盘和设置在夹紧盘前方的夹紧臂，夹紧盘设有安置孔，安置孔内安装有第三电机，第三电机的电机轴与夹紧臂连接。
优选地，安置孔的数量为四个，第三电机的数量为四个。
优选地，夹紧臂包括对称设置的左夹紧臂、右夹紧臂，左夹紧臂、右夹紧臂均设有摆动臂一、摆动臂二，两个摆动臂一分别与外侧的两个第三电机连接，两个摆动臂二分别与中间的两个第三电机连接；摆动臂一的另一端铰接有连接臂，连接臂的另一端铰接有转动臂；摆动臂二的另一端与转动臂的中间端铰接。
优选地，夹紧臂的夹紧部设有摩擦块。
本实用新型的有益效果是，可代替人工对导管架上的海洋生物进行清理，大大提高了安全性、工作效率：(1)通过控制夹紧装置，可以夹住一定范围内不同直径大小的管道；(2)通过控制旋转装置，可以实现绕管道不同角度旋转；(3)通过控制多杆运动杆机构，可以实现沿Z轴爬行，并让夹紧装置沿X或Y轴摆动，实现弯曲管道爬行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的旋转装置的结构示意图；
图3为本实用新型的下夹紧装置的结构示意图；
图4为本实用新型的上夹紧装置的结构示意图；
图5为本实用新型的爬管状态示意图一；
图6为本实用新型的爬管状态示意图二。
图中符号说明：
1.上推杆；2.上摇杆；3.第一上连接杆；4.第一伺服电机；5.第二伺服电机；6.第二上连接杆；7.中间上摇杆；8.中心机架；9.下推杆；10.中间上推杆；11.下摇杆；12.中间下推杆；13.第一下连接杆；14.第二下连接杆；15.第三伺服电机；16.第四伺服电机；17.中间下摇杆；18.第二支架；19.旋转装置；20.下夹紧装置；21.上夹紧装置；22.第一支架；23.旋转平台；24.齿道；25.齿轮；26.弧形槽装置；27.下夹紧盘；28.安置孔；29.第七伺服电机；30.左摆动臂一；31.左连接臂；32.左摆动臂二；33.左转动臂；34.摩擦块；35.右转动臂；36.右连接臂；37.右摆动臂二；38.右摆动臂一；39.上夹紧盘；40.第五伺服电机；41.左摆动臂一；42.左摆动臂二；43.左连接臂；44.左转动臂；45.摩擦块；46.右转动臂；47.右摆动臂二；48.右连接臂；49.右摆动臂一；50.第六伺服电机。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括中心机架8、运动杆机构、夹紧装置和旋转装置19，运动杆机构一端与中心机架8连接，另一端与夹紧装置连接。夹紧装置包括上夹紧装置21、下夹紧装置20。
运动杆机构包括第一运动杆机构、第二运动杆机构，可向两个坐标轴方向运动。第一运动杆机构与中心机架8连接，第二运动杆机构与第一运动杆机构连接。
第一运动杆机构包括上连接杆、下连接杆、中间上摇杆7、中间上推杆10、中间下摇杆17和中间下推杆12。上连接杆有两个，分别是第一上连接杆3、第二上连接杆6；下连接杆有两个，分别是第一下连接杆13、第二下连接杆14。第一上连接杆3、第二上连接杆6分别与中心机架8上边两角铰接，第一下连接杆13、第二下连接杆14分别与中心机架8下边两角铰接。
第二下连接杆14的中间一侧装有第四伺服电机16，第四伺服电机16的电机轴与中间下摇杆17下端固定，通过电机转动，使中间下摇杆17进行摆动。中间下摇杆17上端通过圆柱销与中间下推杆12的一端铰接，中间下推杆12的另一端与中心机架8铰接。同理，第二上连接杆6的中间一侧装有第二伺服电机5，第二伺服电机5的电机轴与中间上摇杆7上端固定，通过电机转动，使中间上摇杆7进行摆动。中间上摇杆7下端通过圆柱销与中间上推杆10的一端铰接，中间上推杆10的另一端与中心机架8铰接。
第二运动杆机构包括上推杆1、上摇杆2、下摇杆11和下推杆9。第一上连接杆3中间安装有第一伺服电机4，第一伺服电机4的电机轴与上摇杆2下端固定，通过电机转动，带动上摇杆2摆动。将上推杆1的一端通过圆柱销与上摇杆2上端铰接，上推杆1的另一端与上夹紧盘39上的第一支架22铰接。同理，第一下连接杆13中间装有第三伺服电机15，第三伺服电机15的电机轴与下摇杆11下端固定，通过电机转动，带动下摇杆11摆动。将下推杆9的一端通过圆柱销与下摇杆11上端铰接，下推杆9的另一端与下夹紧盘27上的第二支架18铰接。
在爬管过程中，当下夹紧装置20夹紧管道，其中一个下连接杆的伺服电机转动固定，其中一个上连接杆的伺服电机转动，使其中一个上连接杆升高，带动上夹紧装置21升高。通过旋转装置19使上夹紧装置21摆好角度，进行夹紧。然后再相反，上夹紧装置21夹紧，让其中一个上连接杆的伺服电机转动固定，让其中一个下连接杆的伺服电机转动，使其中一个下连接杆升高，带动上夹紧装置21升高。通过旋转装置19使下夹紧装置20摆好角度，进行夹紧。这样反复进行可以沿Z轴往上爬行。
如果遇到弯管或直管，可以通过第二运动杆机构中第一伺服电机4转动，使上摇杆2摆动，拉动上推杆1来带动上夹紧装置21绕X或Y轴弧形转动。若上摇杆2向后摆动，则上夹紧装置21绕X或Y轴向上弧形转动(参考图6)，若上摇杆2向前摆动，则上夹紧装置21绕X或Y轴向下弧形转动。同理可得，第三伺服电机15转动，使下摇杆11摆动，拉动下推杆9来带动下夹紧装置20绕X或Y轴弧形转动。若下摇杆11向后摆动，则下夹紧装置20绕X或Y轴向上弧形转动，若下摇杆11向前摆动，则下夹紧装置20绕X或Y轴向下弧形转动(参考图6)。这样在不同水平面可以通过调整第二运动杆机构摆动角度，配合第一运动杆机构摆动角度，就能使夹紧装置夹住不同方位的管道，实现爬行弯曲管道。
如图2所示，旋转装置19包括旋转平台23、第六伺服电机50和弧形槽装置26。旋转平台23设有固定轴，并通过固定轴与下连接杆铰接；旋转平台23下方的中间安装有第六伺服电机50，第六伺服电机50安装在弧形槽装置26内，第六伺服电机50的轴端装配有齿轮25，弧形槽装置26的槽内部一侧设有与齿轮25相配合的齿道24。
在爬管过程中，如果需要转到另一侧，可以通过转动第六伺服电机50，齿轮25沿着弧形槽装置26内的齿道24转动，带动旋转平台23转动，使中心机架8、运动杆机构、上夹紧装置21和旋转装置19绕管道转动一个角度(参考图5)。通过上夹紧装置21夹紧，通过旋转装置19使下夹紧装置20绕管道转动一定角度，然后下夹紧装置20夹紧，通过旋转装置19使上夹紧装置21绕管道转动一定角度。如此循环，可以实现绕管道任意旋转。
如图3、4所示，夹紧装置包括夹紧盘和设置在夹紧盘前方的夹紧臂，夹紧盘为半圆形，夹紧臂包括对称设置的左夹紧臂、右夹紧臂。本装置设有两个夹紧装置，分别为上夹紧装置21、下夹紧装置20，各自的夹紧盘也分别为上夹紧盘39、下夹紧盘27。
下夹紧装置20的左夹紧臂、右夹紧臂通过第七伺服电机29与下夹紧盘27连接，左夹紧臂、右夹紧臂的夹持面上设有摩擦块34，下夹紧装置20的左夹紧臂包括左摆动臂一30、左连接臂31、左摆动臂二32、左转动臂33，下夹紧装置20的右夹紧臂包括右摆动臂一38、右连接臂36、右摆动臂二37、右转动臂35。上夹紧装置21的左夹紧臂、右夹紧臂通过第五伺服电机40与上夹紧盘39连接，左夹紧臂、右夹紧臂的夹持面上设有摩擦块45，上夹紧装置21的左夹紧臂包括左摆动臂一41、左连接臂43、左摆动臂二42、左转动臂44，上夹紧装置21的右夹紧臂包括右摆动臂一49、右连接臂48、右摆动臂二47、右转动臂46。两者的结构、工作原理完全相同。
上夹紧装置21与下夹紧装置20的唯一区别在于其与运动杆机构的连接方式不同：上夹装置21的后方(即上夹紧盘39的后方)直接与运动杆机构连接，下夹紧装置20的后方(即下夹紧盘27的后方)通过与之固定连接的弧形槽装置26与运动杆机构连接。因此，仅对下夹紧装置20进行详细描述：
在下夹紧盘27与圆弧边缘平行的位置均匀设有四个安置孔28，安置孔28内安装有第七伺服电机29。
下夹紧盘27的左夹紧臂与左侧的两个第七伺服电机29连接，右夹紧臂与右侧的两个第七伺服电机29连接。左夹紧臂包括左摆动臂一30、左连接臂31、左摆动臂二32、左转动臂33和摩擦块34，右夹紧臂与之对称设有右摆动臂一38、右连接臂36、右摆动臂二37、右转动臂35和摩擦块34。以下对左夹紧臂做详细描述：
左摆动臂一30的长度小于左摆动臂二32的长度。左摆动臂一30的一端与左一的第七伺服电机29的电机轴连接，另一端通过圆柱销与左连接臂31的一端30铰接，左连接臂31的另一端通过圆柱销与左转动臂33的一端铰接；左摆动臂二32的一端与左二的第七伺服电机29的电机轴连接，另一端通过圆柱销与左转动臂33的中间端铰接。左转动臂33的前半段内侧、左摆动臂二32的的内侧为夹持面，夹持面上固定设有摩擦块34。
在夹紧过程中，当第七伺服电机29使左摆动臂一30绕电机轴顺时针摆动，会通过左连接臂31推动左转动臂33使左上夹边(左上夹边是指左转动臂33的摩擦块34与管道的夹紧边)缩小；若当第七伺服电机29使左摆动臂一30绕电机轴逆时针摆动，会通过左连接臂31牵动左转动臂33绕圆柱销逆时针摆动，使左上夹边放大。同理，当第七伺服电机29使右摆动臂一38绕电机轴顺时针摆动，会通过右连接臂36牵动右转动臂35绕圆柱销顺时针摆动，使右上夹边(右上夹边是指右转动臂35的摩擦块34与管道的夹紧边)放大；若当第七伺服电机29使右摆动臂一38绕电机轴逆时针摆动，会通过右连接臂36推动右转动臂35绕圆柱销逆时针摆动，使右上夹边缩小。再通过第七伺服电机29使左摆动臂二32绕电机轴顺时针摆动，使左下夹边(左下夹边是指左摆动臂二32的摩擦块34与管道的夹紧边)缩小；若伺服电动29机使左摆动臂二32绕电机轴逆时针摆动，使左下夹边放大。同理可得，通过第七伺服电机29使右摆动臂二37绕电机轴顺时针摆动，使右下夹边放大；若第七伺服电机29使右摆动臂二37绕电机轴逆时针摆动，使右下夹边缩小。如此，通过分别控制第七伺服电机29转动方向不同，可以使四个夹边进行不同程度放大或缩小，夹住一定范围内不同直径大小的管道。
使用时，在PLC的控制下，通过调整夹紧装置和旋转装置19，使下夹紧装置20夹紧到设定好的起始位置，再通过第一运动杆机构将使上半部分机构进行沿管道向前推移，然后让上夹紧装置21进行夹紧，再通过第一运动杆机构使下夹紧装置20向前推移。通过旋转装置19，可以使第二运动杆机构、旋转装置19绕管道转动一定角度，实现绕管道圆周转动爬行。再通过第二运动杆机构、旋转装置19使上夹紧装置21、下夹紧装置20绕水平方向进行摆动，这样就能实现弯曲管道爬行。夹紧装置可以控制夹紧半径大小，最终实现爬不同直径大小、弯曲的管道，适应性强。之后可以重复上述运动过程，实现替代人工操作方式，高质量、高效率的完成爬管道的工作。
综上，本实用新型可代替人工对导管架上的海洋生物进行清理，大大提高了工作效率：(1)通过控制夹紧装置，可以夹住一定范围内不同直径大小的管道；(2)通过控制旋转装置19，可以实现绕管道不同角度旋转；(3)通过控制多杆运动杆机构，可以实现沿Z轴爬行，并让夹紧装置沿X或Y轴摆动，实现弯曲管道爬行。
惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。