一种槽口管道机器人的制作方法

本发明涉及特种机器人领域，特别涉及一种适用于多油污槽口管道内部的槽口管道机器人。

背景技术：

管道作为包括天然气、蒸汽、石油、水和食品等流体介质输送的载体，其应用遍及工农服务业的各个领域，管道运输具有输送量大、加工安装方便、体积小和受外界环境影响小的特点。通过埋进地下、海底、建筑物以及安装在各类机械装备上，管道的使用给人类生产生活带来了极大的方便。管道输送因其天然的优势获得广泛应用的同时，也具有很多问题。例如，管道因外界环境侵袭或自身加工制造或安装缺陷引起的腐蚀老化，疲劳损坏，磨损，变形断裂等问题，从而造成输送物料泄漏，这不仅会造成重大经济损失，严重情况还会造成对环境污染和人员生命健康的损害，更严峻的是，管道的封闭结构，对其清洗，检测和维护都会产生巨大影响，特别是对于长距离槽口管道，欲对其进行清洗维护等相关工作，往往要将整列管道与相关设备停机并人工拆卸，极大的降低了生产效率，产生巨大的人力资源消耗和经济损失。为此，相关技术中提出了用于管道的管道机器人。

然而，对于多油污的槽口管道，相关技术中的管道机器人存在对槽口管道的附着性能较差以及定位精度差等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种槽口管道机器人，以克服上述问题。

本发明实施例提供一种槽口管道机器人，包括：外机箱、夹紧装置、侧壁支撑挡板、刮油机构和履带爬行装置；其中，所述履带爬行装置安装在所述外机箱上；所述夹紧装置安装在所述外机箱上并用于将所述管道机器人夹在槽口管道上；所述侧壁支撑挡板安装在所述外机箱上，用于与所述槽口管道的侧壁贴合；所述刮油机构安装在所述外机箱上。

本发明一实施例中的槽口管道机器人中，通过设置所述夹紧装置，可增大所述槽口管道机器人与所述槽口管道之间的作用力，使得所述槽口管道机器人对所述槽口管道的强力附着，可适用于多油污的槽口管道。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种槽口管道机器人安装在槽口管道中时的示意图；

图2为图1中所述槽口管道机器人的夹紧装置的结构示意图；

图3为图1中所述槽口管道机器人的履带爬行装置的结构示意图；

图4为图1中所述槽口管道机器人的刮油装置的结构示意图；

图5为图1中所述槽口管道机器人的侧壁支撑挡板的结构示意图；

图6为图1中所述槽口管道机器人的履带爬行装置的另一结构示意图；及

图7为图6中槽口管道机器人的履带爬行装置的剖视示意图图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

图1为本发明实施例提供的一种槽口管道机器人安装在槽口管道中时的示意图。参见图1，所述槽口管道机器人包括外机箱1、夹紧装置3、侧壁支撑挡板5、刮油机构7和履带爬行装置10。其中，所述外机箱1可安装在槽口管道200的槽口210中，安装在所述外机箱1上的所述履带爬行装置10可设置在所述槽口管道200的内壁230上，且安装在所述外机箱1上的夹紧装置3可紧紧地夹在所述槽口210的内沿250上，这样可将所述槽口管道机器人安装在槽口管道200中，并可令所述槽口管道机器人在所述履带爬行装置10的带动下沿着所述槽口管道200行走。在所述槽口管道机器人行走过程中，设置在所述外机箱1上并与所述槽口210的侧壁212贴合的所述侧壁支撑挡板5可保证所述槽口管道机器人的姿态精度并减轻侧向振动，设置在所述外机箱1上的刮油机构7可减轻油污对所述槽口管道机器人行走时稳定性与安全性的影响。

具体地，所述外机箱1可以采用镂空结构以减轻所述槽口管道机器人的重量。

图2为图1中所述槽口管道机器人的夹紧装置3的结构示意图。如图2所示，所述夹紧装置3包括锁紧螺母311、上轮滚轮支架312、销钉313、垫圈314、干式衬套轴承315、轴承壳316、旋轴317、弹性元件318、调整螺栓支架319、轴承320如深沟球轴承、调整螺栓321和旋钮322。

其中，所述干式衬套轴承315安装在所述外机箱1中。所述轴承壳316安装在所述干式衬套轴承315中。当所述夹紧装置3处于图2所示位置时，所述轴承壳316沿着竖直方向设置在所述干式衬套轴承315中，并可沿着竖直方向相对于所述干式衬套轴承315相对所述外机箱1滑动。通过设置所述干式衬套轴承315，可减小所述轴承壳316与所述外机箱1之间的滑动摩擦。在一实施例中，所述干式衬套轴承315上形成有凸缘3152，所述凸缘3152抵靠在所述外机箱1的顶侧(当所述夹紧装置3处于图2所示位置时)上。

所述旋轴317设置在所述轴承壳316中。所述旋轴317具有第一端部如顶部和第二端部如底部。所述旋轴317的第一端部和第二端部延伸至所述干式衬套轴承315的外部。

所述上轮滚轮支架312用于安装滚轮。所述上轮滚轮支架312通过所述销钉313安装在所述旋轴317的第一端部上，并可以随同所述旋轴317一同运动。此外，所述上轮滚轮支架312的顶部被锁紧螺母311限定。所述垫圈314套设在所述旋轴317的第一端部并夹设在所述干式衬套轴承315和/或所述轴承壳316的第一端如顶端和所述上轮滚轮支架312之间。

所述旋轴317的第二端部的末端可以为多棱柱结构3172如四棱柱结构。当所述旋轴317的第二端部的末端为多棱柱结构3172时，所述旋钮322上可相应地形成有多边形孔3221。这样，所述多棱柱结构3172可插入到所述多边形孔3221中，转动所述旋钮322即可通过所述多棱柱结构3172和所述多边形孔3221之间的配合驱动所述旋轴317转动。在一些实施例中，所述旋钮322上可形成有螺纹孔，所述旋轴317的第二端部的末端的外周面可以相应地形成外螺纹，通过所述螺纹孔和所述外螺纹之间的配合驱动所述旋轴317转动。

所述调整螺栓支架319套设在所述旋轴317的第二端部上。所述调整螺栓支架319的第一端如顶端抵顶在所述外机箱1的底侧(当所述夹紧装置3处于图2所示位置时)上。所述旋钮322安装在所述旋轴317上并与所述调整螺栓支架319的第二端如底端贴合，这样可限制所述旋钮322在竖直方向上相对于所述外机箱1的位置，使得所述旋钮322相对于所述外机箱1转动。

所述轴承壳316的外周面设置有凸台3162。具体地，所述凸台3162设置在所述轴承壳316上并临近所述轴承壳316的第二端如底端，并位于所述调整螺栓支架319内部。

所述弹性元件318设置在所述调整螺栓支架319内部，并夹设在所述外机箱1和所述凸台3162之间。在一实施例中，所述弹性元件318可以为套设在所述轴承壳316上的压缩弹簧；所述压缩弹簧的第一端如顶端抵顶在所述外机箱1上，所述压缩弹簧的第二端如底端抵顶在所述凸台3162上，从而将所述压缩弹簧限位于所述外机箱1和所述凸台3162之间。在一实施例中，所述弹性元件318也可以采用金属弦线，以增大压紧力。

所述调整螺栓321套设在所述旋轴317的第二端部上。所述调整螺栓321的外周面形成有外螺纹，相应地，所述调整螺栓支架319的第二端的内部形成有与所述调整螺栓321上的外螺纹配合的内螺纹。所述调整螺栓321的第一端如顶端抵顶在所述轴承壳316的第二端上。所述轴承320如深沟球轴承套设在所述旋轴317的第二端部上，并夹设在所述凸台3162和所述调整螺栓321的第一端之间。在图2所示的实施例中，所述调整螺栓321的第一部分如上半部分位于所述调整螺栓支架319中，且所述调整螺栓321的第二部分如下半部分位于所述旋钮322中。所述旋钮322的周面上可以形成通孔，可以经由所述旋钮322的周面上的通孔旋转所述调整螺栓321，进而所述调整螺栓321上的外螺纹和所述调整螺栓支架319上的内螺纹之间发生相对移动，从而使得所述调整螺栓321在竖直方向上相对于所述外机箱1移动。

图3为图1中所述槽口管道机器人的履带爬行装置10的结构示意图。如图3所示，所述履带爬行装置10包括履带19如橡胶履带、轮轴轴承20、履带大法兰21、履带轮轴22、履带轮23、履带小法兰24、履带轮轴锁紧螺母25、张紧轮26、履带轮侧盖衬板27、张紧轮轴28和张紧螺栓29。

其中，多个履带轮轴22相互间隔设置，且可以分为动力输入履带轮轴221和从动履带轮轴223。

当所述履带爬行装置10处于图3所示位置时，所述输入履带轮轴221由内到外(即大致从左到右)依次穿过所述履带轮侧盖衬板27、所述履带轮轴锁紧螺母25、所述履带小法兰24、所述履带轮23、所述履带大法兰21、所述轮轴轴承20、所述传动齿轮225、所述轮轴轴承20、所述履带大法兰21、所述履带轮23、所述履带小法兰24、所述履带轮轴锁紧螺母25和所述履带轮侧盖衬板27。所述输入履带轮轴221通过所述传动齿轮225与动力装置如电机等连接，用于为所述履带爬行装置10提供动力输入。

当所述履带爬行装置10处于图3所示位置时，所述从动履带轮轴223由内到外(即大致从左到右)依次穿过所述履带轮侧盖衬板27、所述履带轮轴锁紧螺母25、所述履带小法兰24、所述履带轮23、所述履带大法兰21、间隔设置的两个所述轮轴轴承20、所述履带大法兰21、所述履带轮23、所述履带小法兰24、所述履带轮轴锁紧螺母25和所述履带轮侧盖衬板27。

所述履带19分别设置在所述外机箱1的两侧。所述履带19套设在所述输入履带轮轴221的履带轮23和所述从动履带轮轴223的履带轮23上，并与所述履带轮23啮合。当所述传动齿轮225在动力装置如电机等驱动下转动时，可以带动所述输入履带轮轴221转动。所述输入履带轮轴221的转动可以进一步带动套设在所述输入履带轮轴221的履带轮23和所述从动履带轮轴223的履带轮23上的所述履带19运动，从而带动整个履带爬行装置10运动。

所述履带轮侧盖衬板27设置在所述履带19的两侧并位于所述外机箱1的两侧。位于所述履带19两侧的两个所述履带轮侧盖衬板27可以通过连接轴相互固定，并可通过连接轴固定至所述外机箱1。在图3所示的实施例中，所述履带轮侧盖衬板27大致呈三角形。当所述履带轮侧盖衬板27处于图3所示位置时，所述履带轮侧盖衬板27的上部形成有两个间隔设置的u型槽272，可以用于收容所述从所述从动履带轮轴223。所述履带轮侧盖衬板27的上部还间隔地设置多个如3个通孔274。位于所述履带19两侧的两个所述履带轮侧盖衬板27可以通过连接轴278固定连接。具体地，所述连接轴278沿其轴向的两端分别形成有螺纹孔，螺栓276穿过所述履带轮侧盖衬板27上的通孔274后锁紧到对应的所述连接轴278的螺纹孔中，从而将位于所述履带19两侧的两个所述履带轮侧盖衬板27固定连接。

此外，所述履带轮侧盖衬板27的中间还设置滑动槽279。当所述履带轮侧盖衬板27处于图3所示位置时，所述滑动槽279沿着竖直方向延伸，以在竖直方向调节所述张紧轮轴28在竖直方向上的位置，进而调整设置在所述张紧轮轴28上的所述张紧轮26与所述履带19之间的作用力。

所述张紧轮轴28的两端分别穿设在位于所述履带19两侧的两个所述履带轮侧盖衬板27中的滑动槽279中。所述张紧轮轴28的两端分别沿其径向形成有调节螺孔，所述张紧螺栓29穿设在所述履带轮侧盖衬板27的顶部并延伸至所述滑动槽279中旋紧在所述张紧轮轴28的调节螺孔中。这样，通过转动所述张紧螺栓29，即可调整所述张紧轮轴28在所述滑动槽279中的位置。

所述张紧轮26套设在所述张紧轮轴28上并位于所述履带19中，且位于两个所述履带轮侧盖衬板27之间。这样，通过调整所述张紧轮轴28在所述滑动槽279中的位置，即可调整所述张紧轮26相对于所述履带19的位置，进而调整所述张紧轮26和所述履带19之间的压力。

图4为图1中所述槽口管道机器人的刮油装置7的结构示意图。如图4所示，所述刮油装置7包括刮油器支架31、油刷安装支架32、油刷挡板33、油刷法兰34和油刷30。所述刮油器支架31可通过螺栓等安装在所述外机箱1上。所述油刷安装支架32和所述油刷挡板33可通过所述油刷法兰34和螺栓等安装在所述刮油器支架31上。所述油刷30可安装在由所述油刷安装支架32和所述油刷挡板33所限定的凹槽中。在一实施例中，两个所述油刷30可以倾斜设置而呈八字形。

所述侧壁支撑挡板5分别设置在所述外机箱1的两侧。图5为图1中所述槽口管道机器人的侧壁支撑挡板5的结构示意图。如图5所示，所述侧壁支撑挡板5包括侧壁刮油板35、刮油板衬板36、限位螺栓37和侧壁支撑挡板压缩弹簧38。

所述侧壁刮油板35和所述刮油板衬板36的四周开设螺栓孔351，从而可以通过螺栓等将所述侧壁刮油板35和所述刮油板衬板36可拆卸地连接在一起，以方便更换磨损的所述侧壁刮油板35。所述侧壁刮油板35和所述刮油板衬板36的断面开设开限位螺栓孔。所述限位螺栓37的一端固定在所述外机箱1上，另一端滑动地设置在所述侧壁刮油板35和所述刮油板衬板36的断面上的限位螺栓孔中，从而限定了所述侧壁刮油板35相对于所述外机箱1的最大位移，避免所述侧壁刮油板35相对于所述外机箱1向外伸出的距离过大而导致所述侧壁刮油板35和所述槽口210的侧壁212之间的摩擦力增大。

所述刮油板衬板36的内端面(即远离所述侧壁刮油板35并朝向所述外机箱1的表面)上开设凹槽361。所述侧壁支撑挡板压缩弹簧38穿设在所述外机箱1中，且所述侧壁支撑挡板压缩弹簧38的两端分别位于所述外机箱1的两侧，并分别限位于所述外机箱1两侧的所述刮油板衬板36中的凹糟361内。通过令所述侧壁支撑挡板压缩弹簧38的两端分别抵顶在所述外机箱1两侧的所述刮油板衬板36中，可动态地调整所述外机箱1两侧的所述刮油板衬板36的位置，可保证所述槽口管道机器人在行走过程中的姿态精度并减轻侧向振动。

上述为本发明一些实施例中的槽口管道机器人的具体结构，下面简述其具体操作方法。

在将槽口管道机器人安装到槽口管道200的槽口210中之前，转动所述旋钮322，通过所述旋轴317带动安装在所述上轮滚轮支架312上的轮滚转动，使得轮滚转动90度而与所述槽口210的延伸方向平行，以便于将轮滚安装到所述槽口210中。当所述滚轮进入所述槽口210后，所述履带爬行装置10设置在所述槽口管道200的内壁230上，再次转动所述旋钮322使得滚轮吊挂在所述槽口210的内沿250上，如图1所示。同时，转动所述调整螺栓321使得所述调整螺栓321在竖直方向上相对于所述外机箱1移动，从而调整所述滚轮于所述履带19之间的距离，以便通过被压缩的所述弹性元件318将所述槽口管道机器人安装在槽口管道200中，并可令所述槽口管道机器人在所述履带爬行装置10的带动下沿着所述槽口管道200行走。被压缩的所述弹性元件318可增大所述槽口管道机器人与所述槽口管道200之间的作用力，使得所述槽口管道机器人对所述槽口管道200的强力附着，可适用于多油污的槽口管道。在所述槽口管道机器人行走过程中，设置在所述外机箱1上并与所述槽口210的侧壁212贴合的所述侧壁支撑挡板5可保证所述槽口管道机器人的姿态精度并减轻侧向振动，设置在所述外机箱1上的刮油机构7可减轻油污对所述槽口管道机器人行走时稳定性与安全性的影响。

图6为图1中所述槽口管道机器人的履带爬行装置10的另一结构示意图。图7为图6中所述槽口管道机器人的履带爬行装置10的剖视图。参见图6和图7，所述履带爬行装置10包括动力输入轴110、齿轮组120、输入履带轮轴130、主动履带轮140、从动履带轮150、履带160、履带轮侧盖衬板170、张紧模块180和压力模块190。

其中，所述动力输入轴110用于为所述槽口管道机器人的履带爬行装置提供动力输入。在一些实施例中，所述动力输入轴110的一端可以和电机等连接。所述动力输入轴110的另一端可经由所述齿轮组120与所述输入履带轮轴130传动连接。

所述主动履带轮140安装在所述输入履带轮轴130上，从而可以随同所述输入履带轮轴130一同转动。所述主动履带轮140的转动可以进一步带动套设在所述主动履带轮140和所述从动履带轮150上的所述履带160运动，从而带动整个履带爬行装置运动。

所述履带轮侧盖衬板170设置在位于所述外机箱1两侧的两个所述履带160的两侧并与所述外机箱1连接。位于所述履带160两侧的两个所述履带轮侧盖衬板170可以通过连接轴相互固定。在图2和图3所示的实施例中，所述履带轮侧盖衬板170大致呈三角形。当所述履带轮侧盖衬板170处于图2所示位置时，所述履带轮侧盖衬板170的下部形成有两个间隔设置的u型槽172，可以用于收容所述从动履带轮150。所述履带轮侧盖衬板170的下部还间隔地设置多个如3个通孔174。位于所述履带160两侧的两个所述履带轮侧盖衬板170可以通过穿过所述外机箱1的连接轴178固定连接。具体地，所述连接轴178沿其轴向的两端分别形成有螺纹孔，螺栓176穿过所述履带轮侧盖衬板170上的通孔174后锁紧到对应的所述连接轴178的螺纹孔中，从而将位于所述履带160两侧的两个所述履带轮侧盖衬板170固定连接。

此外，所述履带轮侧盖衬板170的中间还设置滑动槽179。当所述履带轮侧盖衬板170处于图2所示位置时，所述滑动槽179沿着竖直方向延伸，以在竖直方向调节所述张紧模块180。

所述张紧模块180包括张紧轮轴182、张紧轮184和张紧螺栓186。所述张紧轮轴182的两端分别穿设在位于所述履带160两侧的两个所述履带轮侧盖衬板170中的滑动槽179中。所述张紧轮轴182的两端分别沿其径向形成有调节螺孔，张紧螺栓186穿设在所述履带轮侧盖衬板170的顶部并延伸至所述滑动槽179中旋紧在所述张紧轮轴182的调节螺孔中。这样，通过转动张紧螺栓186，即可调整所述张紧轮轴182在所述滑动槽179中的位置。

所述张紧轮184套设在所述张紧轮轴182上并位于所述履带160中，且位于两个所述履带轮侧盖衬板170之间。这样，通过调整所述张紧轮轴182在所述滑动槽179中的位置，即可调整所述张紧轮184相对于所述履带160的位置，进而调整所述张紧轮184和所述履带160之间的压力。

所述压力模块190设置在所述外机箱1中。具体地，所述压力模块190包括与所述外机箱1连接的平台192、与所述平台192连接的支架194以及安装在所述支架194中的配重196。由于所述配重196通过所述支架194安装在所述外机箱1中，可以防止所述配重196晃动从而确保履带爬行装置能够平稳运动。同时，通过所述支架194将所述配重196安装到所述外机箱1，可以为整个履带爬行装置增加重量，使得所述槽口管道机器人可以对管道200的内壁230产生较大的压力，从而提高所述槽口管道机器人的履带爬行装置的摩擦力。如上所述，本发明实施例中的所述槽口管道机器人的履带爬行装置10稳定性高、能够适用于环境恶劣的管道内部，例如带有油污的管道等。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。