一种管道机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体为一种管道机器人。


背景技术：

2.近些年来，随着机器人技术的发展与普及，在很多高风险或者人力无法完成的工作中，机器人的使用变得越来越普遍。例如在输油、输气管道的工作场景中，需要定期对管道进行巡检工作，但是管道环境存在易爆、危险气体泄露等风险，因此常采用携带多种传感器的机器人替代人工工作，它可以在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业。
3.然而现有的管道机器人大都采用的是管道内部行走作业，这就需要该作业区停工停产才能进行检测，存在使用不便的缺陷。
4.现有技术中申请号为cn202010650269.x的发明专利公开了一种具有六连杆机构的外管道爬行机器人，它包括万向轮、机械臂、连接圆盘、动力机构，其中机械臂包括基座、六连杆机构和轮组机构，六连杆机构包括圆盘连杆、上转轴、下转轴、臂连杆、轮组支撑架和轴承。该机器人在使用时，驱动装置带动连接圆盘转动，通过一系列连杆的传递，转化成左右两侧机械臂的同步张合，用于抱紧管道并提供一定的预紧力，机械臂抱紧时与管道呈约45度夹角，可在200
±
20mm范围内的不同管径上工作。该机器人虽然解决了管路系统中外管检测的问题，但是其机械臂只能在一个平面上上下移动，并且连杆自身的活动范围有限，只能依靠机械臂末端与管道产生摩擦力实现夹持外管道的效果，不能适应直径变化范围较大的环境，通常只能在固定段进行工作。另外，该机器人由于采用了连杆机构，为了满足连杆机构的上下活动，并不能对机体做密封处理，这就使得该机器人不具备防爆功能。
5.综上所述，现有技术中的管道机器人存在着诸多问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种管道机器人，它能够在各种管径的管道外壁行走，具有使用方便、通用性好，便于做防爆处理的特点。
7.为实现上述目的，提出以下技术方案：一种管道机器人，包括机体、行进轮以及用于夹持管道外壁的机械手臂，行进轮设置在机体的前部和后部；机械手臂设置在机体两侧的前部和后部，机械手臂包括多个依次铰接的关节体；在铰接处的下部，关节体之间均具有避让间隙，关节体的下部均转动设有行走部；还包括有与行进轮传动连接的行进单元以及与机械手臂传动连接的旋转控制单元、弯曲控制单元；行进单元、旋转控制单元、弯曲控制单元各对应设有与之传动连接的第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构。
8.本技术方案的使用原理和工作原理在于：机械手臂可以在上下摆动平面上旋转至任意方向，然后完成抱紧管道、松开管道或者关节体收叠等操作。抱紧时由于机械手臂是由多个关节体依次铰接而成的柔性臂，弯曲控制单元能够收卷机械手臂，使关节体绕铰接点
转动至避让间隙内，使关节体的底部与管道外壁贴合，因此能够适配不同管径大小的管道。由于关节体下部有行走部，机械手臂在环抱外管的同时，也可以移动。在使用时，将管道机器人放置于外管道上，通过旋转控制单元调整机械手臂的翻转至管道的两侧，然后通过弯曲控制单元收紧机械手臂，使机械手臂上的关节体环绕并抱紧外管，继而由行进单元控制机器人在外管上移动。
9.本发明的有益技术效果是：1、夹持外管道采用的是柔性臂，因此能够适配不同管径大小的管道；2、机械手臂在收叠时可以使关节体向内弯曲，减小机器人整体的体积以通过宽度较小的通道，使机器人能够适应复杂多变的管道情况，通用性好；3、包括行进单元、转向单元、旋转控制单元、弯曲控制单元、方向调节单元的传动机构具有结构紧凑的特点，有利于减少整体体积，减轻整机重量；4、位于机体前部和后部的机械手臂可以实现同步旋转，同步收放；行进轮均可实现行进和转向同步，并且行进和转向能够同时进行，具有操控简单的特点； 5、将带电的设备布置在机体内，通过传动机构将动力传递到机体外，具有隔爆的功能，提高了使用安全性。
附图说明
10.附图1为本发明管道机器人的一种外部结构示意图。
11.附图2为本发明管道机器人的行进和转向单元的一种传动结构示意图。
12.附图3为本发明管道机器人的行进和转向单元的侧视角度的传动结构示意图。
13.附图4为本发明中旋转控制单元的一种传动结构示意图。
14.附图5为图4中a处的放大示意图。
15.附图6为本发明中弯曲控制单元的一种传动结构示意图。
16.附图7为图6中b处的放大示意图。
17.附图8为图6中c处的放大示意图。
18.附图9为本发明中方向调节单元的一种传动机构示意图。
19.附图10为图9中d处的放大示意图。
20.附图11为本发明中弯曲控制单元的俯视角度的部分传动结构示意图。
21.附图12为本发明中旋转控制单元、弯曲控制单元、方向调节单元同轴结构的剖视图。
22.附图13为本发明中机械手臂的结构示意图。
23.附图14为本发明中关节体的一种结构示意图。
24.附图15为本发明中关节体的一种爆炸结构示意图。
25.附图16为本发明中叉架的一种结构示意图。
26.附图17为本发明中行进轮的局部传动结构示意图。
27.附图18为本发明中外壳的一种结构示意图。
28.图中：1、机体；2、行进轮；3、关节体；4、避让间隙；5、行走部；6、安装板；7、叉架；8、轮轴；9、第一连接轴；10、轴孔；11、行进蜗杆；12、行进蜗轮；13、第二连接轴；14、第一锥形齿轮；15、第二锥形齿轮；16、第一传动齿轮；17、第二传动齿轮；18、第三连接轴；19、第一传动杆；20、第三传动齿轮；21、第五传动齿轮；22、第一电机；23、第一减速器；24、转向蜗轮；25、转向蜗杆；26、第二传动杆；27、第四传动齿轮；28、第六传动齿轮；29、外壳；30、轮孔；31、蜗
杆安装区；32、安转孔；33、长杆螺栓；34、支架；35、轴座；36、第七传动齿轮；37、第八传动齿轮；38、第九传动齿轮；39、齿轮轴预留孔；40、第一圆盘；41、第二圆盘；42、支撑杆；43、第二电机；44、第二减速器；45、第一皮带轮；46、第二皮带轮；47、第三皮带轮；48、第四皮带轮；50、第一中间皮带轮；51、第二中间皮带轮；52、皮带；53、第三锥形齿轮；54、第四锥形齿轮；55、第一中间齿轮；56、固定架；57、第一中间轴；58、第二中间齿轮；59、第三中间齿轮；60、第四中间齿轮；61、第五中间齿轮、62、第六中间齿轮；63、第二中间轴；64、第七中间齿轮；65、第八中间齿轮；66、动力绳；67、收卷轴；68、第五锥形齿轮；69、第六锥形齿轮；70、第一收卷齿轮；71、第三中间轴；72、第二收卷齿轮；73、第三收卷齿轮；74、第四收卷齿轮；75、第四中间轴；76、第五中间轴；77、第五收卷齿轮；78、第六收卷齿轮；79、第六中间轴；80、第七中间轴；81、第八中间轴；82、第九收卷齿轮；83、第十收卷齿轮；84、第十一收卷齿轮；85、第十四收卷齿轮；86、第十二收卷齿轮；87、第十三收卷齿轮；88、第三电机；89、第三减速器；90、第一旋转齿轮；91、第二旋转齿轮；92、第一调节锥形齿轮；93、第二调节锥形齿轮；94、第四连接轴；95、第五连接轴；96、第一连接架；97、第二连接架；98、第五电机；99、第五减速器；100、第七锥形齿轮；101、第八锥形齿轮；102、第一调节齿轮；103、第二调节齿轮；104、第三调节齿轮；105、第四调节齿轮；106、第五调节齿轮；107、第六调节齿轮；108、第七调节齿轮；109、定型条；110、第一穿插孔；111、第二穿插孔；112、滚珠；113、容纳槽；114、限位板；115、电源；116、第四电机；117、第四减速器；118、驱动转轴；119、圆形孔。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明一种管道机器人进一步说明。
30.如图1至图18所示，一种管道机器人，包括机体1、行进轮2以及用于夹持管道外壁的机械手臂，行进轮2设置在机体1的前部和后部；机械手臂设置在机体1两侧的前部和后部，机械手臂包括多个依次铰接的关节体3；在铰接处的下部，关节体3之间均具有避让间隙4，关节体3的下部均转动设有行走部5；还包括有与行进轮2传动连接的行进单元以及与机械手臂传动连接的旋转控制单元、弯曲控制单元；行进单元、旋转控制单元、弯曲控制单元各对应设有与之传动连接的第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构。
31.本方案中的机械手臂可以在上下摆动平面上旋转至任意方向，然后完成抱紧管道、松开管道或者关节体3收叠等操作。抱紧时由于机械手臂是由多个关节体3依次铰接而成的柔性臂，弯曲控制单元能够收卷机械手臂，使关节体3绕铰接点转动至避让间隙4内，使关节体3的底部与管道外壁贴合，因此能够适配不同管径大小的管道。由于关节体3下部有行走部5，机械手臂在环抱外管的同时，也可以移动。在使用时，将管道机器人放置于外管道上，通过旋转控制单元调整机械手臂的翻转至管道的两侧，然后通过弯曲控制单元收紧机械手臂，使机械手臂上的关节体3环绕并抱紧外管，继而由行进单元控制机器人在外管上移动。
32.在本具体实施例中，如图1、图2、图4、图6所示，机体1的前部和后部各有一个行进轮2，机体1的外侧共有四条机械手臂。
33.进一步地，如图1、图2、图3所示，机体1的前部和后部均设有安装板6，安装板6下方均设有叉架7；行进轮2通过轮轴8分别转动设置在前部和后部的叉架7上；叉架7的顶部竖向设有第一连接轴9，第一连接轴9设有贯通叉架7的轴孔10，第一连接轴9穿过并转动设置在
安装板6上。
34.在本具体实施例中，安装板6焊接在机体1的前部和后部。轮轴8通过轴承转动安装在叉架7上，轮轴8为花键轴，行进轮2包括轮毂和行进轮2，轮毂与轮轴8花键连接；材质柔软的行进轮2与轮毂套接，用以支撑机器人在管道内或外行走。安装板6上设有孔，孔内装有轴套，第一连接轴9转动安装在轴套内，以减少叉架7转动过程中发生的摩擦，第一连接轴9与叉架7一体成型。
35.进一步地，如图1、图2、图3所示，行进单元包括行进蜗杆11、行进蜗轮12、第二连接轴13、第一锥形齿轮14、第二锥形齿轮15、第一传动齿轮16和第二传动齿轮17；第二连接轴13的下部在叉架7的叉口内与第一锥形齿轮14连接，上部穿过第一连接轴9的轴孔10与行进蜗轮12连接，行进蜗轮12与行进蜗杆11啮合；叉架7上设有横向转动设置的第三连接轴18，第三连接轴18的一端与第一传动齿轮16连接，另一端伸入叉架7的叉口内与第二锥形齿轮15连接，第一锥形齿轮14与第二锥形齿轮15啮合，第二传动齿轮17设置在轮轴8的一端并与第一传动齿轮16传动配合；位于前部和后部的行进蜗杆11之间通过第一传动杆19连接，第一传动杆19与第一驱动机构传动连接。
36.第一驱动机构的输出轴上设有第三传动齿轮20，第一传动杆19设有第五传动齿轮21；第三传动齿轮20与第五传动齿轮21啮合传动，第一传动杆19的两端与机体1前后部的行进蜗杆11通过联轴器连接。
37.当机器人开始在外管道行走工作时，第一驱动机构的输出轴通过齿轮带动第一传动杆19转动，第一传动杆19带动位于机体1前部和后部的行进蜗杆11同步转动，行进蜗杆11与叉架7上部的行进蜗轮12啮合传动，带动第二连接轴13和第一锥形齿轮14转动，第一锥形齿轮14与第二锥形齿轮15啮合传动，带动第三连接轴18和第一传动齿轮16转动，继而带动第二传动齿轮17和行进轮2转动，实现在管道内的前后移动的目的。在本具体实施例中，第一驱动机构包括第一电机22以及位于第一电机22前端的第一减速器23，第三传动齿轮20、第五传动齿轮21分别通过键槽安装在第一减速器23的输出轴上和第一传动杆19上。第一电机22输出轴转速通过第一减速器23内的齿轮组降速后，第一减速器23的输出轴再与第一传动杆19传动配合。第一锥形齿轮14与第二连接轴13的下部键槽连接，行进蜗轮12与第二连接轴13的上部键槽连接，同时将第二连接轴13限位于第一连接轴9上。第三连接轴18通过轴套转动安装在叉架7上，以减少转动过程中的摩擦。第三连接轴18的一端与第二锥形齿轮15通过键槽连接，另一端设有花键，并与第一传动齿轮16花键连接。在第一传动齿轮16的内侧，第三连接轴18上套装有轴套，以减少第一齿轮与叉架7之间的摩擦；外侧安装有卡箍，用以对第一传动齿轮16限位。第一锥形齿轮14与第二锥形齿轮15之间啮合，进行动力传输。行进动力装置的输出轴通过第三传动齿轮20、第一传动杆19和第五传动齿轮21与行进蜗杆11传动连接；采用这种齿轮组传动结构用以调节传动比，也方便为机体1内部其他结构让位，有利于提高机体1内部机构紧凑性。
38.进一步地，如图1、图2、图3所示，还包括与行进轮2传动连接的转向单元以及第四驱动机构；转向单元包括转向蜗轮24和转向蜗杆25；转向蜗轮24在安装板6上部与第一连接轴9连接并与转向蜗杆25啮合；位于前部和后部的转向蜗杆25之间通过第二传动杆26连接，第二传动杆26与第四驱动机构传动连接。
39.在本具体实施例中，第四驱动机构的输出轴上设有第四传动齿轮27，第二传动杆
26设有第六传动齿轮28，第四传动齿轮27与第六传动齿轮28啮合传动。第二传动杆26的两端与机体1前后部的转向蜗杆25通过联轴器连接。转向蜗轮24在安装板6上部与第一连接轴9通过键槽连接，同时将第一连接轴9限位于轴套内，并与叉架7具有相同转速。第四驱动机构的输出轴通过第四传动齿轮27、第二传动杆26和第六传动齿轮28与转向蜗杆25传动连接；采用这种齿轮组传动结构用以调节传动比，也方便为机体1内部其他结构让位，有利于提高机体1内部机构紧凑性。在本具体实施例中，第四驱动机构包括第四电机116以及位于第四电机116前端的第四减速器117，第四传动齿轮27、第六传动齿轮28分别通过键槽安装在第二减速器44的输出轴上和第二传动杆26上。
40.当机器人在管道外壁上，需要进行转向动作时，第四驱动机构启动，第四减速器117的输出轴通过第四传动齿轮27带动第六传动齿轮28、第二传动杆26转动，第二传动杆26带动位于机体1前部和后部的转向蜗杆25同步转动，转向蜗杆25与转向蜗轮24啮合传动，带动第一连接轴9和叉架7转动，实现前部和后部行进轮2同步转向的目的。
41.本方案通过传动杆连接前后部的转向蜗杆25和行进蜗杆11，继而分别驱动行进蜗轮12和转向蜗轮24即可实现前后部行进轮2同步行进和转向的效果。将行进蜗轮12和转向蜗轮24集成到同一轴线上，结构紧凑，有利于减小机器人设备的体积与重量，并且行进机构和转向机构在各自工作过程中不产生干扰，机器人在行进的过程中也能实现转向的效果。
42.第一传动杆19和第二传动杆26分别通过齿轮组与第一驱动机构、第四驱动机构传动连接。这样通过一台电机即可驱动前后部的行进轮2同步移动，一台电机驱动前后部的行进轮2同步转向。降低了机体1的整体重量，有利于减少整体体积。
43.进一步地，如图1、图2所示，安装板6上设有外壳29，外壳29的中部设有上下贯通的轮孔30，外壳29内的一侧上方及另一侧下方分别设有与轮孔30连通的蜗杆安装区31；行进蜗杆11和转向蜗杆25分别转动设置在蜗杆安装区31内，行进蜗轮12和转向蜗轮24对应设置在轮孔30内。在本具体实施例中，行进蜗杆11和转向蜗杆25分别位于外壳29内一侧的上方和相对一侧的下方，行进蜗杆11和转向蜗杆25均通过轴承安装在外壳29的侧板上，用于支撑蜗杆并保证蜗杆转动。与之相对应的，行进蜗轮12位于转向蜗轮24的上部；行进蜗轮12与行进蜗杆11的啮合，转向蜗轮24与转向蜗杆25的啮合传动均在该轮孔30中进行，对该结构起到围挡、安全防护的作用。
44.进一步地，如图1、图2所示，外壳29顶部的四角分别设有安装孔，外壳29通过长杆螺栓33在安装孔处固定在安装板6上。方便对外壳29安装在安装板6上对蜗轮蜗杆结构起到防护的作用，也方便将外壳29拆卸下来，以对蜗轮蜗杆结构进行检修、更换。
45.进一步地，如图2所示，机体1内设有支架34，支架34上设有轴座35，第一传动杆19和第二传动杆26均转动设置在轴座35上。在本具体实施例中，第一传动杆19和第二传动杆26通过轴套转动设置在轴座35上，既能够减少第一传动杆19和第二传动杆26转动时产生的摩擦，有能够对第一传动杆19和第二传动杆26起到支撑作用。
46.进一步地，如图2所示，第二传动杆26的两端部均设有第七传动齿轮36，机体1内的前部和后部均设有第八传动齿轮37；第七传动齿轮36与第八传动齿轮37啮合传动，机体1前部和后部的转向蜗杆25通过第七传动齿轮36、第八传动齿轮37与第二传动杆26传动连接；通过齿轮组调节传动比，提高传动效率和稳定性。
47.进一步地，如图16、图17所示，叉架7的中部为凸字形空间；第一锥形齿轮14和第二
锥形齿轮15位于凸字形空间的顶部，行进轮2安装在凸字形空间的底部较宽区域内，具有结构紧凑的特点。
48.进一步地，如图2所示，在第一传动齿轮16和第二传动齿轮17之间还设有第九传动齿轮38，第九传动齿轮38与第一传动齿轮16和第二传动齿轮17啮合，用于传递动力，同时使得行进轮2的移动方向与第一传动齿轮16保持一致。在本具体实施例中，第一传动齿轮16、第二传动齿轮17、第九传动齿轮38之间啮合。
49.进一步地，如图16、图17所示，在叉架7的两侧均对称设置有多个齿轮轴预留孔39，方便将第二传动齿轮17、第三传动齿轮20和第九传动齿轮38的位置在叉架7的两侧进行调换，在安装时更加灵活、便捷。
50.进一步地，如图4、图5所示，旋转控制单元包括旋转盘架和连接部；第二驱动机构与旋转盘架传动连接，旋转盘架转动设置在机体1的外侧的前部和后部，连接部设置在旋转盘架上，机械手臂端部的关节体3与连接部铰接。
51.机械手臂在非工作状态下，可以保持水平放置状态，便于收纳、搬运。当机器人需要在管道外壁移动时，第二驱动机构启动，同步带动机体1两侧前后的旋转盘架转动，使机械手臂旋转而下，旋转至管道的外壁两侧，进而进行弯曲机械手臂动作。
52.机体1前后部的两侧壁上均开设有通孔，通孔的外侧均设置有旋转盘架、连接部以及机械手臂。在本具体实施例中，通孔共有四个。在通孔处设有横向设置的驱动转轴118，驱动转轴118在机体1外侧与第一圆盘40固定连接。
53.在本具体实施例中，旋转盘架包括第一圆盘40和第二圆盘41，第一圆盘40和第二圆盘41之间由多个支撑杆42连接。连接部的两侧通过螺杆固定在第一圆盘40和第二圆盘41的中部。
54.第二驱动机构包括第二电机43和第二减速器44；机体1内还设有第一皮带轮45、第二皮带轮46、第三皮带轮47、第四皮带轮48、第一中间皮带轮50、第二中间皮带轮51以及皮带52。第二电机43通过螺钉固定安装在机壳内，第二减速器44位于第二电机43的前端。
55.第一皮带轮45、第二皮带轮46、第三皮带轮47、第四皮带轮48的外侧分别通过轴套转动设置通孔上，轴套外端与机体1外侧面平齐。第二减速器44的输出轴上以及驱动转轴118在机体1内侧的一端上分别固定有第三锥形齿轮53和第四锥形齿轮54, 第三锥形齿轮53和第四锥形齿轮54啮合传动。同时第四锥形齿轮54通过螺栓固定在第一皮带轮45的中心，锥形齿一侧露出第一皮带轮45外。该侧的驱动转轴118通过螺栓固定在第四锥形齿轮54的中心。
56.在驱动转轴118的内端还固定有第一中间齿轮55；机体1内的前部分别设有两个固定架56，两个固定架56之间转动设置有第一中间轴57；第一中间轴57的两端分别安装有第二中间齿轮58和第三中间齿轮59，第二中间齿轮58与第一中间齿轮55啮合。第二皮带轮46的内侧设有与第三中间齿轮59啮合的第四中间齿轮60。第一皮带轮45与第二皮带轮46之间通过第一中间齿轮55、第二中间齿轮58、第一中间轴57、第三中间齿轮59、第四中间齿轮60传动。
57.第一中间皮带轮50和第二中间皮带轮51通过轴承转动设置在机体1的内侧。第一中间皮带轮50、第二中间皮带轮51、第三皮带轮47、第四皮带轮48的一侧设有齿盘。第一皮带轮45与第一中间皮带轮50通过皮带52传动连接。第二皮带轮46与第二中间皮带轮51通过
皮带52传动连接。第一中间皮带轮50通过齿盘与第四皮带轮48啮合传动；第二中间皮带轮51通过齿盘与第三皮带轮47啮合传动。
58.第三皮带轮47、第四皮带轮48的内侧分别设有第五中间齿轮61、第六中间齿轮62。机体1内后部也设置有两个固定架56，两个固定架56之间转动设有第二中间轴63；第二中间轴63的两端分别安装有第七中间齿轮64和第八中间齿轮65。第五中间齿轮61与第七中间齿轮64啮合传动；第六中间齿轮62与第八中间齿轮65啮合传动。
59.旋转控制单元在工作时，其过程为：第二电机43启动，通过第二减速器44的输出轴、第三锥形齿轮53、第四锥形齿轮54传动，带动机体1前部或后部一侧的驱动转轴118转动，该侧的驱动转轴118除了会带动该侧的旋转盘架转动，同时也会产生以下联动：1、带动第一皮带轮45转动，第一皮带轮45转动通过皮带52带动第一中间皮带轮50转动，第一中间皮带轮50带动第四皮带轮48转动。2、依次带动第一中间齿轮55、第一中间齿轮55、第二中间齿轮58、第一中间轴57、第三中间齿轮59、第四中间齿轮60转动，第四中间齿轮60带动第二皮带轮46，第二皮带轮46通过皮带52带动第二中间皮带轮51转动，第二中间皮带轮51带动第三皮带轮47转动。而第三皮带轮47又会带动第五中间齿轮61、第七中间齿轮64、第二中间轴63、第八中间齿轮65、第六中间齿轮62转动，第六中间齿轮62带动第四皮带轮48转动。自此，形成闭环同步传动。四条机械手臂随即绕着各自位置的驱动转轴118在竖向平面上同步旋转。
60.进一步地，如图6、图7、图8所示，弯曲控制单元包括动力绳66以及转动设置在旋转盘架上的收卷轴67；动力绳66的一端穿过连接部和各关节体3并固定在最外端的关节体3上，另一端绕结在收卷轴67上；第三驱动机构与收卷轴67传动连接并能够使收卷轴67转动，第三驱动机构通过收卷动力绳66使关节体3绕铰接点转动至避让间隙4内。
61.在本具体实施例中，驱动转轴118均为中空机构，驱动转轴118均套装在收卷轴67外侧，收卷轴67均延伸至机体1外侧并转动设置与第一圆盘40和第二圆盘41之间，以至于收卷轴67与旋转盘架在转动时互不影响。
62.在第三驱动机构的输出轴上以及机体1前部或后部一侧的收卷轴67在机体1内侧的一端分别设有相互啮合的第五锥形齿轮68和第六锥形齿轮69。在第六锥形齿轮69的前端，收卷轴67上还设有第一收卷齿轮70；在第一中间轴57上套装有第三中间轴71；第三中间轴71的两侧分别安装有第二收卷齿轮72和第三收卷齿轮73。第二收卷齿轮72和第三收卷齿轮73通过键槽结构与第三中间轴71固定连接。
63.在与第三驱动机构的输出轴垂直方向上，另一侧的收卷轴67在机体1内侧设有第四收卷齿轮74。第一收卷齿轮70与第二收卷齿轮72啮合，第三收卷齿轮73与第四收卷齿轮74啮合。
64.在机体1前部的两个固定架56之间，第三中间轴71的上部依次转动设有第四中间轴75、第五中间轴76，第四中间轴75上安装有与第三收卷齿轮73啮合的第五收卷齿轮77，第五收卷齿轮77可以与第四中间轴75转动连接。第五中间轴76上设有与第五收卷齿轮77啮合的第六收卷齿轮78，第六收卷齿轮78可以与第五中间轴76转动连接。
65.在机体1后部的两个固定架56上，在第二中间轴63上套装有第六中间轴79，第六中间轴79的上部依次转动设有第七中间轴80和第八中间轴81。第八中间轴81上设有第九收卷齿轮82，第九收卷齿轮82与第六收卷齿轮78之间通过皮带52传动连接。
66.第七中间轴80上设有与第九收卷齿轮82啮合的第十收卷齿轮83；位于机体后部，靠近第三皮带轮一侧的收卷轴67上设有与第十收卷齿轮83啮合的第十一收卷齿轮84，第十一收卷齿轮84与该侧的收卷轴67固定连接。第六中间轴79的两侧分别固定有第十二收卷齿轮86和第十三收卷齿轮87。第十一收卷齿轮84与第十二收卷齿轮86啮合传动。靠近第四皮带轮48一侧的收卷轴67上设有与第十三收卷齿轮87啮合的第十四收卷齿轮85。
67.在本具体实施例中，第三驱动机构包括第三电机88以及第三电机88前端的第三减速器89。
68.弯曲控制单元在工作时，其过程为：第三电机88启动，通过第三减速器89的输出轴、第五锥形齿轮68、第六锥形齿轮69传动，带动机体1前部或后部一侧的收卷轴67转动，该侧的驱动转轴118除了会在该侧机体1的外部收卷动力绳66使机械手臂各关节体3收卷，同时也会产生以下联动：1、依次带动第一收卷齿轮70、第二收卷齿轮72、第三中间轴71、第三收卷齿轮73、第四收卷齿轮74转动，然后第四收卷齿轮74带动与之连接的收卷轴67转动，继而收卷该侧的机体1的外部的动力绳66使机械手臂各关节体3抱紧管道外壁；2、依次带动第一收卷齿轮70、第二收卷齿轮72、第三中间轴71、第三收卷齿轮73、第五收卷齿轮77、第六收卷齿轮78转动，第六收卷齿轮78通过皮带52依次带动机体1后侧的第九收卷齿轮82转动、第十收卷齿轮83、第十一收卷齿轮84转动，第十一收卷齿轮84带动该侧的收卷轴67转动，继而收卷该侧的机体1的外部的动力绳66使机械手臂各关节体3抱紧管道外壁；于此同时，第十一收卷齿轮84依次带动第十二收卷齿轮86、第十三收卷齿轮87、第十四收卷齿轮85转动，然后第十四收卷齿轮带动与之连接的收卷轴67转动，继而收卷该侧机体1的外部的动力绳66使机械手臂各关节体3抱紧管道外壁。至此，通过第三驱动机构实现了机体1前后两侧的共计四条机械手臂同步收卷动作，使机械手臂抱紧在管道外壁上，然后由行进单元控制机器人前后转动，或者由转向单元控制行进轮2转向，在机械手臂环绕管壁的情况下，在管道上转动。
69.进一步地，如图9、图10、图11、图12所示，还包括与机械手臂传动连接的方向调节单元和第五驱动机构，方向调节单元包括第一旋转齿轮90、第二旋转齿轮91、第一调节锥形齿轮92、第二调节锥形齿轮93、第四连接轴94和第五连接轴95；连接部包括第一连接架96和第二连接架97；第四连接轴94与第五驱动机构传动连接，第一调节锥形齿轮92固定在第四连接轴94的外端；第五连接轴95转动设置在第一连接架96上，第二调节锥形齿轮93和第一旋转齿轮90分别固定在第五连接轴95的两端；第一调节锥形齿轮92和第二调节锥形齿轮93啮合；第二旋转齿轮91的一侧与第二连接架97固定连接，另一侧转动设置在第一连接架96上，第二旋转齿轮91与第一旋转齿轮90啮合。
70.收卷轴67的轴部为空心结构；第四连接轴94转动设置在收卷轴67的中心处。
71.第五驱动机构包括第五电机98以及位于第五电机98端部的第五减速器99。第五减速器99输出轴的端部以及第四连接轴94在机体1内侧的端部分别设有相互啮合的第七锥形齿轮100和第八锥形齿轮101。
72.位于机体1前部、后部两侧与第五电机98轴线垂直方向的调节单元之间均通过第四连接轴94连接，位于两侧的第四连接轴94相连为一体。
73.在机体1前部的第四连接轴94上固定有第一调节齿轮102，第三中间轴71的外部套装有与第一调节齿轮102啮合的第二调节齿轮103，第三中间轴71与第二调节齿轮103在转
动时互不影响。在第二调节齿轮103与第二收卷齿轮72和第三收卷齿轮73之间套装有隔离、防止各齿轮移位作用的轴套。
74.在第四中间轴75上转动设有与第二调节齿轮103啮合的第三调节齿轮104，第五中间轴76上转动设置有与第三调节齿轮104啮合的第四调节齿轮105。
75.位于机体1后部的两个固定架56上的第八中间轴81上转动设有第五调节齿轮106，第五调节齿轮106与第四调节齿轮105之间通过皮带52传动连接。在第七中间轴80上转动设有与第五调节齿轮106啮合的第六调节齿轮107，在机体1后部的第四连接轴94上固定有与第六调节齿轮107啮合的第七调节齿轮108。
76.当第五电机98启动时，带动第五减速器99的输出轴转动，第五减速器99的输出轴带动第七锥形齿轮100转动，接下来第七锥形齿轮100的传动路径同时如下进行：1、带动第八锥形齿轮101转动，第八锥形齿轮101转动带动两侧的第四连接轴94转动，继而依次带动两侧的第一调节锥形齿轮92、第二调节锥形齿轮93、第一旋转齿轮90、第二旋转齿轮91转动，最后带动机械手臂绕着第二旋转齿轮91的轴线转动；2、带动第四连接轴94、第一调节齿轮102、第二调节齿轮103、第三调节齿轮104、第四调节齿轮105转动， 第四调节齿轮105通过皮带52与第五调节齿轮106传动连接，继而带动第六调节齿轮107、第七调节齿轮108，第七调节齿轮108带动位于机体1后部的第四连接轴94转动，从而依次带动两侧的第一调节锥形齿轮92、第二调节锥形齿轮93、第一旋转齿轮90、第二旋转齿轮91转动，最后带动机械手臂绕着第二旋转齿轮91的轴线转动。自此，通过第五驱动机构实现了机体1前部后部两侧的共计四条机械手臂各自绕着第二旋转齿轮91的轴线同步转动的效果。方便机械手臂从收纳状态旋转至准备抱紧管道外壁的工作状态。
77.进一步地，如图13所示，机械手臂还包括弹性的定型条109，每个关节体3上均开设有第一穿插孔110和第二穿插孔111，定型条109依次穿插于各个关节体3的第一穿插孔110中并使机械手臂维持预设形态，动力绳66依次穿过各关节体3上的第二穿插孔111，定型条109位于机体1上部，动力绳66位于机体1下部。在本具体实施例中，定型条109为弹性钢条，使机械手臂初始状态下呈直线形态，避免处于松散形态。当收卷轴67转动，开始收卷动力绳66时，在拉力作用下，定型条109会被从直线形态牵引至弯曲状态，直至机械手臂能够抱紧管道外壁。当收卷轴67反向转动时，动力绳66被放松，定型条109在应力作用下恢复至直线形态。在本具体实施例中，关节体3为倒梯形，相邻关节体3之间在底部形成避让间隙4.进一步地，如图13、图14、图15所示，行走部5包括转动设置在关节体3的底部的滚珠112；滚珠112设置在关节体3底部球状的容纳槽113内，机体1底部还固定连接有限位板114，限位板114上开设有与容纳槽113正对的圆形孔119，使容纳槽113能容纳滚珠112的同时滚珠112与容纳槽113内壁契合，滚珠112下部穿过圆形孔119且圆形孔119的直径小于滚珠112的直径，滚珠112的下部穿过圆形孔露出至限位板114下方。
78.进一步地，在机体1内设有电源，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构中的电机均与电源电连接。由于管道输送场景中常有防爆要求，本方案带电的设备均设置在机体1内，通过蜗轮蜗杆结构和齿轮组结构将机体1内的动力传输到机体1外，能够满足隔爆要求。