CN106641570B - 一种管道检测机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道检测机器人系统，其包括管道检测机器人、电缆、电缆卷线盘、电源线和总控装置，其中，所述所述管道检测机器人包括底盘其底盘上安装有机器人控制装置，其底盘后端设置有电缆接口，所述电缆接口上具有接口紧固件；所述电缆卷线盘包括支架、卷线筒和导电滑环，所述卷线筒轴设在支架上，其一端具有导电滑环；所述电缆末端具有电缆插头，所述电缆插头具有插头紧固件；所述电缆插头能够与所述电缆接头配合实现电缆插头与电缆接口的可拆卸的固定连接。本发明提供的管道检测机器人系统，其能够实现检测机器人与电缆之间的稳固的可拆卸连接，所述电缆可以在机器人故障时作为机器人回收缆绳使用。

Description

一种管道检测机器人系统

技术领域

本发明涉及管道检测领域，尤其涉及一种管道检测机器人系统。

背景技术

随着现代社会中的管道的广泛应用，针对管道内的检测和维修、施工的机器人获得广泛的应用。然而，现有管道机器人的一种主流结构是，总控装置通过缠绕与卷线盘上的导线与检测机器人连接。然而，现有的管道检测机器人系统具有如下普遍的缺陷有待克服：1、电缆之间连接到检测机器人的控制装置上，由于电缆中具有多种导线，其不容易拆卸，所以即便在检测机器人在待工状态，电缆依旧与检测机器人保持连接，使得转运和检修不便；2、多数卷线盘采用被动放线的形式，即检测机器人向前运动并拉动电缆，进而拉动卷线盘的转动。这些均造成检测机器人系统中信号和电力传输存在中断的风险。

发明内容

鉴于目前管道检测机器人系统存在的上述不足，本发明提供一种管道检测机器人系统，其能够实现检测机器人与电缆之间的稳固的可拆卸连接，所述电缆可以在机器人故障时作为机器人回收缆绳使用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种管道检测机器人系统，其包括管道检测机器人、电缆、电缆卷线盘、电源线和总控装置，其中，

所述所述管道检测机器人包括底盘、连接臂和摄像头系统，其底盘上安装有机器人控制装置，其底盘后端设置有电缆接口，所述电缆接口上具有接口紧固件；所述机器人控制装置分别与电缆接口、底盘、连接臂和摄像头系统连接；

所述电缆卷线盘包括支架、卷线筒、卷线筒驱动电机、导电滑环和往复机构，其中，所述卷线筒驱动电机固定在支架上并为卷线筒和往复机构提供动力；所述卷线筒轴设在支架上，其一端具有导电滑环；

所述电缆内部具有动力线、视讯信号线和控制信号线，其前端连接在所述导电滑环上；其末端具有电缆插头，所述电缆插头具有插头紧固件；所述电缆插头能够与所述电缆接头配合实现电力、视讯信号和控制信号的传导，此时所述插头紧固件与接口紧固件紧密配合实现电缆插头与电缆接口的可拆卸的固定连接；

所述电缆卷线盘设置有变压器，所述变压器一端与外部电源连接，另一端通过导电滑环与动力线连接；所述总控装置通过信号线分别与视讯信号线和控制信号线连接。

依照本发明的一个方面，所述摄像头系统与底盘通过连接臂连接；其中，所述底盘还包括车体、驱动轮和机器人驱动电机，其中，所述机器人驱动电机固定在车体上，所述驱动轮轴设在车体上；所述机器人驱动电机与所述驱动轮连接；所述摄像头系统包括摄像头装置、摆动机构和旋转机构，所述摄像头装置与摆动机构连接，所述摆动机构与所述旋转机构连接，所述连接机构与所述连接臂连接；其中，所述摄像头装置包括摄像头和环绕摄像头的照明灯；所述机器人控制装置与所述电缆接头、机器人驱动电机、连接臂、摆动机构、旋转机构和摄像头装置连接。

进一步的，所述底盘设置一旋变编码器，所述旋变编码器设置在车体内并检测机器人驱动电机的转动。

进一步地，所述底盘还包括拖链机构，所述拖链机构包括第一铰接件和第二铰接件；其中，所述第一铰接件铰接在车体上；第二铰接件铰接在第一铰接件上；第一铰接件与第二铰接件的运动平面垂直；所述电缆接口设置在第二铰接件上。

进一步地，所述旋转机构包括一旋转机构外壳、旋转驱动电机、旋转齿轮和旋转臂，其中，所述旋转驱动电机固定在旋转机构外壳中，其与所述机器人控制装置连接，其输出轴上具有旋转驱动齿轮；所述旋转齿轮轴设在旋转机构外壳中，且与旋转驱动齿轮啮合；所述旋转臂后端与所述旋转齿轮连接，且所述旋转齿轮与所述旋转臂同轴；所述旋转机构外壳具有一连接板，所述连接板与所述连接臂连接。

进一步地，所述摆动机构包括摆动机构外壳、摆动轴、摆动驱动电机和摆动齿轮，其中，所述摆动轴轴设在摆动机构外壳上并与旋转臂固定连接；所述摆动轴上固定有共轴心的摆动齿轮；所述摆动驱动电机固定在摆动机构外壳上，其输出轴上具有摆动驱动齿轮，所述摆动驱动齿轮与所述摆动齿轮啮合；所述摆动驱动电机与所述机器人控制装置连接；其中，所述旋转臂前端具两个旋转连接臂；所述摆动机构设置在所述两个旋转连接臂之间且摆动轴的两端分别固定在两个旋转连接臂上。

进一步地，所述连接臂包括具有伸缩机构的伸缩杆和连接杆，所述伸缩杆与连接杆的两端均铰接在车体上和摄像头平台上；所述连接杆包括四根连杆，其分成两组对称的设置在伸缩杆的侧下方；每组连杆与车体、旋转机构构成平行四连杆机构。

依照本发明的一个方面，所述卷线筒与卷线筒驱动电机之间通过第一动力传输机构连接；所述往复机构包括往复轴、往复部和往复部支撑杆，所述往复部包括往复滑块和电缆通道，其中，所述往复轴轴设在支架上，其具有往复螺纹；所述往复轴与所述卷线筒平行；往复滑块套设在往复轴上，其具有往复制动部，所述往复制动部与所述往复螺纹配合；所述电缆通道与往复滑块连接；所述往复部支撑杆平行于往复轴且固定在支架上；所述往复部具有一支撑通孔，所述往复部支撑杆穿设于所述支撑通孔中；所述往复轴与所述卷线筒之间通过第二动力传输机构连接，或者，所述所述往复轴与所述卷线筒驱动电机之间通过第二动力传输机构连接。

进一步地，所述电缆通道用于电缆的通过，其包括通道底座和固定在通道底座上的两组滑轮组；所述通道底座与所述往复滑块连接；所述滑轮组包括分别位于电缆两侧的、处于同一平面内的第一滑轮和第二滑轮；所述电缆同时与第一滑轮的槽、第二滑轮的槽接触连接；所述第一滑轮固定在通道底座上，所述第二滑轮活动设置在同一平面内并通过一弹性组件获得一个朝向第一滑轮的力；所述电缆通道设置一旋转编码计数器，所述旋转编码计数器测量第一滑轮的转动。

进一步地，所述往复部还包括一支撑滑块，所述支撑通孔设置在所述支撑滑块上。

进一步地，所述电缆卷线筒还包括一卷线盘控制装置，所述卷线盘控制装置与卷线筒驱动电机、总控装置和旋转编码计数器连接。

本发明提供一种管道检测机器人系统，所述电缆的前端具有电缆接头，所述检测机器人具有电缆插头，而且均具有紧固件，如此，该电缆可以实现与检测机器人的可拆卸的连接，方便的整个系统的布置和检修的方便性；紧固件的设置，其保证了电缆接口与电缆插头的连接的紧固程度，不仅可以防止在工作状态下该连接的不牢靠导致的故障，而且，如果该监测机器人发生的故障，该电缆可以作为监测机器人回收缆绳使用。不仅如此，该监测机器人系统可以通过电缆通道中的旋转编码计数器监测电缆的收放长度，同时可以通过旋变编码器监测监测机器人的运动距离，并通过总控装置的控制，实现卷线盘的自动释放电缆，减轻了检测机器人向前运动的负担，同时也可以在检测机器人发生打滑现象时，借助电缆来测算检测机器人的位置并据此确定检测到的异常点的位置，以消除驱动轮打滑带来的距离测量偏差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种电缆卷线盘的外观示意图。

图2为本发明所述的一种电缆卷线盘的结构示意图。

图3为本发明所述的一种管道检测机器人的立体视图。

图4为本发明所述的一种管道检测机器人系统的控制示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，除非是特别说明，所述的前后指的是检测机器人前进与后退的方向。检测机器人前进方向为前方，检测机器人后退的方向为后方。根据该定义并结合本文中的技术方案，可以确定的是，所述摄像头装置设置在摆动机构的前端，所述摆动机构在所述旋转机构前方，所述旋转机构在所述连接臂前方，所述连接臂在所述车体的上方；所述拖链机构在所述车体的后方。所述拖链机构在电缆的前方，所述电缆通道在卷线筒前方。

另外，本领域技术人员也因该明白，所述的前方并不是指绝对的前方，其包括诸如上前方、下前方等与正前方具有相对偏移的方向；另外，在本文中，所述其中一个部件在另一个部件的前方，这表示两者之间的位置关系或连接关系，两个部件之间可以具有其他部件，也可以不具有其他部件。

实施例一、

一种管道检测机器人系统，其包括管道检测机器人、电缆、电缆卷线盘、电源线和总控装置，其中，

所述所述管道检测机器人包括底盘6、连接臂和摄像头系统，其底盘上安装有机器人控制装置，其底盘后端设置有电缆接口，所述电缆接口上具有接口紧固件；所述机器人控制装置分别与电缆接口、底盘、连接臂和摄像头系统连接；

所述电缆卷线盘包括支架4、卷线筒1、卷线筒驱动电机3、导电滑环和往复机构2，其中，所述卷线筒驱动电机3固定在支架4上并为卷线筒1和往复机构2提供动力；所述卷线筒1轴设在支架4上，其一端具有导电滑环；

所述电缆内部具有动力线、视讯信号线和控制信号线，其前端连接在所述导电滑环上；其末端具有电缆插头，所述电缆插头具有插头紧固件；所述电缆插头能够与所述电缆接头配合实现电力、视讯信号和控制信号的传导，此时所述插头紧固件与接口紧固件紧密配合实现电缆插头与电缆接口的可拆卸的固定连接；

所述电缆卷线盘设置有变压器，所述变压器一端与外部电源连接，另一端通过导电滑环与动力线连接；所述总控装置通过信号线分别与视讯信号线和控制信号线连接。

本发明提供一种管道检测机器人系统，所述电缆的前端具有电缆接头，所述检测机器人具有电缆插头，而且均具有紧固件，如此，该电缆可以实现与检测机器人的可拆卸的连接，方便的整个系统的布置和检修的方便性；紧固件的设置，其保证了电缆接口与电缆插头的连接的紧固程度，不仅可以防止在工作状态下该连接的不牢靠导致的故障，而且，如果该监测机器人发生的故障，该电缆可以作为监测机器人回收缆绳使用。

实施例二、

一种基于实施例一的管道检测机器人系统，其中，所述摄像头系统与底盘6通过连接臂连接；所述底盘包括车体、驱动轮、驱动电机、电缆接口和机器人控制装置，其中，所述驱动电机固定在车体上，所述驱动轮轴设在车体上；所述驱动电机与所述驱动轮连接；所述驱动轮的外侧设置有驱动轮挡板61。

所述摄像头系统包括摄像头装置、摆动机构和旋转机构，所述摄像头装置与摆动机构连接，所述摆动机构与所述旋转机构连接，所述连接机构与所述连接臂连接；

其中，所述摄像头装置包括摄像头91和环绕摄像头的照明灯92；

所述机器人控制装置与所述电缆接口、驱动电机、连接臂、摆动机构、旋转机构和摄像头装置连接。

在具体的实施方式中，所述管道视频检测机器人的最终控制是由单独设置的总控装置实现的，总控装置通过电缆、电缆接口与机器人控制装置连接，电缆中包括电力电缆、控制信号电缆和视讯电缆；其中，摄像头系统将所检测的视讯系统传输至机器人控制装置，机器人控制装置通过视讯电缆将视讯信号传输至总控装置，以方便检测人员观看判断；其中，总控装置通过信号电缆将控制信号传输至机器人控制装置，并通过机器人控制装置达成对摄像头系统、摆动机构、旋转机构、连接臂、驱动电机的控制和调节；外部电力通过变压器变压后，通过电缆将电力输送至机器人控制装置并通过机器人控制装置实现电力的分配。当然，通过电缆所输送来的电力，也可以不经过机器人控制装置的分配，直接通过电线输送到相应的电力使用单元。其中，电缆末端具有电缆插头，所述电缆插头与所述电缆接口可以相互配合实现电缆的固定和电力、视讯信号及控制信号的传输，两者之间可以采用插拔的形式实现组合与分离，方便使用。

如此，本发明提供的管道视频检测机器人，其采用摄像头与照明灯一体的摄像头装置，不仅减小了整体的体积，简化了结构，便于组装和检修，而且保证了摄像头与照明灯工作方向的一致性和同步性；该管道视频检测机器人的摄像头装置具有三个自由度，可以消除视频检测的死角。所述照明灯分布在摄像头的周围，形成无影灯的效果，避免阴影产生的检测偏差，降低检测难度和提高检测的准确度。

其中，在一种具体实施方式中，所述底盘还包括拖链机构，所述拖链机构包括第一铰接件62和第二铰接件63；其中，所述第一铰接件62铰接在车体上；第二铰接件63铰接在第一铰接件62上；第一铰接件62与第二铰接件63的运动平面垂直。在更为具体的应用中，所述电缆接口设置在第二铰接件63上。其中，在更为具体的应用中，所述拖链机构设置在车体的后方。

如此，可以通过第一铰接件62和第二铰接件63构成一个万向连接单元，避免了电缆的张力对管道视频检测机器人的影响，提高了检测机器人的工作灵活性。同时，可以在第二铰接件63上设置一紧固装置，可以将电缆插头紧固在电缆接口上，如此，该电缆可以起到故障机器人回收缆绳的作用，即当检测机器人出现驱动故障无法自主返航时，可以通过该电缆将检测机器人从管道中拉出。

其中，在一种具体实施方式中，所述车体内设置有旋变编码器，所述旋变编码器检测机器人驱动电机的转动并将检测结果传输到机器人控制装置。旋变编码器可以适应恶劣的工作环境，其通过检测机器人驱动电机的转动进而可以推算出机器人所前进的位置。

实施例三、

一种基于实施例二的管道视频检测机器人系统，其中，所述旋转机构包括一旋转机构外壳81、旋转驱动电机、旋转齿轮和旋转臂83，其中，所述旋转驱动电机固定在旋转机构外壳81中，其与所述机器人控制装置连接，其输出轴上具有旋转驱动齿轮；所述旋转齿轮轴设在旋转机构外壳81中，且与旋转驱动齿轮啮合；所述旋转臂83后端与所述旋转齿轮连接，且所述旋转齿轮与所述旋转臂83同轴。如此，旋转驱动电机带动旋转驱动齿轮转动，旋转驱动齿轮带动旋转齿轮转动，旋转齿轮带动旋转臂83转动，进而旋转臂83相对于旋转机构外壳81的转动。在更为实际的应用中，所述旋转臂83轴与所述旋转机构外壳81之间采用轴承连接，以减小旋转齿轮所承受的力矩。在另一种具体的应用中，所述旋转机构还包括一光电编码器，所述光电编码器检测旋转驱动电机的转动并与机器人控制装置连接。如此，可以根据该光电编码器的信号获知旋转机构的旋转角度，便于对监测到的异常点的定位。

所述摆动机构包括摆动机构外壳93、摆动轴、摆动驱动电机和摆动齿轮，其中，所述摆动轴轴设在摆动机构外壳93上并与旋转臂83固定连接；所述摆动轴上固定有共轴心的摆动齿轮；所述摆动驱动电机固定在摆动机构外壳93上，其输出轴上具有摆动驱动齿轮，所述摆动驱动齿轮与所述摆动齿轮啮合；所述摆动驱动电机与所述机器人控制装置连接。如此，摆动驱动电机的转动带动摆动驱动齿轮的转动，由于摆动齿轮通过摆动轴固定在旋转臂83上，则摆动驱动齿轮带动整个摆动机构外壳93以摆动轴为中心进行转动，进而实现摆动。在其中的一种具体应用中，所述摆动机构也包括一光电编码器，该光电编码器测量摆动驱动电机的转动量并与控制装置连接。该光电编码器与旋转机构的光电编码器相配合，其信号用于确定摄像头装置的具体姿态，并为进一步的定位异常点位置提供基础信息。

所述摄像头装置设置在所述摆动机构外壳93内。其中，所述摆动机构外壳93的前端具有光学镜片，摄像头安装在该光学镜片的后方并正对该摆动机构外壳93的前方。所述照明灯设置在摆动机构外壳93的前端，其围绕光学镜片设置并指向前方。在这里的描述中，所述的前方指的是摄像头所指向的方向。该摄像头设置在整个系统的最前方，其周围是照明灯，由于照明灯的分散设置，其可以形成无影灯的效果，避免由于光线原因造成的观测不清晰或误判。

其中，在一种具体实施方式中，所述旋转机构外壳81具有一连接板82，所述连接板82与所述连接臂连接。

其中，在一种具体实施方式中，所述旋转臂83前端具两个旋转连接臂831；所述摆动机构设置所述的两个旋转连接臂831之间且摆动轴的两端分别固定在两个旋转连接臂上。如此，所述摆动机构的受力更为合理，结构更为稳定。

其中，在一种具体实施方式中，所述连接臂包括具有伸缩机构的伸缩杆71和连接杆，所述伸缩杆与连接杆的两端均铰接在车体上和旋转机构上；所述连接杆包括四根连杆72,73，其分成两组对称的设置在伸缩杆71的侧下方；每组连杆与车体、旋转机构构成平行四连杆机构。如此，可以通过伸缩杆的伸缩，实现连接臂的举起和下落，进而调整整个摄像头系统的高度，以便使得其适应管道的高度。在实际应用中，可以在进行检测前，依据目标工作环境预先调整连接臂，使得摄像头系统处于适宜高度。当然，即便在工作环境中，操作人员也可以通过总控装置实现对连接臂的调整。

实施例四、

一种基于实施例一或实施例二或实施例三的管道视频检测机器人系统，其中，所述卷线盘包括支架4、卷线筒1、卷线筒驱动电机3、导电滑环和往复机构2，其中，

所述驱动电机固定在支架4上，所述卷线筒1轴设在支架4上，其一端设置导电滑环；所述卷线筒1与驱动电机之间通过第一动力传输机构31连接；

所述往复机构2包括往复轴21、往复部和往复部支撑杆241，所述往复部包括往复滑块和电缆通道，其中，所述往复轴21轴设在支架4上，其具有往复螺纹；往复滑块套设在往复轴21上，其具有往复制动部，所述往复制动部与所述往复螺纹配合；所述电缆通道与往复滑块连接；所述亡故螺纹是两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过度曲线连接。

所述往复部支撑杆241平行于往复轴21且固定在支架4上；所述往复部具有一支撑通孔，所述往复部支撑杆241穿设于所述支撑通孔中；

所述往复轴21与所述卷线筒1之间通过第二动力传输机构32连接，或者，所述所述往复轴21与所述卷线筒驱动电机3之间通过第二动力传输机构32连接。

其中，在一种具体实施方式中，所述第一动力传输机构31可以采用常规的传输机构，例如，可以将驱动电机的输出轴直接与卷线筒1的主轴连接，保持两者的同轴并通过键连接或销连接等。但然，为了减小整个设备的体积，所述驱动电机的输出轴与卷线筒1的主轴之间可以采用挠性连接，如两者之间直接通过皮带连接，或者通过铰链连接。虽然驱动电机的输出轴与卷线筒1的主轴之间也可以通过齿轮组实现运动的传导，但是考虑到卷线筒1的体积等因素，这种连接方式不是最优的。

在本产品的实际应用中所采用的第一动力传输机构31具有如下结构：所述驱动电机的输出轴与卷线筒1的主轴平行，驱动电机的输出轴设置有输出齿轮，卷线筒1的主轴设置有动力齿轮，所述输出齿轮与动力齿轮之间通过皮带连接。皮带连接可以在电缆收卷故障时通过打滑的方式实现对驱动电机的保护，而采用齿轮，则可以提高其与皮带的摩擦力，尽量减少常规运行中的皮带打滑现象，进而实现在传动效率与电机保护之间的平衡。

其中，在一种具体实施方式中，所述第二动力传输机构32既可以设置在往复轴21与卷线筒1之间，也可以设置在往复轴21与驱动电机之间。第二动力传输机构32既可以采用齿轮组结构，也可以采用挠性连接结构。当采用挠性连接结构时，其可以采用棘轮-链条、轮-皮带等结构，但是在实际的应用中，采用了齿轮-皮带的结构。

在本产品的实际应用中，所述往复轴21上设置有往复齿轮，所述卷线筒1的轴上设置从动齿轮，所述往复齿轮与所述驱动齿轮之间通过皮带连接。采用齿轮-皮带的结构，其主要是在往复轴21发生故障导致其转动不畅时，皮带可以通过打滑实现对驱动电机的保护；同时，采用齿轮可以减小或避免在正常运行条件下皮带的打滑，进而实现保证卷线筒1与往复轴21之间的转动速率比值恒定，保证排缆效果的稳定。

其中，在实际的应用中，所述往复轴21与往复滑块的组合可以通过市场上的往复丝杆代替。

其中，在一种具体实施方式中，所述往复轴21与所述卷线筒1平行。这种平行设置的方式，不仅排缆效果最好，而且结构最为简单，所占体积最小。同时，也方便往复轴21获得动力。

其中，在一种具体实施方式中，所述电缆通道用于电缆的通过，其包括通道底座231和固定在通道底座231上的两组滑轮组232；所述通道底座231与所述往复滑块连接；

所述滑轮组232包括分别位于电缆两侧的、处于同一平面内的第一滑轮和第二滑轮；

所述电缆同时与第一滑轮的槽、第二滑轮的槽接触连接；

所述第一滑轮固定在通道底座231上，所述第二滑轮活动设置在同一平面内并通过一弹性组件获得一个朝向第一滑轮的力。

如此，两个滑轮组232限定了电缆的伸展方向，避免了电缆在电缆通道内的弯折；第一滑轮与第二滑轮的槽共同限定了电缆的通过位置，且弹性组件的设置使得第一滑轮、第二滑轮与电缆保持一定的挤压力，使得电缆的移动与第一滑轮的转动同步。

对于第二滑轮的安装，其可以采用多种方案，这也是常用的机械技术。这里仅仅介绍下本发明在实际应用中的两种滑轮组232安装方式。其中一种是，所述第一滑轮轴设在第一叉形支撑架的两个臂上，第一叉形支撑架固定在通道底座231上；所述第二滑轮轴设在第二叉形支撑架的两个臂上，所述第一叉形支撑架的两个臂与第二叉形支撑架的两个臂之间通过拉力弹簧连接。另一种方式是，所述通道底座231呈凵形，所述第一滑轮轴设在第一叉形支撑架的两个臂上，第一叉形支撑架固定在通道底座231的一个臂上；所述第二滑轮轴设在第二叉形支撑架的两个臂上，所述第二叉形支撑架通过一弹力弹簧固定在通道底座231的另一个臂上。

其中，在一种具体实施方式中，所述电缆通道设置一旋转编码计数器，所述旋转编码计数器测量第一滑轮的转动。如此，可以通过对第一滑轮的转动圈数和角度的测量，进而准确的计算出所释放或收回的电缆的长度。

实施例五、

一种基于实施例四的管道检测机器人系统，其中，所述电缆卷线盘还包括一卷线盘控制装置，所述卷线盘控制装置与驱动电机和旋转编码计数器连接。如此，可以通过该卷线盘控制装置实现对整个具有往复机构2的电缆卷线盘的控制以及状态监控。

其中，在一种具体实施方式中，所述第一滑轮在所述第二滑轮的下方。如此，可以进一步保障第一滑轮与电缆的充分接触，保证第一滑轮的转动与电缆的收放的同步。

其中，在一种具体实施方式中，所述卷线筒1的两端分别具有卷线筒挡板12，两个卷线筒挡板12之间为卷线部11。如此，可以使得电缆的排布更加整齐，而且排布后更为稳定。不仅如此，该挡板可以防止电缆对第一动力传输机构31和第二动力传输机构32等影响，减少机械故障。

其中，在一种具体实施方式中，所述往复部还包括一支撑滑块242，所述支撑通孔设置在所述支撑滑块242上。在这种实施方式中，所述往复部其通过上下两端支撑，相较于平行支撑，这种支撑方式进一步减小了往复部相对于往复轴21的力矩，其更为稳定可靠。

其中，在一种具体实施方式中，所述支架4的下部设置有四个活动脚轮51，所述脚轮上具有锁死机构511。这样，该电缆卷线盘可以根据任务需求方便的移动。

其中，在一种具体实施方式中，所述支架4的外面设置有外壳5。所述外壳将卷线筒1、驱动电机和往复机构2包覆在内。所述外壳的表面可以设置电机开关等装置，还可以设置显示屏以显示电缆的收放长度。所述开关与所述显示屏与卷线盘控制装置连接。外壳的设置不仅仅美化了产品的外观，而且起到了防尘的作用，也可以防止作业人员因内部转动部件以及电缆而意外受伤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种管道检测机器人系统，其特征在于，其包括管道检测机器人、电缆、电缆卷线盘、电源线和总控装置，其中，

所述管道检测机器人包括底盘、连接臂和摄像头系统，其底盘上安装有机器人控制装置，其底盘后端设置有电缆接口，所述电缆接口上具有接口紧固件；所述机器人控制装置分别与电缆接口、底盘、连接臂和摄像头系统连接；

所述电缆卷线盘包括支架、卷线筒、卷线筒驱动电机、导电滑环和往复机构，其中，所述卷线筒驱动电机固定在支架上并为卷线筒和往复机构提供动力；所述卷线筒轴设在支架上，其一端具有导电滑环；

所述电缆内部具有动力线、视讯信号线和控制信号线，其前端连接在所述导电滑环上；其末端具有电缆插头，所述电缆插头具有插头紧固件；所述电缆插头能够与所述电缆接口配合实现电力、视讯信号和控制信号的传导，此时所述插头紧固件与接口紧固件紧密配合实现电缆插头与电缆接口的可拆卸的固定连接；

所述电缆卷线盘设置有变压器，所述变压器一端与外部电源连接，另一端通过导电滑环与动力线连接；所述总控装置通过信号线分别与视讯信号线和控制信号线连接；

所述摄像头系统与底盘通过连接臂连接；其中，所述底盘还包括车体、驱动轮和机器人驱动电机，其中，所述机器人驱动电机固定在车体上，所述驱动轮轴设在车体上；所述机器人驱动电机与所述驱动轮连接；所述摄像头系统包括摄像头装置、摆动机构和旋转机构，所述摄像头装置与摆动机构连接，所述摆动机构与所述旋转机构连接，所述旋转机构与所述连接臂连接；其中，所述摄像头装置包括摄像头和环绕摄像头的照明灯；所述机器人控制装置与所述电缆接口、机器人驱动电机、连接臂、摆动机构、旋转机构和摄像头装置连接；

所述旋转机构包括一旋转机构外壳、旋转驱动电机、旋转齿轮和旋转臂，其中，所述旋转驱动电机固定在旋转机构外壳中，其与所述机器人控制装置连接，其输出轴上具有旋转驱动齿轮；所述旋转齿轮轴设在旋转机构外壳中，且与旋转驱动齿轮啮合；所述旋转臂后端与所述旋转齿轮连接，且所述旋转齿轮与所述旋转臂同轴；所述旋转机构外壳具有一连接板，所述连接板与所述连接臂连接；

所述摆动机构包括摆动机构外壳、摆动轴、摆动驱动电机和摆动齿轮，其中，所述摆动轴轴设在摆动机构外壳上并与旋转臂固定连接；所述摆动轴上固定有共轴心的摆动齿轮；所述摆动驱动电机固定在摆动机构外壳上，其输出轴上具有摆动驱动齿轮，所述摆动驱动齿轮与所述摆动齿轮啮合；所述摆动驱动电机与所述机器人控制装置连接；其中，所述旋转臂前端具两个旋转连接臂；所述摆动机构设置在所述两个旋转连接臂之间且摆动轴的两端分别固定在两个旋转连接臂上；

所述摄像头装置设置在所述摆动机构外壳内；其中，所述摆动机构外壳的前端具有光学镜片，摄像头安装在该光学镜片的后方并正对该摆动机构外壳的前方；所述照明灯设置在摆动机构外壳的前端，其围绕光学镜片设置并指向前方；

所述卷线筒与卷线筒驱动电机之间通过第一动力传输机构连接；所述往复机构包括往复轴、往复部和往复部支撑杆，所述往复部包括往复滑块和电缆通道，其中，所述往复轴轴设在支架上，其具有往复螺纹；所述往复轴与所述卷线筒平行；往复滑块套设在往复轴上，其具有往复制动部，所述往复制动部与所述往复螺纹配合；所述电缆通道与往复滑块连接；所述往复部支撑杆平行于往复轴且固定在支架上；所述往复部具有一支撑通孔，所述往复部支撑杆穿设于所述支撑通孔中；所述往复轴与所述卷线筒之间通过第二动力传输机构连接，或者，所述往复轴与所述卷线筒驱动电机之间通过第二动力传输机构连接；

所述电缆通道用于电缆的通过，其包括通道底座和固定在通道底座上的两组滑轮组；所述通道底座与所述往复滑块连接；所述滑轮组包括分别位于电缆两侧的、处于同一平面内的第一滑轮和第二滑轮；所述电缆同时与第一滑轮的槽、第二滑轮的槽接触连接；所述第一滑轮固定在通道底座上，所述第二滑轮活动设置在同一平面内并通过一弹性组件获得一个朝向第一滑轮的力；所述电缆通道设置一旋转编码计数器，所述旋转编码计数器测量第一滑轮的转动；

所述第一滑轮轴设在第一叉形支撑架的两个臂上，第一叉形支撑架固定在通道底座上；所述第二滑轮轴设在第二叉形支撑架的两个臂上，所述第一叉形支撑架的两个臂与第二叉形支撑架的两个臂之间通过拉力弹簧连接；或者，所述通道底座呈凵形，所述第一滑轮轴设在第一叉形支撑架的两个臂上，第一叉形支撑架固定在通道底座的一个臂上；所述第二滑轮轴设在第二叉形支撑架的两个臂上，所述第二叉形支撑架通过一弹力弹簧固定在通道底座的另一个臂上。

2.如权利要求1所述的管道检测机器人系统，其特征在于，所述底盘还包括拖链机构，所述拖链机构包括第一铰接件和第二铰接件；其中，所述第一铰接件铰接在车体上；第二铰接件铰接在第一铰接件上；第一铰接件与第二铰接件的运动平面垂直；所述电缆接口设置在第二铰接件上。

3.如权利要求1所述的管道检测机器人系统，其特征在于，所述连接臂包括具有伸缩机构的伸缩杆和连接杆，所述伸缩杆与连接杆的两端均铰接在车体上和旋转机构上；所述连接杆包括四根连杆，其分成两组对称的设置在伸缩杆的侧下方；每组连杆与车体、旋转机构构成平行四连杆机构。

4.如权利要求1所述的管道检测机器人系统，其特征在于，所述往复部还包括一支撑滑块，所述支撑通孔设置在所述支撑滑块上。

5.如权利要求4所述的管道检测机器人系统，其特征在于，所述电缆卷线筒还包括一卷线盘控制装置，所述卷线盘控制装置与卷线筒驱动电机、总控装置和旋转编码计数器连接。