CN109737314A - 一种管道检测与修复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道检测与修复机器人，包括底座、检测装置及修复装置，检测装置及修复装置均设置在底座的上方，检测装置包括电机Ⅰ、皮带Ⅰ、气缸、固定轴、传动轴、支撑台及视觉传感器；修复装置包括储料箱、支撑架、输料泵及喷涂机构，支撑架设置在底座的上方，储料箱安装在支撑架的上方，储料箱通过连接管与输料泵的输入口相连通，输料泵的输出口通过输料管与喷头组件相连通；喷头组件包括传输管和喷头，传输管的一端与输料管远离输料泵的一端相连通，传输管的另一端与喷头相连通；喷涂机构包括支架、电机Ⅱ、皮带Ⅱ、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ及喷涂组件，该机器人操作简单、提高人员人身安全、修复成本低及工作效率高。

Description

一种管道检测与修复机器人

技术领域

本发明涉及管道内部检测与修复技术领域，具体涉及一种管道检测与修复机器人。

背景技术

工业及民用液体及气体主要应用金属管道输送，由于液体及气体的腐蚀性对管道内壁产生腐蚀，管道没有定期修复易造成泄漏污染危害，同时对输送的液体产生污染。

管道内表面修复通常采用喷砂喷丸表面处理，其原理是将磨料喷射到工件表面进行冲击研磨，把表面的杂质，杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，使表面积增大，这样就能提高涂层的附着力，使得涂层产生最强的耐酸，耐碱性能，提高涂层质量，同时起到减少基材表面残余应力的作用，提高基材表面硬度及达到表面装饰性的要求。

我国金属管道的修复工作还普遍处于人工作业的落后状态，这种方式对人工的需求量较大，且污染严重、环境恶劣，对操作人员健康危害大，同时修复后不能形成涂覆防腐保护层所需的表面粗糙度，从而影响了涂覆质量，降低管道使用寿命。机械清洗法处理时人工工作量和劳动强度都太大，而且对于小口管道内径时机械清洗方法不适合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管道检测与修复机器人，该机器人操作简单、提高人员人身安全、修复成本低及工作效率高。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种管道检测与修复机器人，该机器人用于对管道内壁进行检测和修复，包括底座、检测装置及修复装置，所述检测装置及所述修复装置均设置在所述底座的上方，所述检测装置包括电机Ⅰ、皮带Ⅰ、气缸、固定轴、传动轴、支撑台及视觉传感器；

所述修复装置包括储料箱、支撑架、输料泵及喷涂机构，所述支撑架设置在所述底座的上方，所述储料箱安装在所述支撑架的上方，所述输料泵设置在所述储料箱下方，所述储料箱通过连接管与所述输料泵的输入口相连通，所述输料泵的输出口通过输料管与喷头组件相连通；所述喷头组件包括传输管和喷头，所述传输管的一端与所述输料管远离输料泵的一端相连通，所述传输管的另一端与喷头相连通；

所述喷涂机构包括支架、电机Ⅱ、皮带Ⅱ、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ及喷涂组件。

进一步的，所述底座的两侧对称的设置有行走轮。

进一步的，所述支撑台设置在所述底座的顶部，所述支撑台在竖直方向上设置有安全通道，所述安全通道贯穿所述支撑台的两端，所述固定轴、所述传动轴在竖直方向上均设置在所述安全通道内，所述固定轴的底端安装在底座上，所述固定轴的顶端设置在所述安全通道内，所述传动轴套设在所述固定轴的外周壁上，所述传动轴上设置有传动轮，所述电机Ⅰ的电机主轴上设置有主动轮Ⅰ，所述主动轮Ⅰ通过皮带Ⅰ与所述传动轮相连，所述传动轴的顶部设置在所述固定轴顶部的上方且所述传动轴的顶端与气缸相连，所述气缸设置在所述安全通道内，所述气缸的输出端与所述视觉传感器相连。

进一步的，所述支撑台的侧壁上开设有与所述安全通道相连通的通孔Ⅰ，所述皮带Ⅰ的输入端设置在所述主动轮Ⅰ上，所述皮带Ⅰ的输出端穿过所述通孔Ⅰ后与所述传动轮相连。

进一步的，所述支撑台的外壁上设置有照明灯。

进一步的，所述支架设置在所述底座上，所述电机Ⅱ安装在所述支架上，所述电机Ⅱ的电机主轴上设置有主动轮Ⅱ，所述支架上设置有转轴，该转轴设置在所述电机Ⅱ的上方，所述转轴上套设有从动轮，所述主动轮Ⅱ通过皮带Ⅱ与从动轮相连，所述连杆Ⅰ的一端与所述电机Ⅱ的电机主轴转动连接，所述连杆Ⅰ的另一端通过连接轴Ⅰ与连杆Ⅲ的底端相连，所述连杆Ⅱ设置在所述连杆Ⅰ的上方，所述连杆Ⅱ的一端与所述转轴转动连接，所述连杆Ⅱ的另一端通过连接轴Ⅱ与连杆Ⅲ的顶端转动连接。

进一步的，所述喷涂组件安装在所述连杆Ⅲ上，所述喷涂组件包括支撑座及用于固定传输管的支撑组件，所述支撑座安装在所述连杆Ⅲ上，所述支撑组件安装在所述支撑座上。

进一步的，所述支撑组件包括伸缩驱动机构Ⅱ、支撑杆、及用于固定传输管的下压板和上压板，所述伸缩驱动机构Ⅱ设置在所述支撑座上方，所述伸缩驱动机构Ⅱ的输出端与支撑杆的底端相连，所述下压板设置在所述支撑杆的顶部，所述上压板对称的设置在所述下压板的上方。

进一步的，所述下压板的顶部设置有用于放置传输管的弧形槽Ⅰ，所述上压板的底部设置有与所述弧形槽Ⅰ对称设置的弧形槽Ⅱ，所述下压板和所述上压板上设置有用于锁紧下压板和所述上压板的锁紧螺栓。

进一步的，所述伸缩驱动机构Ⅱ为电动推杆、气缸、液压缸中的任意一种。

本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：当需要对管道内部进行检测与修复时，将本发明中的机器人放置在管道内，检测装置的气缸作用于视觉传感器，视觉传感器沿着安全通道穿出支撑台的顶部后对管道内表面的情况进行记录，通过设置安全通道用于保护视觉传感器，通过设置电机Ⅰ，电机Ⅰ的通过皮带Ⅰ带动传动轴进行转动，传动轴带动气缸进行旋转，从而带动视觉传感器进行旋转，实现视觉传感器充分检测管道内表面各个地方的情况；

通过设置修复装置，输料泵将储料箱内储存的料液通过连接管抽出，抽出的料液依次通过输料管、传输管后从喷头喷向管道的内表面进行修复，通过设置喷涂机构，电机Ⅱ一方面通过皮带Ⅱ带动转轴转动，转轴带动连杆Ⅱ转动，电机Ⅱ另一方面带动连杆Ⅰ进行转动，连杆Ⅰ和连杆Ⅱ带动连杆Ⅲ进行上下左右运动，进而带动喷头进行同步运动，进而提高管道的内表面的修复效率, 该机器人操作简单、提高人员人身安全、修复成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的检测装置的结构示意图；

图3是本发明的修复装置的结构示意图；

图4是本发明的喷涂组件的结构示意图；

图中标记：1、底座，2、行走轮，3、电机Ⅰ，301、主动轮Ⅰ，4、支撑台，401、安全通道，402、通孔，5、皮带Ⅰ，6、固定轴，7、传动轴，701、传动轮，702、气缸，8、视觉传感器，9、储料箱，901、支撑架，902、连接管，903、输料泵，904、输料管，905、传输管，906、喷头，10、支架，1001、电机Ⅱ，1002、主动轮Ⅱ，1003、转轴，1004、从动轮，1005、皮带Ⅱ，11、连杆Ⅱ，12、连杆Ⅰ，13、连杆Ⅲ，1301、连接轴Ⅱ，1302、连接轴Ⅰ，14、支撑座，15、伸缩驱动机构Ⅱ，16、支撑杆，17、下压板，1701、弧形槽Ⅰ，18、上压板，1801、弧形槽Ⅱ，19、锁紧螺栓。

具体实施方式

结合附图对本发明实施例加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

根据附图可知，一种管道检测与修复机器人，该机器人用于对管道内壁进行检测和修复，包括底座1、检测装置及修复装置，所述检测装置及所述修复装置均设置在所述底座1的上方，所述底座1的两侧对称的设置有行走轮2，该行走轮2由驱动电机驱动行走，由于驱动电机驱动行走轮2进行行走是本领域常用的技术特征，驱动电机并未在本附图中画出，所述底座1每一侧的行走轮2可以为多个，目的是为了在管道内行走更加平稳；

所述检测装置包括电机Ⅰ3、皮带Ⅰ5、气缸702、固定轴6、传动轴7、支撑台4及视觉传感器8；所述支撑台4设置在所述底座1的顶部，所述支撑台4在竖直方向上设置有安全通道401，所述安全通道401贯穿所述支撑台4的两端，所述固定轴6、所述传动轴7在竖直方向上均设置在所述安全通道401内，所述固定轴6的底端安装在底座1上，所述固定轴6的顶端设置在所述安全通道401内，所述传动轴7套设在所述固定轴6的外周壁上，所述传动轴7上设置有传动轮701，所述电机Ⅰ3的电机主轴上设置有主动轮Ⅰ301，所述主动轮Ⅰ301通过皮带Ⅰ5与所述传动轮701相连，所述传动轴7的顶部设置在所述固定轴6顶部的上方且所述传动轴7的顶端与气缸702相连，所述气缸702设置在所述安全通道401内，所述气缸702的输出端与所述视觉传感器8相连，所述支撑台4的外壁上设置有照明灯，该照明灯用于照亮管道内部，便于视觉传感器捕捉管道内表面的情况，视觉传感器为摄像机，所述支撑台4的侧壁上开设有与所述安全通道401相连通的通孔402，所述皮带Ⅰ5的输入端设置在所述主动轮Ⅰ301上，所述皮带Ⅰ5的输出端穿过所述通孔402后与所述传动轮701相连；

所述修复装置包括储料箱9、支撑架901、输料泵903及喷涂机构，所述支撑架901设置在所述底座1的上方，所述储料箱9安装在所述支撑架901的上方，所述输料泵903设置在所述储料箱9下方，所述储料箱9通过连接管902与所述输料泵903的输入口相连通，所述输料泵903的输出口通过输料管904与喷头组件相连通；所述喷头组件包括传输管905和喷头906，所述传输管905的一端与所述输料管904远离输料泵903的一端相连通，所述传输管905的另一端与喷头906相连通；所述喷涂机构包括支架10、电机Ⅱ1001、皮带Ⅱ1005、连杆Ⅰ12、连杆Ⅱ11、连杆Ⅲ13及喷涂组件；连杆Ⅰ12设置在连杆Ⅱ11的下方，且连杆Ⅰ12与连杆Ⅱ11相互平行设置；

所述支架10设置在所述底座1上，所述电机Ⅱ1001安装在所述支架10上，所述电机Ⅱ1001的电机主轴上设置有主动轮Ⅱ1002，所述支架10上设置有转轴1003，该转轴1003设置在所述电机Ⅱ1001的上方，所述转轴1003上套设有从动轮1004，所述主动轮Ⅱ1002通过皮带Ⅱ1005与从动轮1004相连，所述连杆Ⅰ12的一端与所述电机Ⅱ1001的电机主轴转动连接，所述连杆Ⅰ12的另一端通过连接轴Ⅰ1302与连杆Ⅲ13的底端相连，所述连杆Ⅱ11设置在所述连杆Ⅰ12的上方，所述连杆Ⅱ11的一端与所述转轴1003转动连接，所述连杆Ⅱ11的另一端通过连接轴Ⅱ1301与连杆Ⅲ13的顶端转动连接；所述喷涂组件安装在所述连杆Ⅲ13上，所述喷涂组件包括支撑座14及用于固定传输管905的支撑组件，所述支撑座14安装在所述连杆Ⅲ13上，所述支撑组件安装在所述支撑座14上；所述支撑组件包括伸缩驱动机构Ⅱ15、支撑杆16、及用于固定传输管905的下压板17和上压板18，所述伸缩驱动机构Ⅱ15设置在所述支撑座14上方，所述伸缩驱动机构Ⅱ15的输出端与支撑杆16的底端相连，所述下压板17设置在所述支撑杆16的顶部，所述上压板18对称的设置在所述下压板17的上方；

所述下压板17的顶部设置有用于放置传输管905的弧形槽Ⅰ1701，所述上压板18的底部设置有与所述弧形槽Ⅰ1701对称设置的弧形槽Ⅱ1801，所述下压板17和所述上压板18上设置有用于锁紧下压板17和所述上压板18的锁紧螺栓19，通过设置弧形槽Ⅰ1701和弧形槽Ⅱ1801，可以将不同直径的传输管905放置在弧形槽Ⅰ1701和弧形槽Ⅱ1801内，当传输管905直径小时，可在弧形槽Ⅰ1701和弧形槽Ⅱ1801内垫适当的垫片，当传输管905直径大时，可以通过调节锁紧螺栓19达到固定传输管905的目的；底座1上设置有控制器，视觉传感器8与控制器的输入端连接，控制器的输入端还通过无线与遥控器相连，控制器的输出端与气缸702、驱动电机、电机Ⅰ3、电机Ⅱ1001、输料泵903、伸缩驱动机构Ⅱ15电连接；所述伸缩驱动机构Ⅱ15为电动推杆、气缸、液压缸中的任意一种。

工作原理：当需要对管道内部进行检测与修复时，将本发明中的机器人放置在管道内，检测装置的气缸702作用于视觉传感器8，视觉传感器8沿着安全通道401穿出支撑台4的顶部后对管道内表面的情况进行记录，通过设置安全通道401用于保护视觉传感器8，通过设置电机Ⅰ3，电机Ⅰ3的通过皮带Ⅰ5带动传动轴7进行转动，传动轴7带动气缸702进行旋转，从而带动视觉传感器8进行旋转，实现视觉传感器8充分检测管道内表面各个地方的情况，视觉传感器8将管道内表面的情况反馈给控制器，控制器作用于修复装置对管道内表面进行修复；通过设置修复装置，输料泵903将储料箱9内储存的料液通过连接管902抽出，抽出的料液依次通过输料管904、传输管905后从喷头906喷向管道的内表面进行修复，通过设置喷涂机构，电机Ⅱ1001一方面通过皮带Ⅱ1005带动转轴1003转动，转轴1003带动连杆Ⅱ11转动，电机Ⅱ1001另一方面带动连杆Ⅰ12进行转动，连杆Ⅰ12和连杆Ⅱ11带动连杆Ⅲ13进行上下左右运动，进而带动喷头906进行同步运动，进而提高管道的内表面的修复效率, 该机器人操作简单、提高人员人身安全、修复成本低。

还需要说明的是，在本文中，诸如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种管道检测与修复机器人，该机器人用于对管道内壁进行检测和修复，包括底座(1)、检测装置及修复装置，所述检测装置及所述修复装置均设置在所述底座(1)的上方，其特征在于：所述检测装置包括电机Ⅰ(3)、皮带Ⅰ(5)、气缸(702)、固定轴(6)、传动轴(7)、支撑台(4)及视觉传感器(8)；

所述修复装置包括储料箱(9)、支撑架(901)、输料泵(903)及喷涂机构，所述支撑架(901)设置在所述底座(1)的上方，所述储料箱(9)安装在所述支撑架(901)的上方，所述输料泵(903)设置在所述储料箱(9)下方，所述储料箱(9)通过连接管(902)与所述输料泵(903)的输入口相连通，所述输料泵(903)的输出口通过输料管(904)与喷头组件相连通；所述喷头组件包括传输管(905)和喷头(906)，所述传输管(905)的一端与所述输料管(904)远离输料泵(903)的一端相连通，所述传输管(905)的另一端与喷头(906)相连通；所述喷涂机构包括支架(10)、电机Ⅱ(1001)、皮带Ⅱ(1005)、连杆Ⅰ(12)、连杆Ⅱ(11)、连杆Ⅲ(13)及喷涂组件。

2.根据权利要求1所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述底座(1)的两侧对称的设置有行走轮(2)。

3.根据权利要求1所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述支撑台(4)设置在所述底座(1)的顶部，所述支撑台(4)在竖直方向上设置有安全通道(401)，所述安全通道(401)贯穿所述支撑台(4)的两端，所述固定轴(6)、所述传动轴(7)在竖直方向上均设置在所述安全通道(401)内，所述固定轴(6)的底端安装在底座(1)上，所述固定轴(6)的顶端设置在所述安全通道(401)内，所述传动轴(7)套设在所述固定轴(6)的外周壁上，所述传动轴(7)上设置有传动轮(701)，所述电机Ⅰ(3)的电机主轴上设置有主动轮Ⅰ(301)，所述主动轮Ⅰ(301)通过皮带Ⅰ(5)与所述传动轮(701)相连，所述传动轴(7)的顶部设置在所述固定轴(6)顶部的上方且所述传动轴(7)的顶端与气缸(702)相连，所述气缸(702)设置在所述安全通道(401)内，所述气缸(702)的输出端与所述视觉传感器(8)相连。

4.根据权利要求3所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述支撑台(4)的侧壁上开设有与所述安全通道(401)相连通的通孔(402)，所述皮带Ⅰ(5)的输入端设置在所述主动轮Ⅰ(301)上，所述皮带Ⅰ(5)的输出端穿过所述通孔(402)后与所述传动轮(701)相连。

5.根据权利要求1所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述支撑台(4)的外壁上设置有照明灯。

6.根据权利要求1所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述支架(10)设置在所述底座(1)上，所述电机Ⅱ(1001)安装在所述支架(10)上，所述电机Ⅱ(1001)的电机主轴上设置有主动轮Ⅱ(1002)，所述支架(10)上设置有转轴(1003)，该转轴(1003)设置在所述电机Ⅱ(1001)的上方，所述转轴(1003)上套设有从动轮(1004)，所述主动轮Ⅱ(1002)通过皮带Ⅱ(1005)与从动轮(1004)相连，所述连杆Ⅰ(12)的一端与所述电机Ⅱ(1001)的电机主轴转动连接，所述连杆Ⅰ(12)的另一端通过连接轴Ⅰ(1302)与连杆Ⅲ(13)的底端相连，所述连杆Ⅱ(11)设置在所述连杆Ⅰ(12)的上方，所述连杆Ⅱ(11)的一端与所述转轴(1003)转动连接，所述连杆Ⅱ(11)的另一端通过连接轴Ⅱ(1301)与连杆Ⅲ(13)的顶端转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述喷涂组件安装在所述连杆Ⅲ(13)上，所述喷涂组件包括支撑座(14)及用于固定传输管(905)的支撑组件，所述支撑座(14)安装在所述连杆Ⅲ(13)上，所述支撑组件安装在所述支撑座(14)上。

8.根据权利要求7所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述支撑组件包括伸缩驱动机构Ⅱ(15)、支撑杆(16)、及用于固定传输管(905)的下压板(17)和上压板(18)，所述伸缩驱动机构Ⅱ(15)设置在所述支撑座(14)上方，所述伸缩驱动机构Ⅱ(15)的输出端与支撑杆(16)的底端相连，所述下压板(17)设置在所述支撑杆(16)的顶部，所述上压板(18)对称的设置在所述下压板(17)的上方。

9.根据权利要求8所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述下压板(17)的顶部设置有用于放置传输管(905)的弧形槽Ⅰ(1701)，所述上压板(18)的底部设置有与所述弧形槽Ⅰ(1701)对称设置的弧形槽Ⅱ(1801)，所述下压板(17)和所述上压板(18)上设置有用于锁紧下压板(17)和所述上压板(18)的锁紧螺栓(19)。

10.根据权利要求1所述的一种管道检测与修复机器人，其特征在于：所述伸缩驱动机构Ⅱ(15)为电动推杆、气缸、液压缸中的任意一种。