CN111578039A - 一种管道检测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种管道检测机器人，包括运动机构和检测机构。本发明的机构主要包括底板、四个组合杆、两个前轮胎、两个后轮胎、第一齿条、第二齿条、第一齿轮、第二齿轮、驱动电机、传动轴、差速器、差速器支撑架、两个万向节、舵机、两根半轴、两个齿轮支撑架、两根齿轮连杆、隔板、伸缩机构、平台、检测探头和照明灯。本发明通过电机和舵机完成前进和转弯的动作，利用丝杠螺母将检测探头调整至合适高度，利用超声传感器检测管道壁厚判断腐蚀程度，确定管道是否需要更换。

Description

一种管道检测机器人
技术领域
本发明涉及一种管道检测机器人，属于管道监测技术领域。
背景技术
国内城市的排水管道经过长时间的使用，开始出现老化和腐蚀等问题。如果才用开挖管道进行检查和维修，将严重影响城市居民的正常生活。若不采取开挖的方式，通常采用管道检测技术，由于管道年久失修，目前现有的管道检测机器人面对恶劣复杂的管道环境，有的并不能顺利通过一些阻碍，当遇到一些内径较小的管道时，机器人便不能平稳的运行，甚至一些体积较大的机器人在转弯时都面临着很大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供给一种管道检测机器人，以解决现有技术中操作难度以及实验误差等技术问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种管道检测机器人，包括运动机构和检测机构；所述运动机构包括底板、四个组合杆、两个前轮胎、两个后轮胎、第一齿条、第二齿条、第一齿轮、第二齿轮、驱动电机、传动轴、差速器、差速器支撑架、两个万向节、舵机、两根半轴、两个齿轮支撑架和两根齿轮连杆；两个所述前轮胎对称设置在底板前端两侧；两个所述后轮胎对称设置在底板后端两侧，所述第一齿条两端分别通过一组合杆与所述前轮胎连接，所述第二齿条两端分别通过一组合杆与所述后轮胎连接，每个所述组合杆均与底板铰接，两个所述齿轮支撑架固定设置在底板的前后两端，所述第一齿轮与位于底板前端的齿轮支撑架铰接，所述第二齿轮与位于底板后端的齿轮支撑架铰接，且所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合连接，所述第一齿轮和第二齿轮之间连接有两根平行设置的齿轮连杆，所述舵机固定在底板后端，并且舵机的输出轴与第二齿轮相连接；所述差速器置于底板前端，差速器两侧输出轴分别与两个半轴的一端相连接，两个所述半轴的另一端分别与两个万向节的一端连接，两个所述万向节的另一端与前轮胎圆轴固定连接；所述驱动电机安装于底板中部，所述传动轴一端连接驱动电机输出轴，传动轴另一端与差速器输入轴连接；
所述检测机构包括隔板、伸缩机构、平台、检测探头和照明灯：所述隔板通过支架固定在底板上方，所述伸缩机构固定设置在隔板上，且所述伸缩机构的伸缩端与所述平台底部连接，所述照明灯和检测探头安装在平台上。
优选地，所述组合杆包括v型杆和连杆，所述v型杆的一端与前轮胎或后轮胎连接，v型杆另一端与连杆的一端通过销轴铰接，v型杆中间与所述底板铰接，所述连杆的另一端与第一齿条或第二齿条的一端铰接。
优选地，所述伸缩机构包括丝杠支撑块、丝杠、螺母、伸缩杆支撑块、电机、两根伸缩杆和两个滑块，所述丝杠支撑块和电机分别固定在隔板两端，所述伸缩杆支撑块固定在隔板上，且位于丝杠支撑块一侧；所述丝杠的两端分别与丝杠支撑块和电机的输出轴相连接，所述螺母套设在丝杠上，与丝杠螺纹连接，所述平台的底部设有凹槽，两个所述滑块滑动连接在凹槽内，两根伸缩杆中，一根的下端与伸缩杆支撑块铰接，上端与平台底部设置的一个滑块通过销轴铰接，另一根的下端与所述螺母铰接，上端与平台的底部设置的另一个滑块通过销轴铰接，两根所述伸缩杆互相交叉设置，且交叉部分通过销轴铰接。
优选地，所述第一齿轮和第二齿轮的端面上均设有两个对称设置的通孔，两根所述齿轮连杆两端均设有一根短轴，且所述短轴与所述齿轮连接垂直设置，所述齿轮连杆两端分别通过短轴与所述第一齿轮和第二齿轮端面的通孔配合连接。
优选地，所述第一齿轮和第二齿轮的端面位于同一水平面，且所述第一齿轮和第二齿轮的端面均与所述底板平行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明改进了转向系统，大大缩小了机器人的转弯半径，对错综复杂管道有更强的适应能力；
2.本发明通过丝杠螺母带动伸缩杆往复运动，无论面对内径较大或者较小的管道时，都能将检测探头保持在最佳的高度完成工作；
3.本发明中机器人前部和后部运动结构大体相同，无论是前进或是后退，运动状态都是一样的，操纵起来更加简便。
附图说明
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明的转向原理图；
图3是本发明的升降装置结构图。
图中：底板1、v型杆2、连杆3、前轮胎4-1、后轮胎4-2、第一齿条5-1、第二齿条5-2、第一齿轮6-1、第二齿轮6-2、驱动电机7、传动轴8、差速器9、差速器支撑架10、万向节11、舵机12、半轴13、齿轮支撑架14、齿轮连杆15、隔板16、支撑块17、丝杠18、螺母19、伸缩杆支撑块20、电机21、伸缩杆22、滑块23、平台24、检测探头25、照明灯26。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-3所示：一种管道检测机器人，包括运动机构和检测机构；所述运动机构包括底板、四个组合杆、两个前轮胎4-1、两个后轮胎4-2、第一齿条5-1、第二齿条5-2、第一齿轮6-1、第二齿轮6-2、驱动电机7、传动轴8、差速器9、差速器支撑架10、两个万向节11、舵机12、两根半轴13、两个齿轮支撑架14和两根齿轮连杆15；两个所述前轮胎4-1对称设置在底板1前端两侧；两个所述后轮胎4-2对称设置在底板1后端两侧，所述第一齿条5-1两端分别通过一组合杆与所述前轮胎4-1连接，所述第二齿条5-2两端分别通过一组合杆与所述后轮胎4-2连接，每个所述组合杆均与底板1铰接，两个所述齿轮支撑架14固定设置在底板1的前后两端，所述第一齿轮6-1与位于底板1前端的齿轮支撑架14铰接，所述第二齿轮6-2与位于底板1后端的齿轮支撑架铰接，且所述第一齿轮6-1与所述第一齿条5-1啮合连接，所述第二齿轮6-2与所述第二齿条5-2啮合连接，所述第一齿轮6-1和第二齿轮6-2之间连接有两根平行设置的齿轮连杆15，所述舵机12固定在底板1后端，并且舵机12的输出轴与第二齿轮6-2相连接；所述差速器9置于底板1前端，差速器9两侧输出端分别与两个半轴13的一端相连接，两个所述半轴13的另一端分别与两个万向节11的一端连接，两个所述万向节11的另一端与前轮胎4-1圆轴固定连接；所述驱动电机7安装于底板1中部，所述传动轴8一端连接驱动电机7输出轴，传动轴8另一端与差速器9输入端连接；
所述检测机构包括隔板16、伸缩机构、平台24、检测探头25和照明灯26；所述隔板16通过支架固定在底板1上方，所述伸缩机构固定设置在隔板上，且所述伸缩机构的伸缩端与所述平台底部连接，所述照明灯26和检测探头25安装在平台21上。
优选地，所述组合杆包括v型杆2和连杆3，所述v型杆2的一端与前轮胎4-1或后轮胎连接，v型杆2另一端与连杆3的一端通过销轴铰接，v型杆2中间与所述底板1铰接，所述连杆3的另一端与第一齿条5或第二齿条的一端铰接。
优选地，所述伸缩机构包括丝杠支撑块17、丝杠18、螺母19、伸缩杆支撑块20、电机21、两根伸缩杆22和两个滑块23，所述丝杠支撑块17和电机21分别固定在隔板16两端，所述伸缩杆支撑块20固定在隔板16上，且位于丝杠支撑块17一侧；所述丝杠18的两端分别与丝杠支撑块17和电机21的输出轴相连接，所述螺母19套设在丝杠18上，与丝杠螺纹连接，所述平台21的底部设有凹槽，两个所述滑块滑动连接在凹槽内，两根伸缩杆22中，一根的下端与伸缩杆支撑块20铰接，上端与平台底部设置的一个滑块23通过销轴铰接，另一根的下端与所述螺母铰接，上端与平台的底部设置的另一个滑块23通过销轴铰接，两根所述伸缩杆22互相交叉设置，且交叉部分通过销轴铰接。
优选地，所述第一齿轮6-1和第二齿轮6-2的端面上均设有两个对称设置的通孔，两根所述齿轮连杆15两端均设有一根短轴，且所述短轴与所述齿轮连接垂直设置，所述齿轮连杆15两端分别通过短轴与所述第一齿轮6-1和第二齿轮6-2端面的通孔配合连接。
优选地，所述第一齿轮6-1和第二齿轮6-2的端面位于同一水平面，且所述第一齿轮6-1和第二齿轮6-2的端面均与所述底板平行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种管道检测机器人，其特征在于，包括运动机构和检测机构；所述运动机构包括底板（1）、四个组合杆、两个前轮胎（4-1）、两个后轮胎（4-2）、第一齿条（5-1）、第二齿条（5-2）、第一齿轮（6-1）、第二齿轮（6-2）、驱动电机（7）、传动轴（8）、差速器（9）、差速器支撑架（10）、两个万向节（11）、舵机（12）、两根半轴（13）、两个齿轮支撑架（14）和两根齿轮连杆（15）；两个所述前轮胎（4-1）对称设置在底板（1）前端两侧；两个所述后轮胎（4-2）对称设置在底板（1）后端两侧，所述第一齿条（5-1）两端分别通过一组合杆与所述前轮胎（4-1）连接，所述第二齿条（5-2）两端分别通过一组合杆与所述后轮胎（4-2）连接，每个所述组合杆均与底板（1）铰接，两个所述齿轮支撑架（14）固定设置在底板（1）的前后两端，所述第一齿轮（6-1）与位于底板（1）前端的齿轮支撑架（14）铰接，所述第二齿轮（6-2）与位于底板（1）后端的齿轮支撑架铰接，且所述第一齿轮（6-1）与所述第一齿条（5-1）啮合连接，所述第二齿轮（6-2）与所述第二齿条（5-2）啮合连接，所述第一齿轮（6-1）和第二齿轮（6-2）之间连接有两根平行设置的齿轮连杆（15），所述舵机（12）固定在底板（1）后端，并且舵机（12）的输出轴与第二齿轮（6-2）相连接；所述差速器（9）置于底板（1）前端，差速器（9）两侧输出端分别与两个半轴（13）的一端相连接，两个所述半轴（13）的另一端分别与两个万向节（11）的一端连接，两个所述万向节（11）的另一端与前轮胎（4-1）圆轴固定连接；所述驱动电机（7）安装于底板（1）中部，所述传动轴（8）一端连接驱动电机（7）输出轴，传动轴（8）另一端与差速器（9）的输入端连接；
所述检测机构包括隔板（1）、伸缩机构、平台（24）、检测探头（25）和照明灯（26）；所述隔板（16）通过支架固定在底板（1）上方，所述伸缩机构固定设置在隔板上，且所述伸缩机构的伸缩端与所述平台底部连接，所述照明灯（26）和检测探头（25）安装在平台（21）上。
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，所述组合杆包括v型杆（2）和连杆（3），所述v型杆（2）的一端与前轮胎（4-1）或后轮胎连接，v型杆（2）另一端与连杆（3）的一端通过销轴铰接，v型杆（2）中间与所述底板（1）铰接，所述连杆（3）的另一端与第一齿条（5）或第二齿条的一端铰接。
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，所述伸缩机构包括丝杠支撑块（17）、丝杠（18）、螺母（19）、伸缩杆支撑块（20）、电机（21）、两根伸缩杆（22）和两个滑块（23），所述丝杠支撑块（17）和电机（21）分别固定在隔板（16）两端，所述伸缩杆支撑块（20）固定在隔板（16）上，且位于丝杠支撑块（17）一侧；所述丝杠（18）的两端分别与丝杠支撑块（17）和电机（21）的输出轴相连接，所述螺母（19）套设在丝杠（18）上，与丝杠螺纹连接，所述平台（21）的底部设有凹槽，两个所述滑块滑动连接在凹槽内，两根伸缩杆（22）中，一根的下端与伸缩杆支撑块（20）铰接，上端与平台底部设置的一个滑块（23）通过销轴铰接，另一根的下端与所述螺母（19）铰接，上端与平台的底部设置的另一个滑块（23）通过销轴铰接，两根所述伸缩杆（22）互相交叉设置，且交叉部分通过销轴铰接。
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，所述第一齿轮（6-1）和第二齿轮（6-2）的端面上均设有两个对称设置的通孔，两根所述齿轮连杆（15）两端均设有一根短轴，且所述短轴与所述齿轮连接垂直设置，所述齿轮连杆（15）两端分别通过短轴与所述第一齿轮（6-1）和第二齿轮（6-2）端面的通孔配合连接。
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，所述第一齿轮（6-1）和第二齿轮（6-2）的端面位于同一水平面，且所述第一齿轮（6-1）和第二齿轮（6-2）的端面均与所述底板平行。
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