本发明涉及天然气站场巡检，尤其涉及一种履带式天然气站场巡检机器人。
背景技术：
1、天然气作为一种清洁能源被广泛应用在燃气发电、化工原料、城市供热等领域，天然气依靠管道输送，在输送过程中天然气管道在阀门、弯头等关键部件处容易受到腐蚀、松动等情况而发生天然气泄漏，天然气中的主要成分为甲烷，其无色无味，与空气中的氧气结合易发生爆炸，同时因天然气中的成分有温室气体，也会对温室效应造成一定影响，故而天然气站场的天然气泄漏会造成一定的危害。
2、天然气站场的种类有首站、压气站、分输站、清管站、配气站等，同时天然气站场中高低管道并存，管道工艺技术复杂，目前，天然气站场中天然气泄漏依靠人工巡检，但传统人工也存在成本高、效率低、危险性大的弊端，随着人工智能的出现和工业4.0的提出，无人值守的天然气站场也正在发展，为此我们提出一种履带式天然气站场巡检机器人来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决当前天然气站场中人工巡检存在的不足，人工巡检的成本大、危险性高，需要大量的人力巡逻巡检，且人工巡检因受人为因素影响也会出现泄露气体漏检的问题，因此为解决上有技术中存在的问题，提出一种履带式天然气站场巡检机器人辅助人工巡检。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征包括：防爆车体，两套行走机构对称设置在防爆车体的左右两端，所述防爆车体上部前端有防爆激光雷达、深度相机和旋转云台，所述防爆车体上部中间设有带升降机构的监测模块，所述防爆车体上部后端安装有超声波避障雷达、模块化的多自由度机械臂、蜗轮蜗杆三爪机械手和设置在机械臂上的红外热成像摄像机，所述防爆车体内部后侧设置有差速驱动机构，所述防爆车体内部前侧设有两个电控箱体和一个电池组。
4、优选的，所述监测模块包括激光甲烷传感器、可视相机和湿度传感器。
5、优选的，所述行走机构包括驱动轮、主摆臂行星轮、从动轮、主摆臂电动推杆、双行星辅助变形机构、避震器、承重轮、车架和行走履带，所述驱动轮、所述从动轮、所述主摆臂电动推杆按照椭圆构型用车架连接，所述驱动轮和从动轮放置在椭圆的两个焦点处，所述双行星辅助变形机构放置在驱动轮外侧与驱动轮同心，所述主摆臂电动推杆放置在椭圆的圆心与蜗轮蜗杆减速电机连接，所述电控箱体与主摆臂电动推杆的蜗轮蜗杆减速电机电性连接，用于控制主摆臂电动推杆的摆动，所述主摆臂电动推杆与主摆臂行星轮用传动轴连接。
6、优选的，所述避震器1个、所述承重轮2个用支撑轴和车架连接成避震轮组，一侧共有2套避震轮组，所述承重轮4个设置成一排，第1套避震轮组设置于所述驱动轮与主摆臂电动推杆的对称中心，第2套避震轮组设置于从动轮与主摆臂电动推杆的对称中心，驱动轮、主摆臂行星轮、从动轮、所有承重轮通过行走履带包覆。
7、优选的，所述驱动轮与驱动电机采用锥齿轮传动，所述驱动轮与从动锥齿轮采用空心驱动轴连接，且所述防爆车体与空心驱动轴用法兰套筒固定连接，主动锥齿轮与驱动电机的输出轴连接，所述电控箱体与驱动电机电性连接，用于控制驱动电机，所述双行星辅助变形机构的摆臂轴通过空心驱动轴与摆臂电机减速器连接。
8、优选的，所述模块化的多自由度机械臂，其自下而上依次设置固定座、固定在固定座上所述绕纵轴自由转动的模块一、绕横轴自由转动的模块二、大臂支撑结构、绕横轴自由转动的模块二、绕纵轴自由转动的模块一、绕横轴自由转动的模块二、小臂支撑结构、绕横轴自由转动的模块二和所述蜗轮蜗杆三爪机械手，所述4个绕横轴自由转动的模块二的横轴互相平行，所述2个绕纵轴自由转动的模块一的纵轴共面。
9、优选的，所述电控箱体内有急停开关，且与驱动电机、主摆臂蜗轮蜗杆减速电机电性连接，所述电控箱体内设置有导航工控机、升降机构和模块化的多自由度机械臂控制器。
10、优选的，所述防爆车体前部设置自动充电口与所述电池组连接。
11、优选的，所述防爆车体前部两侧设置补光灯。
12、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益收益：
13、1.本发明天然气站场巡检机器人采用稳定性和越障性能好、负载能力高的履带底盘，行走机构采用椭圆定理、主摆臂电动推杆和双行星辅助变形机构的组合设计使巡检机器人具备主动变形能力应对不同障碍的地形，确保了机器人越障性能提高的同时保障底盘的稳定性能，差速驱动机构、双电控箱体和电池组的布置保障机器人结构紧凑，确保了巡检机器人在管道区域作业的通过性。
14、2.本发明天然气站场巡检机器人采用激光雷达、imu和相机多融合定位，拟计划远程连接统一的数据分析平台，通过人工智能、大数据分析等技术方法，对巡检机器人进行后台调度管理，使巡检机器人实现在规划的行走路线上对天然气管道关键部件定点巡检，同时巡检数据远程传输pc端，人员可远程观测天然气站场环境。
15、3.本发明天然气站场巡检机器人监测模块采用激光甲烷传感器，实现机器人快速判断天然气管道是否发生泄漏，不受其他气体的影响，升降机构与云台的结合使巡检机器人具备多角度扫描的能力，巡检机器人自动充电口的设计保障巡检机器人在天然气站场巡检的续航能力。
1.一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征包括：防爆车体(1)，两套行走机构(2)对称设置在防爆车体(1)的左右两端，所述防爆车体上部前端有防爆激光雷达(3)、深度相机(4)和旋转云台(5)，所述防爆车体上部中间设有带升降机构(10)的监测模块(9)，所述防爆车体上部后端安装有超声波避障雷达(15)、模块化的多自由度机械臂(13)、蜗轮蜗杆三爪机械手(14)和设置在机械臂上的红外热成像摄像机(16)，所述防爆车体(1)内部后侧设置有差速驱动机构(12)，所述防爆车体(1)内部前侧设有两个电控箱体(17)、电控箱体(18)、一个电池组(19)和一个自动充电口(11)。
2.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述监测模块(9)包括激光甲烷传感器(6)、可视相机(7)和湿度传感器(8)。
3.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述行走机构(2)包括驱动轮(21)、主摆臂行星轮(22)、从动轮(23)、主摆臂电动推杆(24)、双行星辅助变形机构(25)、避震器(26)、承重轮(27)、车架(28)和行走履带(29)，所述驱动轮(21)、所述从动轮(23)、所述主摆臂电动推杆(24)按照椭圆构型用车架(28)连接，所述驱动轮(21)和从动轮(23)放置在椭圆的两个焦点处，所述双行星辅助变形机构(25)放置在驱动轮(21)外侧与驱动轮(21)同心，所述主摆臂电动推杆(24)放置在椭圆的圆心与蜗轮蜗杆减速电机连接，所述电控箱体(17)与主摆臂电动推杆(24)的蜗轮蜗杆减速电机电性连接，用于控制主摆臂电动推杆(24)的摆动，所述主摆臂电动推杆(24)与主摆臂行星轮(22)用传动轴连接。
4.根据权利要求3所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述避震器(26)1个、所述承重轮(27)2个用支撑轴和车架(28)连接成避震轮组，一侧共有2套避震轮组，所述承重轮(27)4个设置成一排，第1套避震轮组设置于所述驱动轮(21)与主摆臂电动推杆(24)的对称中心，第2套避震轮组设置于从动轮(23)与主摆臂电动推杆(24)的对称中心，驱动轮(21)、主摆臂行星轮(22)、从动轮(23)、所有承重轮(27)通过行走履带(29)包覆。
5.根据权利要求3所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述驱动轮(21)与驱动电机(122)采用锥齿轮传动，所述驱动轮(21)与从动锥齿轮采用空心驱动轴(121)连接，且所述防爆车体(1)与空心驱动轴(121)用法兰套筒固定连接，主动锥齿轮与驱动电机(122)的输出轴连接，所述电控箱体(17)与驱动电机(122)电性连接，用于控制驱动电机(122)，所述双行星辅助变形机构(25)的摆臂轴(123)通过空心驱动轴(121)与摆臂电机减速器(124)连接。
6.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述模块化的多自由度机械臂(13)其自下而上依次设置固定座(131)、固定在固定座上所述绕纵轴自由转动的模块一(132)、绕横轴自由转动的模块二(134)、大臂支撑结构(133)、绕横轴自由转动的模块二(134)、绕纵轴自由转动的模块一(132)、绕横轴自由转动的模块二(134)、小臂支撑结构(135)、绕横轴自由转动的模块二(134)和所述蜗轮蜗杆三爪机械手(14)，所述4个绕横轴自由转动的模块二(134)的横轴互相平行，所述2个绕纵轴自由转动的模块一(132)的纵轴共面。
7.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述电控箱体(17)内有急停开关，且与驱动电机(122)、主摆臂蜗轮蜗杆减速电机电性连接，所述电控箱体(18)内设置有导航工控机、升降机构(10)和模块化的多自由度机械臂(13)控制器。
8.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述防爆车体(1)前部设置自动充电口(11)与所述电池组(19)连接。
9.根据权利要求1所述的一种履带式天然气站场巡检机器人，其特征在于：所述防爆车体(1)前部两侧设置补光灯(20)。
