CN100494757C - 圆管道智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆管道智能机器人，机器人的电源为电池，驱动机构为螺旋驱动机构；中央控制器输入接口连有点触传感器、光敏传感器、摄像头，无线信号接受器；中央控制器控制接口连有吸尘器、发光二极管；中央控制器信号输出接口连有音频和视频信号发射器。该种机器人在管道中行走方便、稳定，实用范围宽，智能化程度高，便于监控，可控性强，可靠性高。

Description

圆管道智能机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种圆管道机器人。

背景技术

管道机器人的研制是国内外机器人技术发展的一个重要方向。在化工、炼油、印染、IC制造、中央空调等系统中，存在直径大小不同的金属管道，长期工作后会出现诸如腐蚀、污垢、堵塞、损伤等各种各样的问题。对这些管道的清理是必须而复杂的工作：一则管道内空间狭窄，人力难以到达，人工清理难度大，甚至难于清理；二则有些管道内环境是有毒有害的，对人体有损害。同时在管道尤其是长的弯管道中进行布线也极不方便。因此，有必要研制一种在管道内进行探测、除尘、牵线等多功能的管道机器人。

现有的管道机器人功能单一，一般仅具除尘功能，智能化程度低，可控性差，进入管道后，无法控制和监测其工作状态，在管道中遇到障碍，也不能自动退出；供电部分需要外接电源引线，在管道内行走不方便，易产生故障。

发明内容

本发明的目的就是提供一种圆管道智能机器人，该种机器人在管道中行走方便、稳定，实用范围宽，智能化程度高，便于监控，可控性强，可靠性高。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：

一种圆管道智能机器人，包括机体上安装的电源、中央控制器和中央控制器控制的驱动机构，其结构特点是：电源为电池，驱动机构为螺旋驱动机构。中央控制器输入接口连有点触传感器、光敏传感器、摄像头，无线信号接受器；中央控制器控制接口连有吸尘器、发光二极管；中央控制器信号输出接口连有视频信号发射器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、驱动机构采用螺旋驱动机构，使机器人在管道中螺旋式前进，运行平稳，不易发生偏移或侧翻；电源采用电池，不用外接电源线，既使机器人管道中行走方便，又不易发生短路、断路故障，提高机器人的运行可靠性。

二、利用点触传感器可监测到前方的障碍物，而输出信号给中央控制器，自动控制机器人退出，以避免机器人在卡死在障碍物处。利用摄像头买时拍摄管道内的情况，并通过视频信号发射器将管道内的场景发射出来由操控显示器进行显示，实现了对管道的探测及机器人工作状况的监测。也便于操作者根据监测图像通过遥控器—无线信号接受器—中央控制器，有针对性地实现对机器人的远距离有效控制，适时开启吸尘器及控制机器人的快慢、进退，显著提高机器人的工作效率，降低故障。更进一步，当光敏传感器检测到管道内的光线过暗时，中央控制器控制发光二极管发光，保证摄像头可以正常摄像。

总之，本发明的机器人行走稳定、方便，可靠性高。既能对管道进行除尘，还能对管道进行探测，且能遇障碍时自动退出，功能多样，实用范围宽，可控性强，智能化程度高。

上述的中央控制器输出接口还连有时间信号发射器、音频信号发射器。

机器人工作之前，根据当前电池的容量和管道的情况，在中央控制器中预先设定机器人的最大工作时间、吸尘器装满尘屑时间即吸尘器的最大工作时间；机器人工作时，中央控制器将机器人已工作时间、吸尘器已工作时间通过时间信号发射器发射给管道外的时间显示器以倒计时的方式进行显示，以便操作人员掌握机器人的工作进程，并采取相应的操作。当中央控制器判定机器人电池剩余容量仅够退出管道时，或判定吸尘器的尘屑已装满时，中央控制器自动控制机器人及时退出管道，避免机器人由于电源用尽后无法退出管道的情形发生，或避免机器人在管道内不能有效吸尘而产生浪费。此时，中央控制器还通过音频发射器发射出语音提示信号，提示操作人员采取相应操作。

上述的中央控制器输入接口还连有麦克风。麦克风拾取管道内的声音信息，并通过音频信号发射器将信号发出，传送到管道外的音频设备中，这样操作人员可以在管道外实时监测管道内的异常声音，从而更全面地探测管道内的情况。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的电路结构示意框图。

图2是本发明的机器人所采用的一种螺旋驱动机构的机械结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1示出，本发明的一种具体实施方式：

一种圆管道智能机器人，包括机体上安装的电源、中央控制器C和中央控制器C控制的驱动机构。其中的电源为电池，驱动机构为螺旋驱动机构。中央控制器C输入接口连有点触传感器S1、光敏传感器S2、摄像头V，无线信号接受器R；中央控制器C控制接口连有吸尘器D、发光二极管LED；中央控制器C信号输出接口连有视频信号发射器VT。

中央控制器C输出接口连接有时间信号发射器TT、音频信号发射器AT。中央控制器C输入接口还连有麦克风M。

本发明在实施时，音频信号发射器AT、视频信号发射器VT可以集成在一起形成一体化的音、视频发生器。还可以将音、视频信号调制成射频信号发出。

本发明在实施时，其驱动机构可以采用各种现有的螺旋驱动机构。也可采用图2所示结构的螺旋驱动机构：

在机体后部安装有直流电机1。直流电机1轴上安装有驱动轮架2，驱动轮架2设有三条支臂，三条支臂的端部分别与机体长度方向的驱动轮杆3的中部铰接，驱动轮杆3的后端安装有驱动轮4，驱动轮4回转轴线与机体轴线的夹角θ为3～30度。机体的中部或前部还固定安装有导向轮架12，导向轮架12设有三条支臂，三条支臂的端部分别与机体长度方向的导向轮杆10的中部铰接，导向轮杆10的两端安装有导向轮6，导向轮6回转轴线与机体轴线垂直。驱动轮架2上的三条驱动轮杆3的后部由弹性元件13相互连接在一起，或者均由弹性元件13与机体相连；导向轮架12上的三条导向轮杆10前部或后部由弹性元件13相互连接在一起，或者均由弹性元件13与机体相连。

该驱动机构的工作过程和原理是：驱动轮杆3前部及导向轮杆10的前部或后部通过弹性元件13相互连接在一起，或者均由弹性元件13与机体相连。在弹性元件13的弹力作用下，驱动轮4和导向轮6向外扩伸，而封压在圆管道的管壁上。工作时，直流电机1轴带动驱动轮架2旋转，由于驱动轮4的回转轴线与机体轴线即管道母线呈3～30度角，从而驱动轮4将在管道壁上形成螺旋前进的螺旋轨迹，产生向前的驱动力，由于导向轮6的回转轴线与管道母线垂直，也即导向轮6的转动前进方向与管道母线方向一致，导向轮6将在驱动力的作用下，沿管道母线向前转动，最终使得机器人在管道内沿母线方向前进。由于导向轮6的滚动方向与管道母线方向一致，不能产生横向的滚动，也即导向轮6与管道壁的摩擦力将阻止整个机器人沿管道轴向旋转。

Claims (1)

1、一种圆管道智能机器人，包括机体上安装的电源、中央控制器(C)和中央控制器(C)控制的驱动机构，其特征在于：

所述的电源为电池，驱动机构为螺旋驱动机构；

所述的中央控制器(C)输入接口连有点触传感器(S1)、光敏传感器(S2)、摄像头(V)，无线信号接受器(R)；中央控制器(C)控制接口连有吸尘器(D)、发光二极管(LED)；中央控制器(C)信号输出接口连有视频信号发射器(VT)；

所述的中央控制器(C)输出接口连接有时间信号发射器(TT)、音频信号发射器(AT)；

所述的中央控制器(C)输入接口还连有麦克风(M)。

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