CN109469790B - 一种伸缩式驱动无损检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伸缩式驱动无损检测设备，包括主体、支撑臂、三角爪、连杆和弹性装置；所述支撑臂设置于主体的上下部，并包括有多根，每根支撑臂包括有多段，多段之间可伸缩，形成伸缩式支撑臂；所述三角爪设置在支撑臂的端部，使无损检测设备在爬行中定位稳固；所述连杆设置于主体上下部的支撑臂之间，并且一端部固定于主体上；所述弹性装置设置在主体的中间，且弹性装置的两端部与主体的上下部连接。本发明提供的设备通过弹性装置与支撑臂的伸缩实现前后运动，代替了面向管状结构传统爬行器的轮式运动，在管状结构里的越障能力大大提高，运动更加平稳，能适应不同的管状直径以及顺利跨越管道里的凹坑沟槽，为在管状结构里进行检测提供了有效实用的检测工具。

Description

一种伸缩式驱动无损检测设备
技术领域
本发明涉及可远程操控的运动、搬运机器人，尤其涉及一种伸缩式驱动无损检测设备。
背景技术
机器人的诞生和机器人学的建立无疑是20世纪人类科学技术的重大成就。机器人技术自60年代初问世，经历了近半个世纪的发展，已取得了长足的进步。特别是到了20世纪90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了用于工业生产中从事焊接、喷漆、搬运和装配等作业的工业机器人的水平不断提高之外，各种用于非制造业的特种和智能机器人系统也有了长足的进展。工业机器人在经历了诞生－成长－成熟期后，已成为现代先进制造业中必不可少的核心装备，当今世界上约有上百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。非制造业中的仿人性机器人、农业机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人、服务机器人等各种用途的特种机器人也正以飞快的速度向实用化迈进。
如图1所示，为现有技术管道检测用装置结构。该装置采用轮滑式结构，轮子直接由电机驱动，传动机构设计简单，便于实现。但该种轮滑式装置存在着明显的缺点，当无损检测设备通过凹凸不平的表面时，车轮容易被卡死而不能通过，即使能通过，也会给主体传来震动，影响测量装置的测量精度。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种伸缩式驱动无损检测设备，该设备结构简单、驱动稳定、有效应变管径变化，效率高的面向管状结构的伸缩式运动电机驱动无损检测设备；该设备采用间歇式运动的爬行装置，无损检测设备运动过程中不会产生震动，而且通过支撑臂的伸长和缩短，可以自动适应管道表面的变化，始终提供稳固的支撑，同时还可以适应不同的管道直径，具有越障能力强，能适应不同的管径，可以防止震动等。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，包括主体、支撑臂、三角爪、连杆和弹性装置；
所述支撑臂设置于主体的上下部，并包括有多根，每根支撑臂包括有多段，多段之间可伸缩，形成伸缩式支撑臂；
所述三角爪设置在支撑臂的端部，使无损检测设备在爬行中定位稳固；
所述连杆设置于主体上下部的支撑臂之间，并且一端部固定于主体上；
所述弹性装置设置在主体的中间，且弹性装置的两端部与主体的上下部连接。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本设备通过弹性装置与支撑臂的伸缩实现前后运动，代替了面向管状结构传统检测设备的轮式运动，使其在管状结构里的越障能力大大提高，运动更加平稳，能适应不同的管状直径以及顺利跨越管道里的凹坑沟槽，为在管状结构里进行检测提供了有效实用的检测工具。
采用爬行装置代替传统轮式管道检测设备的滚动装置，虽然运行速度可能有所下降，但可以越过管道内的各种障碍，通过性大大提高，而且支撑臂的伸长缩短可以适应一定范围的管径；同时，通过利用支撑臂与管壁的间歇点接触，可避免主体产生震动，而传统的轮式管道检测设备，壁面接触产生的震动会直接传到主体内，影响勘测的准确性和稳定性；技术手段简便易行，可以相对于所需要搭载的设备数量，所需要的牵引力大小添加不同数量的单元，形成机器人的模块化，解决了其他类型的机器人对于所装载的设备的重量以及数量限制问题。
用于实现向前运动的连杆，通过与弹簧弹性变形之间的配合，实现装置的前进，此时前后支撑臂也根据主体的运动情况进行伸缩，实现主体一段悬空，一段固定的形式，而悬空端正好利用连杆的拉力或者弹簧的弹力实现前进运动。
通过三个点接触实现接触的稳定性，利用三角形的稳定性原理，能在多变的管道内壁环境下，保持着主体部分平稳而且保持在相对不变的位置上，更加有利于机器人去勘测管道内的条件，获得准确的数据。
附图说明
图1是现有技术管道检测用装置结构图；
图2是伸缩式驱动无损检测设备结构示意图；
图3是伸缩式驱动无损检测设备支撑臂结构示意图；
图4是伸缩式驱动无损检测设备主体及连杆部分结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明实施方式作进一步详细的描述。
如图2所示，为伸缩式驱动无损检测设备结构，包括：包括主体1、支撑臂2、三角爪3、连杆4和弹性装置5；
所述支撑臂设置于主体的上下部，并包括有多根，每根支撑臂包括有多段，多段之间可伸缩，形成伸缩式支撑臂；
所述三角爪设置在支撑臂的端部，使无损检测设备在爬行中定位稳固；
所述连杆设置于主体上下部的支撑臂之间，并且一端部固定于主体上；
所述弹性装置设置在主体的中间，且弹性装置的两端部与主体的上下部连接。
上述多根支撑臂分别位于主体上下部的前后(该实施例以六根支撑臂作为说明，但并不仅限于此)，且多根支撑臂由电机驱动，通过端部设置的三角爪三点支撑的方式使无损检测设备在爬行中定位稳固。支撑臂的每段分别采用不同直径的圆柱棒(本实施例以三根圆柱棒为例进行说明，但并不仅限于此)，圆柱棒为空心结构，实现支撑臂的伸缩。如图3所示，支撑臂2由直径依次递增的三根圆柱棒组成，当需要实现伸缩动作时，圆柱体均为空心结构，直径小的一段会嵌入直径大的一段圆柱里。末端为三角爪3三脚支撑，该种设计参照了照相机的三角架的设计，即使爬行器运动于不同的管壁表面，由于三只脚肯定能在曲面内接触到三个点，利用三角形的稳定性，保证主体的受力稳定以及运动的平稳。
所述三角爪包括有多个，其设置个数与所述支撑臂的个数相对应，且每个三角爪分别与支撑臂端部的管壁相连接。
如图4所示，上述连杆4包括有四根，每根设置为可折叠展开式连杆；其中，每根连杆的两端部分别连接固定在主体1上，并通过弹性装置5(本实施例以弹簧作为弹性部件，但并不仅限于此)的配合，实现无损检测设备的前向运动。当电机驱动四根连杆，弹簧不断的被压缩以及伸长。四根连杆受电机驱动，同步运动，使前后两段主体不停实现靠近，远离，靠近的循环过程，从而使爬行器实现向前的运动。
上述主体内安装有电机，该电机通过连杆机构连接并驱动连杆及支撑臂的伸缩。
上述主体设置为圆柱形，且设置为空心结构。主体采用圆柱形的形状，目的是为了便于在三个方向上安装支撑臂，圆柱形主体形状与圆柱管道的形状一致，从而可以使三根支撑臂的长度相等，受力也大致相等。
上述空心结构圆柱形主体内还设置有控制单元及各类传感器，所述控制单元通过预编程序控制电机的转动。上述设备还包括勘测装置，该装置安装在主体的内部或者主体的表面，用于勘测管道内有无损伤、损伤程度、液面的高度、管道有无堵塞等等，获取精准数据。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，包括主体、支撑臂、三角爪、连杆、弹性装置和勘测装置；所述伸缩式驱动无损检测设备采用间歇式运动的爬行装置，而且通过支撑臂的伸长和缩短，可以自动适应管道表面的变化；
所述支撑臂设置于主体的上下部，并包括有多根，每根支撑臂包括有多段，多段之间可伸缩，形成伸缩式支撑臂；
所述三角爪设置在支撑臂的端部，通过端部设置的三角爪三点支撑的方式使无损检测设备在爬行中定位稳固；
所述连杆设置于主体上下部的支撑臂之间，并且一端部固定于主体上；
所述弹性装置设置在主体的中间，且弹性装置的两端部与主体的上下部连接；
所述主体内安装有电机，该电机通过连杆机构连接并驱动连杆及支撑臂的伸缩；
勘测装置，该装置安装在主体的内部或者主体的表面，用于勘测管道内条件，获取精准数据。
2.如权利要求1所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，多根支撑臂分别位于主体上下部的前后，且多根支撑臂由电机驱动，通过端部设置的三角爪三点支撑的方式使无损检测设备在爬行中定位稳固。
3.如权利要求1所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，支撑臂的每段分别采用不同直径的圆柱棒，圆柱棒为空心结构，实现支撑臂的伸缩。
4.如权利要求1所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，所述三角爪包括有多个，其设置个数与所述支撑臂的个数相对应，且每个三角爪分别与支撑臂端部的管壁相连接。
5.如权利要求1所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，所述连杆包括有四根，每根连杆为可折叠展开式设置；其中，每根连杆的两端部分别连接固定在主体上，并通过弹性装置的配合，实现无损检测设备的前向运动。
6.如权利要求1所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，所述主体设置为圆柱形，且主体内为空心结构。
7.如权利要求6所述的伸缩式驱动无损检测设备，其特征在于，所述空心结构圆柱形主体内还设置有控制单元及各类传感器，所述控制单元通过预编程序控制电机的转动。
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