CN110762337A - 内壁检测机器人和管道检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种内壁检测机器人和管道检测系统，涉及管道机器人领域。该内壁检测机器人包括检测鼓板、支撑组件和调节组件；支撑组件包括支撑转轴、支撑端板和支撑轮，支撑端板的数量为两个，两个支撑端板分别设置在支撑转轴的两端，支撑转轴与支撑端板转动连接，支撑轮的数量为多个，多个支撑轮分别设置在两个支撑端板上；检测鼓板的数量为多个，多个检测鼓板环绕支撑转轴设置；调节组件与多个检测鼓板传动连接并设置于支撑转轴上，用于带动检测鼓板靠近或远离支撑转轴；支撑转轴用于带动检测鼓板绕支撑转轴的轴线转动。上述的内壁检测机器人和管道检测系统能够适应一定直径范围的管道检测，具有较高的自动化程度和简便性。
Description
技术领域
本发明涉及管道机器人领域，具体而言，涉及一种内壁检测机器人和管道检测系统。
背景技术
内壁检测机器人可以用于检测管道是否存在泄露，现有的内壁检测机器人只能对应某一特定管径型号的管道进行检测，即对应不同管径的管道需要设计不同的检测机器人生产成本较高。有些内壁检测机器人还需要人工配合才能完成检测，检测门槛较高。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种内壁检测机器人和管道检测系统，其能够用于对一定直径范围内的管道进行自动化检测，而不需要针对不同管径生产不同规格的检测模块，从而节约了生产成本、提高了生产效率；同时，无需人工操作，容易上手，整个装置具有良好的易用性和简便性。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明实施例提供一种内壁检测机器人，包括检测鼓板、支撑组件和调节组件；所述支撑组件包括支撑转轴、支撑端板和支撑轮，所述支撑端板的数量为两个，两个所述支撑端板分别设置在所述支撑转轴的两端，所述支撑转轴与所述支撑端板转动连接，所述支撑轮的数量为多个，多个所述支撑轮分别设置在两个所述支撑端板上；所述检测鼓板的数量为多个，多个所述检测鼓板环绕所述支撑转轴设置；所述调节组件与多个所述检测鼓板传动连接并设置于所述支撑转轴上，用于带动所述检测鼓板靠近或远离所述支撑转轴；所述支撑转轴用于带动所述检测鼓板绕所述支撑转轴的轴线转动。
在可选的实施方式中，所述调节组件包括旋转轴和伸缩驱动件，所述旋转轴设置于所述支撑转轴并能够随所述支撑转轴旋转，所述伸缩驱动件的数量为多个，其均设置于所述旋转轴上，并与所述检测鼓板一一对应连接。
在可选的实施方式中，所述伸缩驱动件和所述检测鼓板的数量均为四个，且相邻两个伸缩驱动件的延伸方向成直角。
在可选的实施方式中，所述支撑组件还包括止挡件，所述止挡件的数量为两个，两个所述止挡件相互间隔地设置于两个所述支撑端板上，所述支撑转轴穿过所述止挡件并与所述止挡件转动配合，所述旋转轴位于两个所述止挡件之间并与所述止挡件抵持。
在可选的实施方式中，所述止挡件包括相互连接的安装部和止挡部，所述支撑转轴贯穿所述安装部和所述止挡部，所述安装部设置于所述支撑端板，所述止挡部用于抵持所述旋转轴。
在可选的实施方式中，所述检测鼓板具有相对的安装面和检测面，所述安装面与所述调节组件连接，所述检测面为弧形。
在可选的实施方式中，所述支撑端板设置有用于与驱动模块配合的配合部，所述驱动模块用于推动所述内壁检测机器人。
在可选的实施方式中，所述支撑组件还包括调节架，所述支撑轮通过所述调节架与所述支撑端板连接，所述调节架能够相对所述支撑端板转动。
在可选的实施方式中，所述内壁检测机器人还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述检测鼓板，用于检测所述检测鼓板的压力。
第二方面，本发明实施例提供一种管道检测系统，包括如前述实施方式中任一项所述的内壁检测机器人。
本发明实施例的有益效果包括，例如：支撑组件用于对调节组件和检测鼓板进行支撑，其中，支撑轮用于沿着管道的内壁滑动；支撑端板能够用于与驱动装置配合，以通过驱动装置带动内壁检测机器人运动；支撑转轴可转动地安装在支撑端板上并能够绕其自身转动，用于带动检测鼓板和调节组件转动。调节组件用于调节检测鼓板与支撑转轴之间的距离，即带动检测鼓板靠近或远离支撑转轴，在检测鼓板靠近支撑转轴运动时，整个内壁检测机器人可适用的管道内壁直径减小；在检测鼓板远离支撑转轴运动时，整个内壁检测机器人可适用的管道内壁直径增大。通过调节组件能够使内壁检测机器人适应于不同的管道内壁直径，从而实现对一定直径范围内的管道进行检测。检测鼓板用于对管道进行检测，以判断该管道内是否存在泄露。在内壁检测机器人使用时，驱动装置与支撑端板传动连接，用于带动内壁机器人沿着管道直线运动。同时，支撑转轴也在不停旋转。即对于检测鼓板来说，一方面相对于管道的内壁是沿着管道的轴向直线运动的；另一方面，检测鼓板跟随支撑转轴做旋转运动。直线运动与旋转运动相互叠加，检测鼓板的运动轨迹大致为螺旋形状。检测鼓板的运动轨迹能够完全覆盖到管道的内壁，即能够对整个管道的内壁进行检测。若管道存在泄漏问题，在该泄漏部位的压力会低于管道内部的压力，即管道的内外存在压力差，该检测鼓板在压力差的作用下被挤压到管道内壁上，此时检测鼓板与管壁之间会产生摩擦力。当驱动装置继续带动内壁检测机器人整体向前运动时，该摩擦力和前进的驱动力的共同作用，产生绕着中心的扭矩，检测鼓板的位置发生偏转，从而暴露出管道泄露。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例所述的内壁检测机器人的结构示意图；
图2为图1中的内壁检测机器人的内部结构示意图；
图3为图1中的内壁检测机器人的剖视结构示意图；
图4为图2中A处的放大结构示意图。
图标：100-内壁检测机器人；110-检测鼓板；112-安装面；114-检测面；120-支撑组件；121-支撑转轴；122-支撑端板；1221-配合部；123-支撑轮；124-止挡件；1241-安装部；1242-止挡部；125-调节架；130-调节组件；131-旋转轴；132-伸缩驱动件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，本发明实施例提供了一种内壁检测机器人100，其能够用于对一定直径范围内的管道进行自动化检测，而不需要针对不同管径生产不同规格的检测模块，从而节约了生产成本、提高了生产效率；同时，无需人工操作，容易上手，整个装置具有良好的易用性和简便性。
在本发明实施例中，该内壁检测机器人100包括检测鼓板110、支撑组件120和调节组件130。其中，支撑组件120包括支撑转轴121、支撑端板122和支撑轮123，支撑端板122的数量为两个，两个支撑端板122分别设置在支撑转轴121的两端，支撑转轴121与支撑端板122转动连接，支撑轮123的数量为多个，多个支撑轮123分别设置在两个支撑端板122上；检测鼓板110的数量为多个，多个检测鼓板110环绕支撑转轴121设置；调节组件130与多个检测鼓板110传动连接并设置于支撑转轴121上，用于带动检测鼓板110靠近或远离支撑转轴121；支撑转轴121用于带动检测鼓板110绕支撑转轴121的轴线转动。
需要说明的是，在本发明实施例中，检测鼓板110用于对管道进行检测，以判断该管道内是否存在泄露。支撑组件120用于对调节组件130和检测鼓板110进行支撑，其中，支撑轮123用于沿着管道的内壁滑动；支撑端板122能够用于与驱动装置配合，以通过驱动装置带动内壁检测机器人100运动；支撑转轴121可转动地安装在支撑端板122上并能够绕其自身转动，用于带动检测鼓板110和调节组件130转动。调节组件130用于调节检测鼓板110与支撑转轴121之间的距离，即带动检测鼓板110靠近或远离支撑转轴121，在检测鼓板110靠近支撑转轴121运动时，整个内壁检测机器人100可适用的管道内壁直径减小；在检测鼓板110远离支撑转轴121运动时，整个内壁检测机器人100可适用的管道内壁直径增大。通过调节组件130能够使内壁检测机器人100适应于不同的管道内壁直径，从而实现对一定直径范围内的管道进行检测。
进一步地，需要对该内壁检测机器人100的检测方式进行说明。在内壁检测机器人100使用时，驱动装置与支撑端板122传动连接，用于带动内壁机器人沿着管道直线运动。同时，支撑转轴121也在不停旋转。即对于检测鼓板110来说，一方面相对于管道的内壁是沿着管道的轴向直线运动的；另一方面，检测鼓板110跟随支撑转轴121做旋转运动。直线运动与旋转运动相互叠加，检测鼓板110的运动轨迹大致为螺旋形状。检测鼓板110的运动轨迹能够完全覆盖到管道的内壁，即能够对整个管道的内壁进行检测。若管道存在泄漏问题，在该泄漏部位的压力会低于管道内部的压力，即管道的内外存在压力差，该检测鼓板110在压力差的作用下被挤压到管道内壁上，此时检测鼓板110与管壁之间会产生摩擦力。当驱动装置继续带动内壁检测机器人100整体向前运动时，该摩擦力和前进的驱动力的共同作用，产生绕着中心的扭矩，检测鼓板110的位置发生偏转。可以在鼓板上设置传感器，比如角位移传感器等，用于检测上述的偏转，并将数据发送给后台控制终端，从而检测出管道的泄露。也就是说，若管道内发生泄露，能够通过检测鼓板110检测出泄露及其泄露位置。
可选地，该内壁检测机器人100还可以包括压力传感器，压力传感器设置于检测鼓板110，用于检测检测鼓板110的压力，从而判断是否存在管路泄露。当然，也可以通过其他的方式检测管路泄露。
请参考图2，在可选的实施方式中，上述的调节组件130可以包括旋转轴131和伸缩驱动件132，旋转轴131设置于支撑转轴121并能够随支撑转轴121旋转，伸缩驱动件132的数量为多个，其均设置于旋转轴131上，并与检测鼓板110一一对应连接。
需要说明的是，该旋转轴131能够便于伸缩驱动件132的安装，从而使得该调节组件130的安装更加方便、简单。该支撑转轴121可以为花键轴，其与旋转轴131配合连接，能够在支撑转轴121转动时带动旋转轴131转动。当然，并不仅限于此，支撑转轴121与旋转轴131之间也可以由其他的结构形式实现上述传动，比如在旋转轴131和支撑转轴121上设置相互啮合的齿形部等结构。
可选地，该伸缩驱动件132和检测鼓板110的数量可以均为四个，且相邻两个伸缩驱动件132的延伸方向成直角。当然，并不仅限于此，在本发明的其他实施例中，伸缩驱动件132和检测鼓板110也可以为其他的数量，应当理解的是，伸缩驱动件132与检测鼓板110的数量相同，以使伸缩驱动件132能够对应地驱动检测鼓板110。
应当理解的是，上述的伸缩驱动件132可以为气缸、直线电机、液压缸等输出运动为直线的驱动设备。需要说明的是，本发明对于该伸缩驱动件132的具体结构形式不做限定。
在可选的实施方式中，上述的支撑组件120还可以包括止挡件124，止挡件124的数量为两个，两个止挡件124相互间隔地设置于两个支撑端板122上，支撑转轴121穿过止挡件124并与止挡件124转动配合，旋转轴131位于两个止挡件124之间并与止挡件124抵持。
需要说明的是，止挡件124用于限制旋转轴131的轴向运动，旋转轴131能够相对止挡部1242旋转。该止挡件124能够使旋转轴131始终在两个止挡件124之间旋转，从而实现对旋转轴131位置的限定，也保证了旋转轴131的正常工作。
请参考图3，进一步地，该止挡件124可以包括相互连接的安装部1241和止挡部1242，支撑转轴121贯穿安装部1241和止挡部1242，安装部1241设置于支撑端板122，止挡部1242用于抵持旋转轴131。
在可选的实施方式中，上述的检测鼓板110可以具有相对的安装面112和检测面114，安装面112与调节组件130连接，检测面114为弧形。该检测面114为弧形能够完全地贴近管道的内壁，从而进一步地保证检测效果。当然，检测面114也可以为其他的结构，优选地，该检测面114与管道的内壁的结构接近，从而能够使检测面114更好地贴近管道内壁，提高检测效果。
在可选的实施方式中，上述的支撑端板122可以设置用于与驱动模块或驱动装置配合的配合部1221，驱动模块或驱动装置用于推动内壁检测机器人100。
可选地，该配合部1221可以为凸起或凹槽的结构形式。
请参考图4，在可选的实施方式中，上述的支撑组件120还可以包括调节架125，支撑轮123通过调节架125与支撑端板122连接，调节架125能够相对支撑端板122转动。
需要说明的是，该调节架125的数量与支撑轮123的数量相同，即每一个支撑轮123对应一个调节架125。调节架125相对支撑端板122转动能够调节支撑轮123相对支撑端板122的尺寸大小，即当管道的内径发生变化时，调节架125能够相对支撑端板122转动，从而使得支撑轮123继续与变化后的管道内壁滑动。
进一步地，可以通过检测调节架125的上述变化实现对管道内径是否发生了变化检测。可以在调节架125上设置位置传感器、角度传感器或者霍尔传感器等用于检测上述变化参数的检测机构。
应当理解的是，本发明实施例中还可以包括其他的传感器，比如位置传感器或者定位装置等，用于确定内壁检测机器人100在管道内的位置。当然，有时，该内壁检测机器人100还可以包括视觉系统，用于采集或检测视觉信号，比如图像信息或者视频信息等。上述检测到的信息能够传输到后台控制终端，以便于工作人员获得相应的信号和数据，从而实现进一步的分析和研究等。
结合上述描述，在本发明的某些实施方式中，内壁检测机器人100存在至少两种调节过程，即管道的内径变小时向内收缩和管道的内径变大时向外扩张。
因管道直径过小向内收缩：设置在调节架125的检测机构检测到调节架125位置变化(向内收缩)，或者检测鼓板110周围的压力过高时，控制伸缩驱动件132运动，以使检测鼓板110靠近支撑转轴121运动。检测鼓板110沿径向收缩，当检测鼓板110到压力不再过高时(可以设置相应的压力条件阈值)，调节组件130停止调节动作，此收缩过程完成。
因管道直径过大向外扩张：设置在调节架125的检测机构检测到调节架125位置变化(向外扩张)，或者检测鼓板110周围的压力过低时，控制伸缩驱动件132运动，以使检测鼓板110远离支撑转轴121运动。检测鼓板110沿径向扩张，当检测鼓板110到压力不再过低时(可以设置相应的压力条件阈值)，调节组件130停止调节动作，此扩张过程完成。
本发明实施例还提供一种包括如前述实施方式中任一项的内壁检测机器人100的管道检测系统，该管道检测系统还可以包括：驱动装置，用于带动内壁检测机器人100沿着管道的内壁运动；通信装置，用于实现内壁检测机器人100、驱动装置与后台控制终端的信号传输。
请结合参阅上述的图1至图4，本发明实施例提供的内壁检测机器人100和管道检测系统的有益效果包括：支撑组件120用于对调节组件130和检测鼓板110进行支撑，其中，支撑轮123用于沿着管道的内壁滑动；支撑端板122能够用于与驱动装置配合，以通过驱动装置带动内壁检测机器人100运动；支撑转轴121可转动地安装在支撑端板122上并能够绕其自身转动，用于带动检测鼓板110和调节组件130转动。调节组件130用于调节检测鼓板110与支撑转轴121之间的距离，即带动检测鼓板110靠近或远离支撑转轴121，在检测鼓板110靠近支撑转轴121运动时，整个内壁检测机器人100可适用的管道内壁直径减小；在检测鼓板110远离支撑转轴121运动时，整个内壁检测机器人100可适用的管道内壁直径增大。通过调节组件130能够使内壁检测机器人100适应于不同的管道内壁直径，从而实现对一定直径范围内的管道进行检测。检测鼓板110用于对管道进行检测，以判断该管道内是否存在泄露。在内壁检测机器人100使用时，驱动装置与支撑端板122传动连接，用于带动内壁机器人沿着管道直线运动。同时，支撑转轴121也在不停旋转。即对于检测鼓板110来说，一方面相对于管道的内壁是沿着管道的轴向直线运动的；另一方面，检测鼓板110跟随支撑转轴121做旋转运动。直线运动与旋转运动相互叠加，检测鼓板110的运动轨迹大致为螺旋形状。检测鼓板110的运动轨迹能够完全覆盖到管道的内壁，即能够对整个管道的内壁进行检测。若管道存在泄漏问题，在该泄漏部位的压力会低于管道内部的压力，即管道的内外存在压力差，该检测鼓板110在压力差的作用下被挤压到管道内壁上，此时检测鼓板110与管壁之间会产生摩擦力。当驱动装置继续带动内壁检测机器人100整体向前运动时，该摩擦力和前进的驱动力的共同作用，产生绕着中心的扭矩，检测鼓板110的位置发生偏转，从而暴露出管道泄露。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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 (10)
1.一种内壁检测机器人，其特征在于，包括检测鼓板、支撑组件和调节组件；所述支撑组件包括支撑转轴、支撑端板和支撑轮，所述支撑端板的数量为两个，两个所述支撑端板分别设置在所述支撑转轴的两端，所述支撑转轴与所述支撑端板转动连接，所述支撑轮的数量为多个，多个所述支撑轮分别设置在两个所述支撑端板上；所述检测鼓板的数量为多个，多个所述检测鼓板环绕所述支撑转轴设置；所述调节组件与多个所述检测鼓板传动连接并设置于所述支撑转轴上，用于带动所述检测鼓板靠近或远离所述支撑转轴；所述支撑转轴用于带动所述检测鼓板绕所述支撑转轴的轴线转动。
2.根据权利要求1所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述调节组件包括旋转轴和伸缩驱动件，所述旋转轴设置于所述支撑转轴并能够随所述支撑转轴旋转，所述伸缩驱动件的数量为多个，其均设置于所述旋转轴上，并与所述检测鼓板一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述伸缩驱动件和所述检测鼓板的数量均为四个，且相邻两个伸缩驱动件的延伸方向成直角。
4.根据权利要求2所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述支撑组件还包括止挡件，所述止挡件的数量为两个，两个所述止挡件相互间隔地设置于两个所述支撑端板上，所述支撑转轴穿过所述止挡件并与所述止挡件转动配合，所述旋转轴位于两个所述止挡件之间并与所述止挡件抵持。
5.根据权利要求4所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述止挡件包括相互连接的安装部和止挡部，所述支撑转轴贯穿所述安装部和所述止挡部，所述安装部设置于所述支撑端板，所述止挡部用于抵持所述旋转轴。
6.根据权利要求1所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述检测鼓板具有相对的安装面和检测面，所述安装面与所述调节组件连接，所述检测面为弧形。
7.根据权利要求1所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述支撑端板设置有用于与驱动模块配合的配合部，所述驱动模块用于推动所述内壁检测机器人。
8.根据权利要求1所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述支撑组件还包括调节架，所述支撑轮通过所述调节架与所述支撑端板连接，所述调节架能够相对所述支撑端板转动。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的内壁检测机器人，其特征在于，所述内壁检测机器人还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述检测鼓板，用于检测所述检测鼓板的压力。
10.一种管道检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的内壁检测机器人。
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