本发明涉及攀爬设备领域，具体涉及用于核电管道检测维护的攀爬机器人及操作方法。
背景技术：
随着核电厂运行时间的增加，各种规格管道外表面需要定时检查和维护，有些还涉及到管道的焊缝检查。这些部位处在辐射区域，人员应该尽量减少工作时长，面对垂直管道需要检测的时候，需要开发一种攀爬机器人替代人工，对核电管道进行自动攀爬检测。
虽然在，cn204472948u中公开了一种丝杠移动型爬杆机器人，但是此机器人结构复杂适应性较差。
在zl200620088771.1中公开了一种气体驱动的爬杆机器人，此种机器人的动力源为气动，动力源的获取不便，导致其运行不稳定，无法适应远程控制的攀爬要求。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于核电管道检测维护的攀爬机器人及操作方法，此机器人能够用于核电厂垂直管道外壁的攀爬，方便检测人员远程控制进而对有辐射性的管道外壁进行检测，保证了作业人员的安全性。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：用于核电管道检测维护的攀爬机器人，它包括用于夹紧管道的上层夹持机构和下层夹持机构，所述上层夹持机构和下层夹持机构之间通过用于驱动其升降的升降机构相连。
所述上层夹持机构和下层夹持机构采用相同的结构。
所述上层夹持机构包括基板，所述基板上固定安装有电机连接板和多根l形连接板，所述l形连接板之间支撑安装有两根丝杠，所述丝杠之间通过联轴器相连，两根所述丝杠上都通过丝杠传动配合安装有对称布置的夹板，所述夹板穿过滑杆，并构成滑动配合，所述滑杆支撑安装在相邻两块l形连接板之间，两根所述丝杠的中间位置安装有从动齿轮，所述从动齿轮与夹紧动力装置相连。
所述夹紧动力装置包括安装在电机连接板上的电机，所述电机与减速器相连，所述减速器的输出轴安装有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合传动。
两根所述丝杠的螺纹方向相反。
所述夹板的头部设置有弧形抱爪，所述弧形抱爪的内壁固定有防滑橡胶层。
所述升降机构包括步进电机，所述步进电机固定在上层夹持机构的基板上，所述步进电机的输出轴通过联轴器与升降丝杠相连，所述升降丝杠上通过丝杠传动配合安装有丝杠滑块，所述丝杠滑块固定安装在下层夹持机构的基板上，所述上层夹持机构的基板底部固定安装有多根升降滑杆，所述升降滑杆穿过下层夹持机构的基板，并构成滑动配合。
所述升降滑杆的底部末端安装有防脱螺钉。
攀爬机器人上安装有无损探伤仪。
任意一项所述用于核电管道检测维护攀爬机器人的操作方法，它包括以下步骤：
step1：初始状态下，机器人上层夹持机构和下层夹持机构的夹板均夹紧管道，且上层夹持机构和下层夹持机构在升降机构调节范围内距离最近，此后执行以下步骤；
step2：上层夹持机构中的电机反转，带动减速器驱动主动齿轮旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠轴上，两丝杠通过联轴器连接，且两螺纹相反，两夹板相向运动松开被检查管道；
step3：升降机构中的步进电机正转，带动升降丝杠旋转，由于升降滑杆与下层夹持机构中的基板滑动连接，丝杠滑块固定在基板上，上层夹持机构整体上升，上升一定高度后，步进电机停止转动，上层夹持机构停止上升，防脱螺钉防止上层夹持机构和下层夹持机构分离；
step4：上层夹持机构中的电机正转，带动减速器驱动主动齿轮旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠轴上，两丝杠通过联轴器连接，且两螺纹相反，两夹板相对运动夹紧被检查管道；
step5：下层夹持机构中的电机反转，带动减速器驱动主动齿轮旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠轴上，两丝杠通过联轴器连接，且两螺纹相反，两夹板相向运动松开被检查管道；
step6：升降机构中的步进电机反转，带动升降丝杠旋转，由于升降滑杆与下层夹持机构中的基板(4滑动连接，丝杠滑块固定在基板上，下层夹持机构整体上升，上升一定高度后，步进电机停止转动，下层夹持机构停止上升；
step7：下层夹持机构中的电机正转，带动减速器驱动主动齿轮旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠轴上，两丝杠通过联轴器连接，且两螺纹相反，两夹板相对运动夹紧被检查管道；
step8：重复step2~step7，则机器人会沿着被检查管道不断爬升直到到达指定位置后停止。
本发明有如下有益效果：
1、此机器人丝杠和滑杆具有一定的长度，可以适应管径50-150mm管道的爬升，此机器人升降丝杠和升降滑杆具有一定的长度，每次升降的长度可调，夹板上安装有弧形抱爪，所述弧形抱爪上粘贴有防滑橡胶层，防止机器人夹紧管道时与管道发生相对滑动。
2、通过所述的上层夹持机构和下层夹持机构能够夹紧核电管道，工作过程中，通过电机驱动减速器，通过减速器带动主动齿轮，通过主动齿轮带动从动齿轮，再由从动齿轮驱动丝杠，通过丝杠带动夹板相对运动，进而保证夹板将管道夹紧。再由两层夹持机构交替夹紧配合升降机构实现攀爬动作。
3、通过所述的升降机构工作过程中，通过步进电机带动升降丝杠，再由升降丝杠带动升降丝杠滑块，最终通过升降丝杠滑块带动下层夹持机构整体上升，进而实现攀爬运动。
4、通过安装在升降丝杠末端的防脱螺钉能够防止限制机器人升降范围，防止机器人下层夹持机构脱离。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的夹持机构示意图示意图。
图3为本发明的升降机构示意图。
图中：上层夹持机构1、升降机构2、下层夹持机构3、基板4、夹板5、丝杠6、电机7、减速器8、主动齿轮9、从动齿轮10、联轴器11、l形连接板12、滑杆13、电机连接板14、弧形抱爪15、步进电机16、升降滑杆17、升降丝杠18、升降丝杠滑块19、防脱螺钉20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-3，用于核电管道检测维护的攀爬机器人，它包括用于夹紧管道的上层夹持机构1和下层夹持机构3，所述上层夹持机构1和下层夹持机构3之间通过用于驱动其升降的升降机构2相连。所述上层夹持机构1和下层夹持机构3采用相同的结构。通过采用上述攀爬机器人能够用于核电管道的检测和维护，在工作过程中，通过远程控制上述机器人，能够顺利的攀爬核电管道，进而保证了操作人员的安全。
进一步的，所述上层夹持机构1包括基板4，所述基板4上固定安装有电机连接板14和多根l形连接板12，所述l形连接板12之间支撑安装有两根丝杠6，所述丝杠6之间通过联轴器11相连，两根所述丝杠6上都通过丝杠传动配合安装有对称布置的夹板5，所述夹板5穿过滑杆13，并构成滑动配合，所述滑杆13支撑安装在相邻两块l形连接板12之间，两根所述丝杠6的中间位置安装有从动齿轮10，所述从动齿轮10与夹紧动力装置相连。工作过程中，电机7正转时，两夹板5夹紧管道，反转时，两夹板5松开，进而实现管道的夹紧作业。
进一步的，所述夹紧动力装置包括安装在电机连接板14上的电机7，所述电机7与减速器8相连，所述减速器8的输出轴安装有主动齿轮9，所述主动齿轮9与从动齿轮10啮合传动。
进一步的，两根所述丝杠6的螺纹方向相反。通过采用相反的螺纹保证了在丝杆6转动时，保证两块夹板5能够相对运动，进而夹紧核电管道。
进一步的，所述夹板5的头部设置有弧形抱爪15，所述弧形抱爪15的内壁固定有防滑橡胶层。进而对被检查管道提供缓冲，同时橡胶材料为机器人在管道外壁爬行提供足够摩擦力。
进一步的，所述升降机构2包括步进电机16，所述步进电机16固定在上层夹持机构1的基板4上，所述步进电机16的输出轴通过联轴器与升降丝杠18相连，所述升降丝杠18上通过丝杠传动配合安装有丝杠滑块19，所述丝杠滑块19固定安装在下层夹持机构3的基板4上，所述上层夹持机构1的基板4底部固定安装有多根升降滑杆17，所述升降滑杆17穿过下层夹持机构3的基板4，并构成滑动配合。通过升降机构2中的步进电机16反转，带动升降丝杠18旋转，由于升降滑杆17与下层夹持机构3中的基板4滑动连接，丝杠滑块19固定在基板4上，所以下层夹持机构1整体上升，上升一定高度后，步进电机16停止转动，下层夹持机构1停止上升，同时防脱螺钉20能防止上层夹持机构1和下层夹持机构3分离。
进一步的，攀爬机器人上安装有无损探伤仪。通过所述的无损探伤仪能够对管道进行无损探伤检测。
实施例2：
任意一项所述用于核电管道检测维护攀爬机器人的操作方法，它包括以下步骤：
step1：初始状态下，机器人上层夹持机构1和下层夹持机构3的夹板5均夹紧管道，且上层夹持机构1和下层夹持机构3在升降机构2调节范围内距离最近，此后执行以下步骤；
step2：上层夹持机构1中的电机7反转，带动减速器8驱动主动齿轮9旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮10旋转，由于从动齿轮10安装在两丝杠6轴上，两丝杠通过联轴器11连接，且两螺纹相反，两夹板5相向运动松开被检查管道；
step3：升降机构2中的步进电机16正转，带动升降丝杠18旋转，由于升降滑杆17与下层夹持机构3中的基板4滑动连接，丝杠滑块19固定在基板4上，上层夹持机构1整体上升，上升一定高度后，步进电机16停止转动，上层夹持机构1停止上升，防脱螺钉20防止上层夹持机构1和下层夹持机构3分离；
step4：上层夹持机构1中的电机7正转，带动减速器8驱动主动齿轮9旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮10旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠6轴上，两丝杠通过联轴器11连接，且两螺纹相反，两夹板5相对运动夹紧被检查管道；
step5：下层夹持机构3中的电机7反转，带动减速器8驱动主动齿轮9旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮10旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠6轴上，两丝杠通过联轴器11连接，且两螺纹相反，两夹板5相向运动松开被检查管道；
step6：升降机构2中的步进电机16反转，带动升降丝杠18旋转，由于升降滑杆17与下层夹持机构3中的基板(4滑动连接，丝杠滑块19固定在基板4上，下层夹持机构1整体上升，上升一定高度后，步进电机16停止转动，下层夹持机构1停止上升；
step7：下层夹持机构3中的电机7正转，带动减速器8驱动主动齿轮9旋转，通过齿轮啮合带动从动齿轮10旋转，由于从动齿轮安装在两丝杠6轴上，两丝杠通过联轴器11连接，且两螺纹相反，两夹板5相对运动夹紧被检查管道；
step8：重复step2~step7，则机器人会沿着被检查管道不断爬升直到到达指定位置后停止。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。