本发明涉及机器人，尤其涉及一种基于变胞手爪的自适应式爬管机器人。
背景技术：
1、对于在化工、钢铁行业工作的工作人员来说，对于管道的检查、维修是必不可少的。但是这份工作往往伴随着较大的风险，工人们的安全是一个很大的问题。另外，依靠人工来完成这个任务，其完成度同样无法保证。结合上述原因，爬管机器人应运而生。
2、公开号为cn113415353a的一种爬管机器人，将其设置在管道外侧壁上，每个爬升机构的爬升驱动轮抵接在管道且均匀分布在管道上，爬管机器人在管道上向上移动时，驱动装置的输出端带动连接部以在爬架上向上移动，连接部通过带动部带动爬升驱动轮滚动，以在管道上向上攀爬，可对管道外侧壁进行清洗、检测损伤或维修等，但是其存在以下问题，1、由于管道存在法兰盘等障碍，需要机器人具有越障能力，而该方案中的机器人越障能力较差；2、由于管道存在直管和弯管连接，需要机器人具有通过交叉弯管的能力，该方案中由于机器人为筒状设置，对于九十度等角度偏大的弯折部分无法通过，也无法在交叉管路上进行移动；3、由于管道存在不同管径连接，需要机器人具有适应管径变化的能力，而该方案对于管径的适应性较低；4、在某些需要进行独立管道之间转移的情景下，该方案也无法适用。总的来说，现有的爬管机器人存在爬行方式单一、越障和负载能力较差、对不同管径的适应能力较差、难以在独立管道之间转移等问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出了一种基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，可通过设置的四个变胞手爪，配合腰部机构、臂部组件等进行爬行方式的改变，且可适用于不同管径的管路攀爬作业，同时具备相邻独立管道之间转移的能力。
2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，包括上机架、下机架、腰部机构、臂部组件、臂部转向机构与手爪机构，其中，
3、上机架与下机架相对设置；
4、腰部机构设置在上机架与下机架之间，用于改变上机架与下机架之间所形成的角度；
5、臂部组件的数量为四个，且两两分别设置在上机架与下机架上；
6、臂部转向机构与臂部组件的数量相同，并分别固定在上机架与下机架上，所述臂部转向机构与臂部组件一一对应的传动连接，所述臂部转向机构可驱动臂部组件进行大于一百八十度的旋转，用于改变臂部组件与上机架或下机架的相对姿态；
7、手爪机构设置在臂部组件的端部，用于夹持管路，所述手爪机构包括开合驱动部、指根、指中与指尖，其中，
8、开合驱动部与臂部组件固定，其具有直线活动端，用于驱动手爪机构进行开合动作；
9、指根的一端铰接在开合驱动部上；
10、指中的一端与指根的另一端铰接；
11、指尖的一端与指中的另一端铰接，所述指根、指中与指尖的数量均为两个，且以开合驱动部直线活动端的活动方向为中心线互为镜像；
12、对管路进行夹持时，所述指根、指中与指尖依次与管路外壁接触。
13、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括摄像头，所述摄像头固定在上机架上，用于拍摄实时图像。
14、在以上技术方案的基础上，优选的，所述臂部转向机构包括转向电机与臂部旋转轴，所述臂部旋转轴与转向电机的输出端传动连接，所述臂部组件远离手爪机构的一端固定在臂部旋转轴上。
15、在以上技术方案的基础上，优选的，所述手爪机构还包括联动件、手爪连接座、手爪连杆一、三角板与手爪连杆二，其中，
16、联动件固定在开合驱动部的直线活动端上；
17、手爪连接座与开合驱动部相对固定，且两端分别与两个指根铰接；
18、手爪连杆一的数量为两个，并分别铰接在联动件的两端上；
19、三角板的数量为两个，且分别铰接在手爪连接座的两端上，两个所述三角板分别与两个手爪连杆一铰接；
20、手爪连杆二的数量为两个，且一端分别铰接在两个三角板远离手爪连杆一的一端上，所述手爪连杆二的另一端与指尖铰接。
21、在以上技术方案的基础上，优选的，所述腰部机构包括腰部连接座、腰部u型座、腰部电机与腰部齿轮组，其中，
22、腰部连接座与腰部u型座铰接，且分别固定在上机架与下机架的相对侧；
23、腰部电机固定在腰部连接座上，其输出端通过腰部齿轮组与腰部u型座传动连接，以驱动腰部连接座与腰部u型座进行相对转动。
24、进一步优选的，所述开合驱动部包括固定台、滑块、开合电机与丝杆，其中，
25、固定台的两端分别与臂部组件的端部和手爪连接座固定连接；
26、滑块滑动设置在固定台上，其作为开合驱动部的直线活动端；
27、开合电机固定在固定台上；
28、丝杆与开合电机的输出端传动连接，并贯穿滑块，与滑块螺纹连接。
29、在以上技术方案的基础上，优选的，所述指根、指中与指尖用于接触管路的一侧均设置有弧形槽。
30、在以上技术方案的基础上，优选的，所述臂部组件包括铰接座一、铰接座二、臂部连杆组件与臂部驱动件，其中，
31、铰接座一与臂部转向机构固定；
32、铰接座二固定在手爪机构上；
33、臂部连杆组件的两端分别与铰接座一和铰接座二铰接；
34、臂部驱动件具有输出端，且固定在铰接座一上，所述臂部驱动件的输出端与臂部连杆组件传动连接。
35、进一步优选的，所述臂部连杆组件包括臂部连杆一、臂部连杆二、臂部连杆三与臂部连杆四，其中，
36、臂部连杆一的两端分别铰接在铰接座一与铰接座二上；
37、臂部连杆二的一端铰接在铰接座一上；
38、臂部连杆三的两端分别与臂部连杆二的另一端和铰接座二铰接；
39、臂部连杆四的一端铰接在臂部连杆二和臂部连杆三的连接处，另一端铰接在臂部连杆一上。
40、进一步优选的，所述手爪连接座上开设有用于容置部分管路的让位槽。
41、本发明的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人相对于现有技术具有以下有益效果：
42、(1)通过设置腰部机构，可使上机架与下机架进行相对姿态调整，配合臂部组件、臂部转向机构与手爪机构，可使机器人进行蠕动爬管、行走爬管等动作，以实现越障、弯管爬行、管路转移等操作，相对于现有技术中的爬管机器人，更为灵活；
43、(2)将手爪机构的主要构成设置为指根、指中与指尖三段形式，通过三段依次贴合管壁外部，来对管路进行夹持，以适配不同管径的管路，具有更高的适用性，尤其对于不同管径的连管与独立管路间的转移，爬管的稳定性更强；
44、(3)通过在指根、指中与指尖上设置弧形槽，在手爪机构抓持管路或者与管路非九十度抓持状态时，可稳定使机器人抓持在管路上，进一步提高其爬管稳定性与不同管径管路的适配性。
1.一种基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：包括上机架(1)、下机架(2)、腰部机构(3)、臂部组件(4)、臂部转向机构(5)与手爪机构(6)，其中，
2.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：还包括摄像头(7)，所述摄像头(7)固定在上机架(1)上，用于拍摄实时图像。
3.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述臂部转向机构(5)包括转向电机(51)与臂部旋转轴(52)，所述臂部旋转轴(52)与转向电机(51)的输出端传动连接，所述臂部组件(4)远离手爪机构(6)的一端固定在臂部旋转轴(52)上。
4.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述手爪机构(6)还包括联动件(65)、手爪连接座(66)、手爪连杆一(67)、三角板(68)与手爪连杆二(69)，其中，
5.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述腰部机构(3)包括腰部连接座(31)、腰部u型座(32)、腰部电机(33)与腰部齿轮组(34)，其中，
6.如权利要求4所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述开合驱动部(61)包括固定台(611)、滑块(612)、开合电机(613)与丝杆(614)，其中，
7.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述指根(62)、指中(63)与指尖(64)用于接触管路的一侧均设置有弧形槽(601)。
8.如权利要求1所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述臂部组件(4)包括铰接座一(41)、铰接座二(42)、臂部连杆组件(43)与臂部驱动件(44)，其中，
9.如权利要求8所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述臂部连杆组件(43)包括臂部连杆一(431)、臂部连杆二(432)、臂部连杆三(433)与臂部连杆四(434)，其中，
10.如权利要求4所述的基于变胞手爪的自适应式爬管机器人，其特征在于：所述手爪连接座(66)上开设有用于容置部分管路的让位槽(661)。