CN108679365A - 一种管道检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明一种管道检测机器人，车体底端的中部设置有电磁线圈吸块，传动模块由第一机械手和第二机械手以及若干个传动装置组成，第一机械手包括第一大臂和第一电动伸缩杆，第二机械手包括第二大臂和第二电动伸缩杆，传动装置用于连接第一大臂和第一电动伸缩杆、第一大臂和车体以及第二电动伸缩杆和车体，本发明通过电磁线圈吸块可以使得车体能够有效地吸附管道进行移动，通过第一机械手和第二机械手方便工作人员控制车体上安装的部件，从而使得车体能够适应各种使用环境，通过第一机械手和第二机械手可以代替工作人员在狭窄的管道中活动，从而方便工作人员远程操作车体对管道内部进行检测和处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测机器人，具体为一种管道检测机器人。
背景技术
管网检测是为了避免由于腐蚀而造成管道漏损，或造成管道损坏致使供气中断，通过检测确定合适的防腐蚀方法，并检查管道现有绝缘防腐层的质量，观察现有防腐系统的效果，确定需要加强或重新更换的防腐蚀设施。进行管网检测，可主动发现隐患、消除隐患，改变被动抢险局面，保证安全。
由于管道内部狭小，工作人员一般很难对管道进行检测，检测过程中复杂，检测效率较低，且容易发生漏检，影响管道使用效果。因此我们对此做出改进，提出一种管道检测机器人。
发明内容
为解决现有技术存在由于管道内部狭小，工作人员一般很难对管道进行检测，检测过程中复杂，检测效率较低，且容易发生漏检，影响管道使用效果的缺陷，本发明提供一种管道检测机器人。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种管道检测机器人，包括：
动力模块，所述动力模块由车体、置于车体底部的车轮和安装在车体上并与车轮联动的驱动电机组成，所述车体的内部安装有蓄电池，所述车体底端的中部设置有电磁线圈吸块；
传动模块，所述传动模块由第一机械手和第二机械手以及传动装置组成，所述第一机械手包括第一大臂和第一电动伸缩杆，所述第二机械手包括第二大臂和第二电动伸缩杆，所述传动装置连接第一大臂和第一电动伸缩杆、第一大臂和车体、第二大臂和第二电动伸缩杆以及第二电动伸缩杆和车体；
检测模块，所述检测模块由摄像机、强光灯和柔光灯组成，所述摄像机通过传动装置连接在第一电动伸缩杆的端部；
反应模块，所述反应模块为卡爪式模块、吸尘式模块、磁吸盘式模块和测厚式模块中的至少一种，所述卡爪式模块由抓手和一个控制抓手扩张与收缩的压力机组成，所述抓手和压力机通过传动装置连接在第二大臂的端部；
处理模块，所述处理模块由PLC控制器和与PLC控制器连接的控制线路组成，所述PLC控制器安装在车体上，所述PLC控制器通过控制线路分别与动力模块、传动模块、检测模块和反应模块电性连接，所述PLC控制器与外接遥控装置信号连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述强光灯和柔光灯均置于摄像机外侧，所述强光灯和柔光灯交替设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压力机为气压机或液压机的其中一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述车轮与驱动电机之间设置有第三电动伸缩杆，且所述电动伸缩杆的端部与车轮的转动中心处活动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述吸尘式模块由吸尘嘴、输送管、集尘箱、风机和滤板组成，所述吸尘嘴通过传动装置连接在第二大臂的端部，所述输送管置于车体的中部，所述输送管的两端分别与吸尘嘴和集尘箱相连通，所述集尘箱的一侧与车体的端部固定连接，所述滤板置于集尘箱的中部，所述集尘箱内壁的一侧与风机的外壁固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述测厚式模块由测厚探头和与测厚探头连接的导线组成，所述测厚探头的顶端通过传动装置连接在第二大臂的端部。
所述的磁吸盘式模块包括有用于吸附或清除残留铁屑的电磁吸盘和与电磁吸盘连接的导线，所述的电磁吸盘安装在第二大臂的前端，电磁吸盘与第二大臂的前端设置有传动装置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述传动装置由伺服电机和与伺服电机协同运转的编码器组成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述抓手的端部设置有用于提高抓手抓力的锥状凸块。
所述的车轮是履带车轮。可以使车体在多种条件下都能自由移动。
所述的履带车轮由导向轮、主动轮、陌生轮、张紧轮、龙骨链和履带板构成。
本发明的有益效果是：
1、电磁线圈吸块可以使得车体能够有效地吸附管道进行移动，且移动中电磁线圈吸块与管道不接触，使其不会影响车体的移动，第一机械手和第二机械手方便工作人员控制车体上安装的部件，从而使得车体能够适应各种使用环境，第一机械手和第二机械手可以代替工作人员在狭窄的管道中活动，从而方便工作人员远程操作车体对管道内部进行检测和处理。
2、第一电动伸缩杆可以带动摄像机探查的距离增大，从而方便工作人员控制摄像机观察管道中的情况，强光灯和柔光灯可以组合式地对管道进行照明，卡爪式模块上的压力机和抓手可以将管道中较大的异物夹起，从而不仅可以清理管道中的异物，且能够避免异物阻挡车体移动。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种管道检测机器人的结构示意图；
图2是本发明一种管道检测机器人的安装测厚探头的结构示意图；
图3是本发明一种管道检测机器人的安装抓手结构示意图；
图4是本发明一种管道检测机器人的安装吸尘嘴结构示意图；
图5是本发明一种管道检测机器人的正面结构示意图；
图6是本发明一种管道检测机器人的摄像机结构示意图；
图7是本发明一种管道检测机器人在管道中的结构示意图；
图8是本发明一种管道检测机器人的电路模块示意图。
图中：1、车体；2、车轮；3、驱动电机；4、蓄电池；5、第一机械手；6、第二机械手；7、传动装置；8、第一大臂；9、第一电动伸缩杆；10、第二大臂；11、第二电动伸缩杆；12、摄像机；13、强光灯；14、柔光灯；15、抓手；16、压力机；17、吸尘嘴；18、输送管；19、集尘箱；20、风机；21、滤板；22、测厚探头；23、电磁线圈吸块；24、PLC控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本发明一种管道检测机器人，包括：
动力模块，动力模块由车体1、置于车体1底部的车轮2和安装在车体1上并与车轮2联动的驱动电机3组成，车体1的内部安装有蓄电池4，车体1底端的中部设置有电磁线圈吸块23，通过电磁线圈吸块23可以使得车体1能够有效地吸附管道进行移动，且移动中电磁线圈吸块23与管道不接触，使其不会影响车体1的移动；
传动模块，传动模块由第一机械手5和第二机械手6以及传动装置7组成，第一机械手5包括第一大臂8和第一电动伸缩杆9，第二机械手6包括第二大臂10和第二电动伸缩杆11，传动装置7连接第一大臂8和第一电动伸缩杆9、第一大臂8和车体1、第二大臂10和第二电动伸缩杆11以及第二电动伸缩杆11和车体1，通过第一机械手5和第二机械手6方便工作人员控制车体1上安装的部件，从而使得车体1能够适应各种使用环境，通过第一机械手5和第二机械手6可以代替工作人员在狭窄的管道中活动，从而方便工作人员远程操作车体1对管道内部进行检测和处理；
检测模块，检测模块由摄像机12、强光灯13和柔光灯14组成，摄像机12通过传动装置7连接在第一电动伸缩杆9的端部，通过第一电动伸缩杆9可以带动摄像机12转动，从而方便工作人员控制摄像机12观察管道中的情况，通过强光灯13和柔光灯14可以组合式地对管道进行照明；
反应模块，反应模块为卡爪式模块、吸尘式模块、磁吸盘式模块和测厚式模块中的至少一种，卡爪式模块由抓手15和一个控制抓手15扩张与收缩的压力机16组成，抓手15和压力机16通过传动装置7连接在第二大臂10的端部，通过卡爪式模块上的压力机16和抓手15可以将管道中较大的异物夹起，从而不仅可以清理管道中的异物，且能够避免异物阻挡车体1移动；
处理模块，处理模块由PLC控制器24和与PLC控制器24连接的控制线路组成，PLC控制器24安装在车体1上，PLC控制器24通过控制线路分别与动力模块、传动模块、检测模块和反应模块电性连接，PLC控制器24与外接遥控装置信号连接，通过PLC控制器24可以控制动力模块、传动模块、检测模块和反应模块。
其中，强光灯13和柔光灯14均置于摄像机12外侧，强光灯13和柔光灯14均为若干个，且强光灯13和柔光灯14交替设置，通过交替设置的强光灯13和柔光灯14，当车体1在移动时可以打开强光灯13，当车体1移动到管道的缺陷处时可以打开柔光灯14，从而对强光灯13进行补充照明，进而提高摄像机的拍摄效果。
其中，压力机16可为气压机或液压机的其中一种，通过压力机可以为抓手15提高较大的抓持力，压力机还可以为电动伸缩杆提供动力。
其中，车轮2与驱动电机3之间设置有第三电动伸缩杆，且电动伸缩杆的端部与车轮2的转动中心处活动连接，通过第三电动伸缩杆可以使得两个平行的车轮2之间的距离增大，从而使得车体1的高度提升，避免管道底部的异物与车体1接触，使得车体1能够更好地在管道中行驶。
其中，吸尘式模块由吸尘嘴17、输送管18、集尘箱19、风机20和滤板21组成，吸尘嘴17通过传动装置7连接在第二大臂10的端部，输送管18置于车体1的中部，输送管18的两端分别与吸尘嘴17和集尘箱19相连通，集尘箱19的一侧与车体1的端部固定连接，滤板21置于集尘箱19的中部，集尘箱19内壁的一侧与风机20的外壁固定连接，通过吸尘式模块上的吸尘嘴17可以将管道中较小的杂质吸收，从而实现对管道进行清理的功能。
其中，测厚式模块由测厚探头22和若干根与测厚探头22连接的导线组成，测厚探头22的顶端通过传动装置7连接在第二大臂10的端部，通过测厚探头22可以测量管道的厚度，进而判断管道是否发生损坏或腐蚀。
所述的磁吸盘式模块包括有用于吸附或清除残留铁屑的电磁吸盘和与电磁吸盘连接的导线，所述的电磁吸盘安装在第二大臂的前端，电磁吸盘与第二大臂的前端设置有传动装置。
其中，传动装置7由伺服电机和与伺服电机协同运转的编码器组成，通过伺服电机可以提高传动装置7转动的精度，。
其中，抓手15的端部设置有用于提高抓手15抓力的锥状凸块，通过锥状凸块可以使得抓手15能够更好地抓持管道中的异物。
所述的车轮是履带车轮。可以使车体在多种条件下都能自由移动。所述的履带车轮由导向轮、主动轮、陌生轮、张紧轮、龙骨链和履带板构成。
使用时，当工作人员需要对管道进行检测时可以将车体1放置在管道内，若管道的底部有异物会阻碍车体1移动时，可以通过外界遥控设备控制型号为STC12C5A60S2的PLC控制器24，启动型号为LX600的第三电动伸缩杆，当第三电动伸缩杆输出杆伸出时会推动车轮2，由于管道为圆形，当车轮2被挤压时会歪斜，进而使得车体1能够更加稳定地移动，第一电动伸缩杆9和第二电动伸缩杆11的型号与第三电动伸缩杆型号相同，通过外界遥控设备控制PLC控制器24，启动电磁线圈吸块23，电磁线圈吸块23会产生吸力，将车体1有效地吸附管道进行移动，通过传动装置7可以使得第一机械手5能够带动型号为NE-10911的摄像机12进行立体的全方位旋转和摄像，观察角度广，使用方便，且使用过程中强光灯13和柔光灯14可以提高摄像机12拍摄的效果。
当使用者需要对管道的内壁进行测厚，检测管道是否腐蚀磨损时，可以将型号为HSF1的测厚探头22通过传动装置7与第二大臂10的端部传动连接，传动装置7可以带动测厚探头22转动，从而使得测厚探头22能够更好地进行管壁的测厚，传动装置7中的伺服电机型号为HBS57，编码器型号为E6B2-CWZ6C，当使用者需要对管道内的异物进行清理时，若异物较大，可以将抓手15与第二大臂10传动连接，抓手15可以压力机16的作用下将管道的大块异物夹起，处理效率高，适应环境的能力强，当使用者需要对管道内较小的异物进行清理时，可以将吸尘嘴17与第二大臂10传动连接，将吸尘嘴17对着粉尘和小的异物，启动风机20，在空气负压的作用下我，粉尘和小的异物会被吸入集尘箱19中，实现清理的作用，当车体1在移动过程中，可以打开强光灯13寻找管道中的缺陷，当车体1移动到缺陷附近时，可以打开柔光灯14,进行细节光源补充。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道检测机器人，其特征在于，包括：
动力模块，所述动力模块由车体(1)、置于车体(1)底部的车轮(2)和安装在车体(1)上并与车轮(2)联动的驱动电机(3)组成，所述车体(1)的内部安装有蓄电池(4)，所述车体(1)底端的中部设置有电磁线圈吸块(23)；
传动模块，所述传动模块由第一机械手(5)和第二机械手(6)以及若干个传动装置(7)组成，所述第一机械手(5)包括第一大臂(8)和第一电动伸缩杆(9)，所述第二机械手(6)包括第二大臂(10)和第二电动伸缩杆(11)，所述传动装置(7)连接第一大臂(8)和第一电动伸缩杆(9)、第一大臂(8)和车体(1)、第二大臂(10)和第二电动伸缩杆(11)以及第二电动伸缩杆(11)和车体(1)；
检测模块，所述检测模块由摄像机(12)、强光灯(13)和柔光灯(14)组成，所述摄像机(12)通过传动装置(7)连接在第一电动伸缩杆(9)的端部；
反应模块，所述反应模块为卡爪式模块、吸尘式模块、磁吸盘式模块和测厚式模块中的至少一种，所述卡爪式模块由抓手(15)和一个控制抓手(15)扩张与收缩的压力机(16)组成，所述抓手(15)和压力机(16)通过传动装置(7)连接在第二大臂(10)的端部；
处理模块，所述处理模块由PLC控制器(24)和与PLC控制器(24)连接的控制线路组成，所述PLC控制器(24)安装在车体(1)上，所述PLC控制器(24)通过控制线路分别与动力模块、传动模块、检测模块和反应模块电性连接，所述PLC控制器(24)与外接遥控装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述强光灯(13)和柔光灯(14)均置于摄像机(12)外侧，所述强光灯(13)和柔光灯(14)交替设置。
3.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述压力机(16)为气压机或液压机的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述车轮(2)与驱动电机(3)之间设置有第三电动伸缩杆，且所述电动伸缩杆的端部与车轮(2)的转动中心处活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述吸尘式模块由吸尘嘴(17)、输送管(18)、集尘箱(19)、风机(20)和滤板(21)组成，所述吸尘嘴(17)通过传动装置(7)连接在第二大臂(10)的端部，所述输送管(18)置于车体(1)的中部，所述输送管(18)的两端分别与吸尘嘴(17)和集尘箱(19)相连通，所述集尘箱(19)的一侧与车体1的端部固定连接，所述滤板(21)置于集尘箱(19)的中部，所述集尘箱(19)内壁的一侧与风机(20)的外壁固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述测厚式模块由测厚探头(22)和与测厚探头(22)连接的导线组成，所述测厚探头(22)的顶端通过传动装置(7)连接在第二大臂(10)的端部。
7.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述的磁吸盘式模块包括有用于吸附或清除残留铁屑的电磁吸盘和与电磁吸盘连接的导线，所述的电磁吸盘安装在第二大臂(10)的前端，电磁吸盘与第二大臂(10)的前端设置有传动装置。
8.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述传动装置(7)由伺服电机和与伺服电机协同运转的编码器组成。
9.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述抓手(15)的端部设置有用于提高抓手(15)抓力的锥状凸块。
10.根据权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于:所述的车轮是履带车轮。
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