CN110043753A - 一种两轮平衡管道检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两轮平衡管道检测机器人,包括车体,所述车体的上表面通过支架升降结构安装有放置板,所述放置板上对称安装有两个摄像装置;所述车体的下表面安装有设备安装座,所述设备安装座的两侧对称开设有楔形槽,每个所述楔形槽内均通过伸缩连杆机构安装有螺旋桨,所述设备安装座内开设有空腔,所述空腔内放置有蓄电池和陀螺仪;所述设备安装座的侧壁上焊接有固定架,所述固定架上转动连接有固定动力轮,所述车体内通过转动装置安装有转动架,所述转动架上转动连接有转动动力轮。本发明结构巧妙,使用便捷,既能够在无介质管道中运行并检测,也能够在有介质管道内运行并检测,实现了装置的多样性,提高了装置适配的广度。
Description
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域,尤其涉及一种两轮平衡管道检测机器人。
背景技术
管道检测机器人是针对油气管道的清理、检测、维护而研制的一种特种检测装置,它集成了智能移动技术与无损检测技术,对工作状态中的油气管道进行无损检测,以保障管道安全稳定工作。按照机器人运动方式的不同分为主动运行机器人和被动运行机器人,主动运行机器人有履带式、仿生式、车型式和支撑轮式,被动运动机器人是凭借管道介质压差为驱动。
如中国专利申请号为“201410278474.2”所公开的“一种管道检测机器人”,通过搭载激光检测机构和电磁超声检测机构,弥补了单一检测手法测量的局限性,能够检测油气管道腐蚀、裂纹、变形等缺陷,但是此专利公开的装置并不适用于内部具有介质的管道检测。
为此,我们提出一种两轮平衡管道检测机器人来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题,而提出的一种两轮平衡管道检测机器人。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种两轮平衡管道检测机器人,包括车体,所述车体的上表面通过支架升降结构安装有放置板,所述放置板上对称安装有两个摄像装置;
所述车体的下表面安装有设备安装座,所述设备安装座的两侧对称开设有楔形槽,每个所述楔形槽内均通过伸缩连杆机构安装有螺旋桨,所述设备安装座内开设有空腔,所述空腔内放置有蓄电池和陀螺仪;
所述设备安装座的侧壁上焊接有固定架,所述固定架上转动连接有固定动力轮,所述车体内通过转动装置安装有转动架,所述转动架上转动连接有转动动力轮。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述支架升降结构包括安装槽,且安装槽开设在车体的上表面,所述车体内开设有电机腔,所述电机腔内放置有第一电机,所述安装槽内水平安装有双向螺纹杆,所述双向螺栓杆的一端延伸至电机腔内并与第一电机的输出轴焊接,所述双向螺纹杆上对称螺纹连接有两个移动座,且移动座的外侧壁有安装槽的内侧壁相抵,所述放置板的下表面开设有T型滑槽,所述T型滑槽上对称滑动连接有两个T型滑块,每个所述移动座与T型滑块之间共同转动连接有升降杆,且两个升降杆之间转动连接。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述伸缩连杆机构包括第二电机,所述第二电机的输出轴上焊接有第一连杆,所述楔形槽的内壁上转动连接有第二连杆,所述第二连杆的末端转动连接有第三连杆,所述第三连杆上固定套接有连接座,且第一连杆的末端转动连接在连接座上,所述第三连杆的末端转到连接有螺旋桨。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述转动装置包括弧形腔,所述车体上开设有弧形腔,所述弧形腔的内壁上开设有连接孔和限位孔,所述弧形腔内滑动连接有弧形移动座,且转动架穿过限位孔并焊接在弧形移动座上,所述弧形移动座上均匀设有多个轮齿,所述车体上焊接有安装架,所述安装架的内侧壁上安装有第三电机,所述第三电机的输出轴上焊接有蜗杆,所述安装架的内侧壁上同轴安装有蜗轮和齿轮,且蜗轮与蜗杆啮合,且齿轮穿过连接孔与轮齿啮合。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述安装槽内水平安装有限位杆,且两个移动座均套设在限位杆上。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述蓄电池与第一电机电性连接,所述蓄电池与第二电机电性连接,所述蓄电池与第三电机电性连接,每个所述摄像装置均与蓄电池电性连接,所述螺旋桨与蓄电池电性连接。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述弧形移动座上对称开设有两个第一弧形滑槽,所述弧形腔的内侧壁上对称开设有两个第二弧形滑槽,每个所述第一弧形滑槽与位置相对应的第二弧形滑槽之间共同卡设有多个滚珠。
在上述的两轮平衡管道检测机器人中,所述安装架的内侧壁上通过锁紧螺钉安装有电机架,且第三电机位于电机架内。
与现有的技术相比,本发明的有益效果为:
1、通过第二电机、第一连杆、第二连杆、第三连杆、连接做和螺旋桨的设置,保证装置既能够在无介质管道中运行并检测,也能够在有介质管道内运行并检测,实现了装置的多样性,提高了装置适配的广度。
2、在无介质管道中陀螺仪能够保证装置的横向水平,在有介质管道中,当装置浮于水中前进时,车体通过陀螺仪保持横向总行水平。
3、通过第一电机、双向螺纹杆、限位杆、移动座、升降杆、T型滑块和T型滑槽的设置实现了放置板高度的调节,进而调整摄像装置在管道内的高度,保证摄像装置能够一定程度上摄取管道内不同高度的内壁状态。
4、第三电机、蜗杆、蜗轮、齿轮、轮齿、弧形移动座能够调整转动架相对于转动动力轮的角度,装置前进过程中转动架会给转动动力轮施加一个反向的力,进而降低动力装置对车体的驱动力,节约能源。
综上所述,本发明结构巧妙,使用便捷,既能够在无介质管道中运行并检测,也能够在有介质管道内运行并检测,实现了装置的多样性,提高了装置适配的广度。
附图说明
图1为本发明提出的一种两轮平衡管道检测机器人的结构示意图;
图2为本发明提出的一种两轮平衡管道检测机器人的俯视图;
图3为本发明提出的一种两轮平衡管道检测机器人中螺旋桨工作状态结构示意图;
图4为本发明提出的一种两轮平衡管道检测机器人中伸缩连杆机构收缩状态结构示意图;
图5为本发明提出的一种两轮平衡管道检测机器人中转动装置部分结构放大图。
图中:1车体、2第一电机、3移动座、4摄像装置、5T型滑块、6升降杆、7限位杆、8双向螺纹杆、9T型滑槽、10安装架、11转动架、12弧形腔、13转动动力轮、14楔形槽、15蓄电池、16陀螺仪、17空腔、18安装座、19固定架、20固定动力轮、21连接孔、22蜗杆、23第三电机、24齿轮、25蜗轮、26第一弧形滑槽、27滚珠、28第二弧形滑槽、29弧形移动座、30限位孔、31放置板、32第二电机、33第一连杆、34连接座、35螺旋桨、36第三连杆、37第二连杆。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-5,一种两轮平衡管道检测机器人,包括车体1,车体1的上表面通过支架升降结构安装有放置板31,放置板31上对称安装有两个摄像装置4,通过摄像装置4捕捉管道内壁的画面进而对管道内壁进行检测。
支架升降结构包括安装槽,且安装槽开设在车体1的上表面,车体1内开设有电机腔,电机腔内放置有第一电机2,安装槽内水平安装有双向螺纹杆8,双向螺栓杆8的一端延伸至电机腔内并与第一电机2的输出轴焊接,双向螺纹杆8上对称螺纹连接有两个移动座3,且移动座3的外侧壁有安装槽的内侧壁相抵,安装槽内水平安装有限位杆7,且两个移动座3均套设在限位杆7上,放置板31的下表面开设有T型滑槽9,T型滑槽9上对称滑动连接有两个T型滑块5,每个移动座3与T型滑块5之间共同转动连接有升降杆6,且两个升降杆6之间转动连接。
车体1的下表面安装有设备安装座18,设备安装座18的两侧对称开设有楔形槽14,每个楔形槽14内均通过伸缩连杆机构安装有螺旋桨35,设备安装座18内开设有空腔17,空腔17内放置有蓄电池15和陀螺仪16,蓄电池15与第一电机2电性连接。
伸缩连杆机构包括第二电机32,蓄电池15与第二电机32电性连接,第二电机32的输出轴上焊接有第一连杆33,楔形槽14的内壁上转动连接有第二连杆37,第二连杆37的末端转动连接有第三连杆36,第三连杆36上固定套接有连接座34,且第一连杆33的末端转动连接在连接座34上,第三连杆36的末端转到连接有螺旋桨35,螺旋桨35与蓄电池15电性连接。
设备安装座18的侧壁上焊接有固定架19,固定架19上转动连接有固定动力轮20,车体1内通过转动装置安装有转动架11,转动架11上转动连接有转动动力轮13。
转动装置包括弧形腔12,车体1上开设有弧形腔12,弧形腔12的内壁上开设有连接孔21和限位孔30,弧形腔12内滑动连接有弧形移动座29,且转动架11穿过限位孔30并焊接在弧形移动座29上,弧形移动座29上均匀设有多个轮齿,车体1上焊接有安装架10,安装架10的内侧壁上安装有第三电机23,蓄电池15与第三电机23电性连接,第三电机23的输出轴上焊接有蜗杆22,安装架10的内侧壁上同轴安装有蜗轮25和齿轮24,且蜗轮25与蜗杆22啮合,且齿轮24穿过连接孔21与轮齿啮合。
本发明在使用时,将装置整体放置入需要进行检测的管道,通过无线控制装置驱动本装置在管道内移动,通过摄像装置4对管道内壁状况进行检测,同时将视频信息通过无线传输的方式传入远程显示设备中,在无介质管道中陀螺仪16能够保证装置的横向水平;当本装置进入到有介质管道中时,无线控制装置通过蓄电池15打开第二电机32,第二电机32带动第一连杆33转动,则通过连接座34与第一连杆33连接的第三连杆36随之转动,则转动连接在第三连杆36上的第二连杆37亦转动,直至达到第三连杆36与安装座18垂直的状态(如图3所示),然后通过无线控制装置以及蓄电池15打开螺旋桨35,螺旋桨35转动实现装置的前进与后退,当装置浮于水中前进时,车体1通过陀螺仪16保持横向总行水平;
在管道内需要调节摄像装置4的高度时,通过无线控制装置以及蓄电池15打开第一电机2,第一电机2带动与之连接的双向螺纹杆8转到,螺纹连接在双向螺纹杆8上的移动座3在限位杆7以及安装槽的限位作用下在安装槽内相向运动,进而带动转动连接在移动座3上的升降杆6转动,从而带动T型滑块5在T型滑槽9内相向运动,调节放置板31在竖直方向上的高度,放置板31上摄像装置4的高度随之调节,保证摄像装置4能够一定程度上摄取管道内不同高度的内壁状态;
通过无线控制装置以及蓄电池15打开第三电机23,第三电机23带动蜗杆22转动,与之啮合的蜗轮25随之转动,由于齿轮24与蜗轮25同轴设置,则齿轮24随之转到,通过齿轮24与轮齿的啮合作用带动弧形移动座29在弧形腔12内滑动,带动转动架11在限位孔30内运动,由于转动动力轮13与地面接触的点不动,转动架11与转动动力轮13转轴之间的角度发生变化,则在装置前进过程中转动架11会给转动动力轮13施加一个反向的力,进而降低动力装置对车体1的驱动力,节约能源。
视频采用无线传输、装置采用无线遥控的方式进行控制,此部分均为现有成熟的技术,在此不做赘述。
尽管本文较多地使用了车体1、第一电机2、移动座3、摄像装置4、T型滑块5、升降杆6、限位杆7、双向螺纹杆8、T型滑槽9、安装架10、转动架11、弧形腔12、转动动力轮13、楔形槽14、蓄电池15、陀螺仪16、空腔17、安装座18、固定架19、固定动力轮20、连接孔21、蜗杆22、第三电机23、齿轮24、蜗轮25、第一弧形滑槽26、滚珠27、第二弧形滑槽28、弧形移动座29、限位孔30、放置板31、第二电机32、第一连杆33、连接座34、螺旋桨35、第三连杆36、第二连杆37等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种两轮平衡管道检测机器人,包括车体(1),其特征在于:所述车体(1)的上表面通过支架升降结构安装有放置板(31),所述放置板(31)上对称安装有两个摄像装置(4);
所述车体(1)的下表面安装有设备安装座(18),所述设备安装座(18)的两侧对称开设有楔形槽(14),每个所述楔形槽(14)内均通过伸缩连杆机构安装有螺旋桨(35),所述设备安装座(18)内开设有空腔(17),所述空腔(17)内放置有蓄电池(15)和陀螺仪(16);
所述设备安装座(18)的侧壁上焊接有固定架(19),所述固定架(19)上转动连接有固定动力轮(20),所述车体(1)内通过转动装置安装有转动架(11),所述转动架(11)上转动连接有转动动力轮(13)。
2.根据权利要求1所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述支架升降结构包括安装槽,且安装槽开设在车体(1)的上表面,所述车体(1)内开设有电机腔,所述电机腔内放置有第一电机(2),所述安装槽内水平安装有双向螺纹杆(8),所述双向螺栓杆(8)的一端延伸至电机腔内并与第一电机(2)的输出轴焊接,所述双向螺纹杆(8)上对称螺纹连接有两个移动座(3),且移动座(3)的外侧壁有安装槽的内侧壁相抵,所述放置板(31)的下表面开设有T型滑槽(9),所述T型滑槽(9)上对称滑动连接有两个T型滑块(5),每个所述移动座(3)与T型滑块(5)之间共同转动连接有升降杆(6),且两个升降杆(6)之间转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述伸缩连杆机构包括第二电机(32),所述第二电机(32)的输出轴上焊接有第一连杆(33),所述楔形槽(14)的内壁上转动连接有第二连杆(37),所述第二连杆(37)的末端转动连接有第三连杆(36),所述第三连杆(36)上固定套接有连接座(34),且第一连杆(33)的末端转动连接在连接座(34)上,所述第三连杆(36)的末端转到连接有螺旋桨(35)。
4.根据权利要求2-3任一项所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述转动装置包括弧形腔(12),所述车体(1)上开设有弧形腔(12),所述弧形腔(12)的内壁上开设有连接孔(21)和限位孔(30),所述弧形腔(12)内滑动连接有弧形移动座(29),且转动架(11)穿过限位孔(30)并焊接在弧形移动座(29)上,所述弧形移动座(29)上均匀设有多个轮齿,所述车体(1)上焊接有安装架(10),所述安装架(10)的内侧壁上安装有第三电机(23),所述第三电机(23)的输出轴上焊接有蜗杆(22),所述安装架(10)的内侧壁上同轴安装有蜗轮(25)和齿轮(24),且蜗轮(25)与蜗杆(22)啮合,且齿轮(24)穿过连接孔(21)与轮齿啮合。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述安装槽内水平安装有限位杆(7),且两个移动座(3)均套设在限位杆(7)上。
6.根据权利要求4所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述蓄电池(15)与第一电机(2)电性连接,所述蓄电池(15)与第二电机(32)电性连接,所述蓄电池(15)与第三电机(23)电性连接,每个所述摄像装置(4)均与蓄电池(15)电性连接,所述螺旋桨(35)与蓄电池(15)电性连接。
7.根据权利要求4所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述弧形移动座(29)上对称开设有两个第一弧形滑槽(26),所述弧形腔(12)的内侧壁上对称开设有两个第二弧形滑槽(28),每个所述第一弧形滑槽(26)与位置相对应的第二弧形滑槽(28)之间共同卡设有多个滚珠(27)。
8.根据权利要求1所述的一种两轮平衡管道检测机器人,其特征在于:所述安装架(10)的内侧壁上通过锁紧螺钉安装有电机架,且第三电机(23)位于电机架内。
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