一种磁悬浮管道机器人

摘要

本发明涉及一种磁悬浮管道机器人，包括外筒，设置在外筒上部的上端盖，滑动设置在外筒内部的上电磁铁、中电磁铁和下电磁铁，分别设置在上电磁铁上端部和下电磁铁下端部的上推拉装置和下推拉装置，分别设置在上推拉装置端部和下推拉装置端部的上攀爬爪和下攀爬爪，上电磁铁与中电磁铁之间及中电磁铁与下电磁铁之间分别用弹簧相连接，上攀爬爪通过上弹簧连接在上端盖上，下攀爬爪通过下弹簧连接在外筒底部。本发明磁悬浮管道机器人，能够解决现有管道机器人无法在管道中竖直爬行的问题，同时可以满足水平爬行和竖直爬行的要求，而且可以适用于不同直径的管道。

权利要求

1.一种磁悬浮管道机器人，其特征在于：包括外筒，设置在外筒上部的上端盖，滑动设置在外筒内部的上电磁铁、中电磁铁和下电磁铁，分别设置在上电磁铁上端部和下电磁铁下端部的上推拉装置和下推拉装置，分别设置在上推拉装置端部和下推拉装置端部的上攀爬爪和下攀爬爪，所述上电磁铁与中电磁铁之间及中电磁铁与下电磁铁之间分别用弹簧相连接，所述上攀爬爪通过上弹簧连接在所述上端盖上，所述下攀爬爪通过下弹簧连接在所述外筒底部。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述上攀爬爪包括一个轴套、均匀设置在轴套周围的六个支撑杆，每个所述支撑杆的端部设置有支撑块。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：每个所述支撑块的表面设置摩擦橡胶。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述轴套包括通过轴套弹簧连接的两个半轴套。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述支撑杆焊接在所述轴套上，所述支撑块焊接在所述支撑杆上，所述摩擦橡胶粘附在所述支撑块上。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述上推拉装置包括上推拉杆，所述上推拉杆与所述上攀爬爪的轴套相对。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述下攀爬爪与所述上攀爬爪结构相同。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮管道机器人，其特征在于：所述下推拉装置包括下推拉杆，所述下推拉杆与所述下攀爬爪的轴套相对。

说明书

一种磁悬浮管道机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及管道机器人技术领域，具体涉及一种磁悬浮管道机器人。

背景技术

[0002] 在当今社会，管道作为一种输送物料的工具已得到广泛的应用，它们很多都埋在地下，甚至是深海当中。为了避免管道经过长期使用后出现堵塞、泄漏等问题，我们必须对管道进行定期的检查和维修，但是由于其埋入的环境和管道口径太小等原因，人无法进入其中进行检修，这就需要我们使用管道机器人来代替人完成检修工作，确保管道能够正常使用。

[0003] 目前，现有技术中的管道机器人可以对水平埋入的管道进行检测和维修，并且其技术已经很成熟，能够满足水平管道的检修需要。但是对于竖直管道的检测和维修，普通的管道机器人还无法完成，其难题主要是管道机器人在竖直管道中很难克服重力进行攀爬。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种磁悬浮管道机器人，能够解决现有管道机器人无法在管道中竖直爬行的问题，同时可以满足水平爬行和竖直爬行的要求，而且可以适用于不同直径的管道。

[0005] 为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

[0006] 一种磁悬浮管道机器人，包括外筒，设置在外筒上部的上端盖，滑动设置在外筒内部的上电磁铁、中电磁铁和下电磁铁，分别设置在上电磁铁上端部和下电磁铁下端部的上推拉装置和下推拉装置，分别设置在上推拉装置端部和下推拉装置端部的上攀爬爪和下攀爬爪，上电磁铁与中电磁铁之间及中电磁铁与下电磁铁之间分别用弹簧相连接，上攀爬爪通过上弹簧连接在上端盖上，下攀爬爪通过下弹簧连接在外筒底部。

[0007] 优选地，上攀爬爪包括一个轴套、均匀设置在轴套周围的六个支撑杆，每个支撑杆的端部设置有支撑块。

[0008] 进一步优选地，每个支撑块的表面设置摩擦橡胶。

[0009] 优选地，轴套包括通过轴套弹簧连接的两个半轴套。

[0010] 优选地，支撑杆焊接在轴套上，支撑块焊接在支撑杆上，摩擦橡胶粘附在支撑块上。

[0011] 优选地，上推拉装置包括上推拉杆，上推拉杆与上攀爬爪的轴套相对。

[0012] 优选地，下攀爬爪与上攀爬爪结构相同。

[0013] 优选地，下推拉装置包括下推拉杆，下推拉杆与下攀爬爪的轴套相对。

[0014] 由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0015] 1、本发明通过电磁力来驱动管道机器人爬行，同时这个驱动力可以使机器人的攀爬爪垂直紧贴管道内壁，并且在攀爬爪端部设置增加摩擦的塑胶材料，以增加其与管道内壁的摩擦力，使机器人能够克服重力作用沿着管道竖直攀爬，完成检修管道的工作，弥补传统管道机器人无法检修竖直管道的缺陷；

[0016] 2、本发明攀爬爪的伸张直径可根据检修管道自适应的进行调节，因此可以适用于一定直径范围的管道检修。

附图说明

[0017] 图1是本发明总装结构示意图；

[0018] 图2是本发明上攀爬爪结构示意图；

[0019] 图3是本发明下攀爬爪结构示意图；

[0020] 其中，1、上攀爬爪；1-1、上攀爬爪轴套弹簧；1-2、上攀爬爪半轴套；1-3、上攀爬爪支撑杆；1-4、上攀爬爪支撑块；1-5、上攀爬爪摩擦橡胶；1-6、上攀爬爪吊环；2、上弹簧；3、上端盖；3-1、上端盖吊环；4、第一连接螺栓与螺母；5、上推拉装置；5-1、上推拉杆；6、第二连接螺栓与螺母；7、上电磁铁；7-1、上电磁铁吊环；8、弹簧；9、中电磁铁；9-1、中电磁铁上吊环；9-2、中电磁铁下吊环；10、下电磁铁；10-1、下电磁铁吊环；11、下推拉装置；11-1、下推拉杆；
12、外筒；12-1、外筒吊环；13、下弹簧；14、下攀爬爪；14-1、下攀爬爪轴套弹簧；14-2、下攀爬爪半轴套；14-3、下攀爬爪支撑杆；14-4、下攀爬爪支撑块；14-5、下攀爬爪摩擦橡胶；14-6、下攀爬爪吊环。

具体实施方式

[0021] 以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0022] 如附图1至附图3所示，本发明一种磁悬浮管道机器人，包括外筒12，设置在外筒12上部的上端盖3，滑动设置在外筒12内部的上电磁铁7、中电磁铁9和下电磁铁10，分别设置在上电磁铁7上端部和下电磁铁10下端部的上推拉装置5和下推拉装置11，分别设置在上推拉装置5端部和下推拉装置11端部的上攀爬爪1和下攀爬爪14，上电磁铁7和中电磁铁9通过四个弹簧8串联起来，弹簧8的两端分别固定在上电磁铁吊环7-1和中电磁铁上吊环9-1上，中电磁铁9和下电磁铁10通过四个弹簧8串联起来，弹簧8的两端分别固定在中电磁铁下吊环9-2和下电磁铁吊环10-1上。

[0023] 上攀爬爪1通过六个上弹簧2连接在上端盖3上，上弹簧2的两端分别固定在上端盖吊环3-1和上攀爬爪吊环1-6上，下攀爬爪14通过六个下弹簧13连接在外筒12底部，下弹簧13的两端分别固定在外筒吊环12-1和下攀爬爪吊环14-6上。

[0024] 上端盖3通过六个第一连接螺栓与螺母4紧固在外筒12上，上推拉装置5通过六个第二连接螺栓与螺母6安装在上电磁铁7的上端，下推拉装置11通过六个第二连接螺栓与螺母6安装在下电磁铁10的下端。

[0025] 上攀爬爪1包括上攀爬爪轴套弹簧1-1、上攀爬爪半轴套1-2、上攀爬爪支撑杆1-3、上攀爬爪支撑块1-4、上攀爬爪摩擦橡胶1-5、上攀爬爪吊环1-6，两个上攀爬爪半轴套1-2通过上攀爬爪轴套弹簧1-1连接，六个上攀爬爪支撑杆1-3均匀的焊接在两个上攀爬爪半轴套1-2周围，每个上攀爬爪支撑杆1-3的端部焊接上攀爬爪支撑块1-4，并在上攀爬爪支撑块1-
4上粘附上攀爬爪摩擦橡胶1-5，上攀爬爪吊环1-6焊接在上攀爬爪支撑杆1-3的中部。下攀爬爪14的结构与尺寸同上攀爬爪1相同，包括下攀爬爪轴套弹簧14-1、下攀爬爪半轴套14-
2、下攀爬爪支撑杆14-3、下攀爬爪支撑块14-4、下攀爬爪摩擦橡胶14-5、下攀爬爪吊环14-
6。

[0026] 上推拉装置5包括上推拉杆5-1，上推拉杆5-1与上攀爬爪1的轴套相对，下推拉装置11包括下推拉杆11-1，下推拉杆11-1与下攀爬爪14的轴套相对。

[0027] 本发明磁悬浮管道机器人的工作原理如下：将磁悬浮管道机器人放入竖直管道后，第一步，给中电磁铁9和下电磁铁10通入相反方向的电流，使其产生相互排斥的电磁力，从而使得下电磁铁10带动下推拉装置11向下运动，使下推拉杆11-1插入下攀爬爪14的轴套中，使轴套直径胀大，从而使下攀爬爪14垂直紧贴管道内壁，支撑起整个机器人不坠落；第二步，给上电磁铁7通入与中电磁铁9方向相反的电流，使其产生相互排斥的电磁力，从而使得上电磁铁7带动上推拉装置5向上运动，使上推拉杆5-1插入上攀爬爪1的轴套中，使轴套直径胀大，从而使上攀爬爪1垂直紧贴管道内壁，此时上弹簧2处于拉伸状态；第三步，给下电磁铁10通入与中电磁铁9相同方向的电流，使其产生相互吸引的电磁力，从而使得下电磁铁10带动下推拉装置11向上运动，使下推拉杆11-1从下攀爬爪14的轴套拔出中，使轴套直径缩小，从而使下攀爬爪14离开管道内壁，此时整个机器人的支撑力由上攀爬爪1提供；第四步，切断上电磁铁7的电源，由于上弹簧处于拉伸状态，会带动除上攀爬爪1以外的其他装置一起向上运动，实现整个机器人的向上爬升；第五步，给中电磁铁9和下电磁铁10通入相反方向的电流，使其产生相互排斥的电磁力，从而使得下电磁铁10带动下推拉装置11向下运动，使下推拉杆11-1插入下攀爬爪14的轴套中，使轴套直径胀大，从而使下攀爬爪14垂直紧贴管道内壁；第六步，给上电磁铁7通入与中电磁铁9方向相同的电流，从而使得上电磁铁7带动上推拉装置5向下运动，使上推拉杆5-1从上攀爬爪1的轴套中拔出，使轴套直径缩小，从而使上攀爬爪1离开管道内壁，此时上弹簧2处于自然状态，之后重复第二至第六步，实现管道机器人的蠕动爬升。本发明磁悬浮管道机器人沿着管道向下爬行原理相同。

[0028] 以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。