本发明涉及管道机器人设备，特别是涉及：1、一种环抱式管道外爬行机器人；2、该种管外爬行器在管道进行爬行的方法；3、该种管外爬行器在管道进行避障的方法；4、该种管外爬行器在管道进行转弯的方法。
背景技术：
1、管外爬行机器人是一种可沿管道自动行走的机电一体化设备。
2、现有的管道外爬行机器人大多采用两点夹紧式设计。对于管道这类圆形的器件，两点夹紧的方式容易出现脱落的情况。因此，发明人考虑更换层环抱式，但现有环抱式设计不方便拆装；并且由于接触点增多，现有环抱式设计在管道爬行时也不方便进行避障或转弯，使得管道外爬行机器人的功能较为单一。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有管道外爬行机器人采用环抱式设计不方便拆装的问题，提供了一种环抱式管道外爬行机器人及其爬行、避障、转弯方法。
2、本发明采用以下技术方案实现：
3、第一方面，本发明公开了一种环抱式管道外爬行机器人，包括：2个夹紧组件、8组麦克纳姆轮、连接组件。
4、2个夹紧组件结构相同。其中一个夹紧组件用于环抱式夹紧目标管道的一处，另一个夹紧组件用于环抱式夹紧目标管道的另一处。
5、对于任一个夹紧组件，其包括：安装板、2个可调整间距的夹爪机构，2个夹爪机构间隔设置在安装板上、之间具有中间线m；2个夹紧组件的中间线m处于同一个平面n。
6、对于任一个夹爪机构，其包括：伸缩机构、弧形伸缩臂机构，伸缩机构与弧形伸缩臂机构连接。
7、伸缩机构用于通过伸缩来调整弧形伸缩臂机构的位置，并在位于同一个夹紧组件的2个弧形伸缩臂机构之间形成用于目标管道穿过的、可调大小的区域a。
8、对于任一个弧形伸缩臂机构，其包括：弧形内臂、弧形外筒、控制机构，弧形内臂、弧形外筒形成伸缩结构，控制机构与弧形内臂、弧形外筒配合设置。
9、控制机构用于调整弧形内臂伸出弧形外筒的幅度，并在位于同一个夹紧组件中的2个弧形内臂之间形成可调大小的开口b。
10、8组麦克纳姆轮均配有驱动件。
11、弧形外筒上设置了1组麦克纳姆轮，弧形内臂上设置了1组麦克纳姆轮；位于同一个夹紧组件中的4组麦克纳姆轮在区域a中形成可调的四点式分布；位于同一个夹爪机构中的麦克纳姆轮为相同类型；位于同一个夹紧组件、但位于不同夹爪机构中的麦克纳姆轮为相反类型。
12、连接组件设置在2个夹紧组件之间、并将2个夹紧组件连接。
13、连接组件用于使2个夹紧组件在绕着目标管道周向移动时保持同步、使环抱式管道外爬行机器人具有发生平行于平面n的弯折的自由度。
14、该种环抱式管道外爬行机器人的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
15、第二方面，本发明公开了第一方面公开的环抱式管道外爬行机器人的爬行方法，应用在第一方面公开的环抱式管道外爬行机器人。
16、环抱式管道外爬行机器人的爬行方法包括：
17、通过夹紧组件一调整其内的4组麦克纳姆轮的分布、夹紧组件二调整其内的4组麦克纳姆轮的分布，直至均环抱式夹紧目标管道；
18、调整8组麦克纳姆轮转动状态，使环抱式管道外爬行机器人沿着目标管道轴向进行移动。
19、该种爬行方法的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
20、第三方面，本发明公开了第一方面公开的环抱式管道外爬行机器人的避障方法，包括：
21、采用第二方面公开的环抱式管道外爬行机器人的爬行方法使环抱式管道外爬行机器人的爬行方法沿着目标管道轴向爬行，并检测目标管道在前进方向上是否存在障碍处；
22、若存在障碍处，则分析判断障碍处是否可避开；
23、若障碍处可避开，则依据预设规则一进行避障；
24、其中，预设规则一包括：
25、调整8组麦克纳姆轮转动状态，使环抱式管道外爬行机器人沿着目标管道周向旋转，直至障碍处与两个夹紧组件的开口b沿轴向对齐；
26、通过控制机构减小弧形内臂伸出弧形外筒的幅度，以增大开口b、直至大于障碍处；
27、调整8组麦克纳姆轮转动状态，使环抱式管道外爬行机器人沿着目标管道轴向进行移动直至整体通过障碍处。
28、该种避障方法的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
29、第四方面，本发明公开了一种环抱式管道外爬行机器人的转弯方法，包括：
30、采用第二方面公开的环抱式管道外爬行机器人的爬行方法使环抱式管道外爬行机器人的爬行方法沿着目标管道轴向爬行，并检测目标管道在前进方向上是否存在转弯处；
31、若存在转弯处，则分析判断转弯处是否可通过；
32、若转弯处可通过，则依据预设规则二进行转弯；
33、其中，预设规则二包括：
34、调整8组麦克纳姆轮转动状态，使环抱式管道外爬行机器人沿着目标管道周向旋转，直至平面n与转弯处的中心对称面p平行；
35、调整8组麦克纳姆轮转动状态，使环抱式管道外爬行机器人沿着目标管道轴向进行移动直至整体通过转弯处。
36、该种转弯方法的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
37、与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
38、1、本发明设计一种环抱式管道外爬行机器人，通过两个夹紧组件通过连接组件构建出基本架构；其中，夹紧组件一方面通过伸缩机构调整弧形伸缩臂机构的位置以形成目标管道穿过的、可调大小的区域a，另一方面通过控制弧形内臂、弧形外筒组成伸缩结构实现伸缩以形成可调大小的开口b，又一方面，通过在弧形内臂、弧形外筒设置独立驱动的麦克纳姆轮以区域a中形成可调的四点式分布；本发明不仅能适应不同规格的目标管道拆装、爬行，还能形成对目标管道的环抱式夹紧以提高爬行的稳定性。
39、2、本发明利用麦克纳姆轮的运动特性，通过对8组麦克纳姆轮的转动调整，能够实现在目标管道上沿轴向移动、绕周向转动。本发明功能性强，可以通过对夹紧组件的调整，顺利通过目标管道的变径处；也可以配合对开口b的调整，在保持环抱状态的情况下进行避障；还可以配合连接组件提供的弯曲自由度，在保持环抱状态的情况下进行转弯。
1.一种环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括：丝杆电机、滚珠丝杆、固定座、至少1根移动杆、连接板、连接架；
3.根据权利要求1所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，在任一个夹紧组件中，2个伸缩机构的伸缩方向形成夹角c，任一个伸缩机构的伸缩方向与中间线m形成夹角c/2；c∈[60°,120°]。
4.根据权利要求1所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，在任一个弧形伸缩臂机构中，所述弧形内臂、弧形外筒具有相同的弧度；所述弧形外筒一端密封、另一端设有出口；所述弧形内臂的内端从弧形外筒的出口输入弧形外筒；所述弧形外筒上设置有定安装座，用于安装1组麦克纳姆轮；所述弧形内臂的外端设置有动安装座，用于安装1组麦克纳姆轮；
5.根据权利要求4所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，所述控制机构包括：安装台、线驱动器、钢丝线；所述线驱动器通过安装台设置在弧形外筒上；所述钢丝线一端连接线驱动器，另一端连接弧形内臂的外端；
6.根据权利要求1所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，所述连接组件包括；至少1组连接机构；
7.根据权利要求1所述的环抱式管道外爬行机器人，其特征在于，还包括：
8.一种环抱式管道外爬行机器人的爬行方法，其特征在于，其应用在如权利要求1-7任一项所述的环抱式管道外爬行机器人；
9.一种环抱式管道外爬行机器人的避障方法，其特征在于，包括：
10.一种环抱式管道外爬行机器人的转弯方法，其特征在于，包括：
