CN112032469B - 一种管道探测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道检测技术领域,具体涉及一种管道探测机器人。具体技术方案为:一种管道探测机器人,包括机体和设置在机体底部由第五电机驱动的车轮,机体的一端转动连接有连接基座,基座的周向上设置有数个攀爬机构,攀爬机构包括铰接在基座上的第一连杆和铰接在第一连杆另一端的第二连杆,第二连杆与第一连杆的铰接处靠近第二连杆的中部,第一连杆靠近其中部与第一推杆的输出杆铰接,第一推杆的底座铰接在基座上,第一连杆上与第一推杆铰接处的同侧位置上铰接有第二推杆的底座,第二推杆的输出杆铰接在第二推杆的一端,第二连杆的另一端转动连接有攀爬块。本发明解决了现有管道机器人无法对竖直方向上的管道进行检测的问题。
Description
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域,具体涉及一种管道探测机器人。
背景技术
排水管道、油气输送管道在长期运行过程中都会面临着管理腐蚀、变形、破损等风险。因此,为了保证管道的安全运行,需要定期通过管道机器人对管道的内部进行检测。
目前,现有的管道机器人大多采用以下几种结构:履带车结构,底部采用履带带动管道机器人在管道内行走;支撑杆结构,采用端部带有轮子的折叠杆结构将管道机器人支撑在管道的中间,然后再驱动管道机器人行走运动;轮式结构,采用传统车轮或特殊结构的车轮与管道内避免接触,使管道机器人在管道内行驶。
但是,无论是上述哪种结构的行走方式,当管道从横向转为竖直方向时,管道机器人无法在竖直的管道内行走,也就无法对竖直方向的管道进行检测;同时,这也涉及到管道机器人转弯问题。所以,急需一种在管道内灵活性好、能够进行转弯和向上攀爬的管道机器人。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种管道探测机器人,解决了现有管道机器人无法对竖直方向上的管道进行检测的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
本发明公开了一种管道探测机器人,包括机体和设置在机体底部由第五电机驱动的车轮,所述机体的一端转动连接有连接基座,所述基座的周向上设置有数个攀爬机构,所述攀爬机构包括铰接在所述基座上的第一连杆和铰接在第一连杆另一端的第二连杆,所述第二连杆与第一连杆的铰接处靠近所述第二连杆的中部,所述第一连杆靠近其中部与第一推杆的输出杆铰接,所述第一推杆的底座铰接在所述基座上,所述第一连杆上与第一推杆铰接处的同侧位置上铰接有第二推杆的底座,第二推杆的输出杆铰接在所述第二推杆的一端,所述第二连杆的另一端转动连接有攀爬块。
优选的,所述基座内部设有第一空腔,所述基座沿机器人行进方向的端面上设置有清理机构,所述清理机构包括设置在第一空腔内的第一电机,所述第一电机伸出所述基座外并连接有转盘,所述转盘上设置有数个通过向转盘外周弯曲的清理杆固定的清理头,所述第一电机的输出轴与基座之间通过轴承固定。
优选的,所述第二连杆的端部开设有L型槽,所述L型槽内横向设置有固定轴,所述攀爬块的底部固定有连接柱,所述连接柱上设置有供所述固定轴穿过的通孔。
优选的,所述L型槽的两侧横向且对称设置有腰型孔,两个所述腰型孔内分别设置有在腰型孔内往复滑动的槽轮,所述固定轴分别固定在两个所述槽轮的端面上,所述腰型孔的内侧壁上设置有弹性柱,所述弹性柱的另一端固定在所述槽轮的侧壁上。
优选的,所述机体内设置有第二空腔,所述基座的端面中心处固定有截面呈T型的固定柱,所述机体的端面开设有容纳所述固定柱的柱形槽,所述固定柱与柱形槽之间通过轴承固定,所述第二空腔内设置有第二电机,所述第二电机的输出端穿过柱形槽的槽底固定在所述固定柱上。
优选的,所述机体的另一端顺次连接有数个辅助机体,所述机体与辅助机体、辅助机体与辅助机体之间可拆卸连接;
所述机体另一端的端面上开设有若干个凹槽,所述凹槽内固定有弹性件,所述弹性件的另一端固定在所述辅助机体的端面上,所述辅助机体的另一端同样设置有若干个凹槽,所述凹槽内同样设置有弹性件,所述弹性件的另一端固定在另一个辅助机体的端面上。
优选的,所述机体的周向上设置有至少两个条形槽,所述条形槽内设置有辅助定位机构;所述辅助定位机构包括固定在条形槽内的转轴和与转轴通过套筒可转动连接的支撑杆,所述套筒上沿其长度方向设置有轮齿,所述轮齿上啮合有固定在第三电机上的齿轮,所述支撑杆的另一端转动连接有单向转动的车轮组件。
优选的,所述车轮组件包括辅助车轮和转动设置在辅助车轮轮毂内的固定轮,所述支撑杆固定在所述固定轮上,所述轮毂的内壁上开设有锯齿凹槽,所述固定轮上转动连接有对辅助车轮进行限位的限位片,所述限位片与固定轮之间设置有弹簧片;所述车轮组件打开时,在机器人前进的过程中,所述辅助车轮在管道的内壁上行走。
优选的,所述支撑杆分为固定支撑杆和活动支撑杆,所述固定支撑杆与套筒固定,所述活动支撑杆转动连接在所述固定支撑杆的杆端上,所述活动支撑杆的另一端与所述固定轮固定;所述活动支撑杆的杆端上设置有插接块,所述固定支撑杆的杆端上设置有容纳所述插接块的连接槽,所述插接块与连接槽之间通过轴承固定;所述活动支撑杆的周向上固定有固定齿轮,所述固定支撑杆上固定有第四电机,所述第四电机的输出轴上固定有与固定齿轮相啮合的驱动齿轮。
优选的,所述第二空腔内设置有蓄电池,所述机体上设置有控制器,所述控制器与蓄电池电性连接,所述基座沿机器人行进方向的端面上还设置有超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯,所述超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯与控制器电性连接;所述第一推杆、第二推杆、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机分别与控制器和蓄电池电性连接。
本发明具备以下有益效果:
本发明通过在基座的周向上设置多个攀爬机构,具体为:在基座的凹槽内铰接第一连杆和铰接在第一连杆另一端的第二连杆,第二连杆与第一连杆的铰接处靠近第二连杆的中部,第一连杆靠近其中部与第一推杆的输出杆铰接,第一推杆的底座铰接在基座的凹槽内,第一连杆、第一推杆和凹槽之间形成三角结构,由第一推杆推动第一连杆围绕第一连杆与凹槽的铰接点转动。第一连杆与第一推杆铰接处的同侧位置上铰接有第二推杆的底座,第二推杆的输出杆铰接在第二推杆的一端,第二连杆的另一端转动连接有攀爬块。通过第一推杆和第二推杆之间的配合制得攀爬机构在管道内向上攀爬,同时,也能够在竖直的管道内原路倒退着返回。因此,采用本发明能够实现管道探测机器人在竖直或倾斜的管道内向上运行或向下运行,从而对竖直或倾斜的管道内部进行探测。
附图说明
图1为本发明在管道内的结构示意图;
图2为图1中A局部放大图;
图3为第二连接杆上L型槽的结构示意图;
图4为本发明剖视图;
图5为辅助定位机构图(以图4所示方向的俯视辅助定位机构);
图6为图5辅助定位机构的剖视图;
图7为机器人(基座)的端面的结构示意图;
图8为机器人(机体)另一端面结构示意图;
图9为本发明在竖直管道内的状态图;
图中:机体1、基座2、第一连杆3、第二连杆4、第一推杆5、第二推杆6、攀爬块7、第一空腔8、第一电机9、转盘10、清理杆11、清理头12、L型槽13、固定轴14、连接柱15、腰型孔16、槽轮17、弹性柱18、第二空腔19、固定柱20、第二电机21、辅助机体22、凹槽23、弹性件24、条形槽25、套筒26、轮齿27、辅助车轮28、固定轮29、锯齿凹槽30、限位片31、弹簧片32、固定支撑杆33、活动支撑杆34、固定齿轮35、第四电机36、驱动齿轮37、磁性块38。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
若未特别指明,实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
参考图1-图9,本发明公开了一种管道探测机器人,包括机体1和设置在机体1底部由第五电机驱动的车轮,第五电机图中未示出,需要注意的是:车轮分为前车轮和后车轮,可均设置在机体1上,也可前车轮设置在机体1上,后车轮设置在辅助机体22上;前后车轮可均由电机驱动,也可以前车轮只由电机驱动。本发明优选为:前车轮设置在机体1上,后车轮设置在辅助机体22上,后车轮无动力,第五电机驱动前车轮运动。而为了实现机体1转向,在前车轮上设置转向系统,该转向系统为现有技术,例如遥控车上的转向系统,通过遥控器就能实现机体1的前行方向。具体设置方式为现有技术,本发明不再赘述。
为了使机器人在前行的过程中攀爬机构能够绕开障碍物,在管道内壁寻找新的着力点,在机体1的一端转动连接有连接基座2。具体为:在基座2的端面中心处固定有截面呈T型的固定柱20,机体1的端面开设有容纳固定柱20的柱形槽,固定柱20与柱形槽之间通过轴承固定,即轴承的完全固定在柱形槽内,固定柱20固定在轴承的内圈中,且固定柱20的横部则位于轴承的端面且相离,从而避免轴承从固定柱20上脱落。在机体1内设置有第二空腔19,空腔的设置主要是为了放置一些必要的电气设备。在第二空腔19内设置有第二电机21,第二电机21的输出端穿过柱形槽的槽底固定在固定柱20上,由第二电机21驱动基座2转动。对于第二电机21驱动基座2转动的方式还可以为:在固定柱20的端面上(与基座2相对应的端面)固定有驱动柱,驱动柱穿过机体1的侧壁伸进第二空腔19中,并在伸进第二空腔19部分的周向上固定一个传动齿轮,在第二电机21的输出端上固定一个主动齿轮,两者之间相啮合,通过齿轮传动的方式使第二电机21驱动基座2转动,本发明附图中所体现的就是该方式。
为了实现机体1能够在竖直方向或倾斜的方向的管道内行走,在基座2的周向上设置有数个攀爬机构。通过转动基座2,使基座2上的攀爬机构能够绕开障碍物继续前行。为了节省空间,在基座2的侧壁上设置有凹槽,攀爬机构设置在凹槽内。具体为:攀爬机构包括铰接在基座2上凹槽内的第一连杆3和铰接在第一连杆3另一端的第二连杆4,第二连杆4与第一连杆3的铰接处靠近第二连杆4的中部,第一连杆3靠近其中部与第一推杆5的输出杆铰接,具体可通过转轴的方式使第一连杆3在凹槽内转动,且第一连杆3和第二连杆4之间能够转动。第一推杆5的底座铰接在基座2的凹槽内,第一连杆3、第一推杆5和凹槽之间形成三角结构,由第一推杆5推动第一连杆3围绕第一连杆3与凹槽的铰接点转动。第一连杆3与第一推杆5铰接处的同侧位置上铰接有第二推杆6的底座,即第二推杆6和第一推杆5与第一连杆3的铰接点相对应,第二推杆6的输出杆铰接在第二推杆6的一端(靠近机体1的一端),第二连杆4的另一端转动连接有攀爬块7,攀爬块7朝向基座2的一端,相当于攀爬块7位于机器人的头部。需要注意的是:第一推杆5和第二推杆6与第一连杆3和第二连杆4之间的铰接可通过设置耳座实现,这些均为常规设置。
攀爬块7在第二连杆4上转动连接的具体结构为:第二连杆4的端部开设有L型槽13,L型槽13的横部伸出第二连杆4的端面,L型槽13内横向设置有固定轴14,攀爬块7的底部固定有连接柱15,连接柱15上设置有供固定轴14穿过的通孔,使连接柱15通过通孔套设在固定轴14上,使得攀爬块7能够绕着固定轴14转动。需要说明的是:本发明设置L型槽13主要是因为:当攀爬机构展开时,攀爬块7会支撑在管道的内壁上,而由于管道的不同直径,使得第一推杆5和第二推杆5运行的行程均不相同,这也使得攀爬块7支撑在管道内壁时,与管道内壁之间形成的角度是不同,只有在攀爬块7与管道内壁抵紧过程中,由于攀爬块7与第二连杆4是转动连接的,所以,攀爬块7会自动调整角度。那么,如果设置成连接叉与攀爬块7进行固定,可能会导致攀爬块7会朝向与管道内壁相反的方向转动,使得攀爬块7无法支撑在管道内壁上。而为了增加攀爬块7与管道内壁之间摩擦力,可以在攀爬块7与管道内壁相接触的表面上设置若干个橡胶凸起。
进一步的,为了给攀爬机构支撑在管道内壁上时提供一个缓冲力,在L型槽13的两侧横向且对称设置有腰型孔16,两个腰型孔16内分别设置有能够在腰型孔16内往复滑动的槽轮17,槽轮17卡在腰型孔16内,而不会从腰型孔16中掉落。而固定轴14的两端分别固定在两个槽轮17相对应的端面上,腰型孔16的内侧壁上设置有弹性柱18,弹性柱18的另一端固定在槽轮17的侧壁上。弹性柱18可以是具有一定弹性的橡胶柱,也可以是弹簧。
进一步的,当攀爬机构将障碍物绕开后,使得机体1无法前行时,在基座2沿机器人行进方向的端面上设置有清理机构,清理机构包括第一电机9,第一电机9设置在基座2内部的第一空腔8内。第一电机9伸出基座2外并连接有转盘10,转盘10上设置有数个通过向转盘10外周弯曲的清理杆11固定的清理头12,清理头12伸出机体1的底面,第一电机9的输出轴与基座2之间通过轴承固定。需要说明的是:清理头12上设置有锯齿,便于对比较顽固的障碍物进行清理,使得机器人能够行驶通过。
更进一步的,为了使机器人能够自由的在管道内穿梭,在机体1的另一端顺次连接有数个辅助机体22,机体1与辅助机体22、辅助机体22与辅助机体22之间可拆卸连接,机体1和至少一个辅助机体22共同组成管道探测机器人,在保证机器人长度的同时,也能进行转弯。具体为:在机体1另一端的端面上开设有若干个凹槽23,凹槽23内固定有弹性件24,弹性件24的另一端固定在辅助机体22的端面上,辅助机体22的另一端同样设置有若干个凹槽,凹槽内同样设置有弹性件,弹性件的另一端固定在另一个辅助机体22的端面上。需要说明的是:弹性件24优选为弹簧,通过弹簧将机体1和辅助机体22,以及辅助机体与辅助机体连接在一起,当机器人需要转弯时,机体1与辅助机体22,辅助机体与辅助机体相分离开,从而使机器人顺利转弯,然后瘫痪被拉伸后的反作用力,会使得辅助机体复位。进一步的,为了增加辅助机体22与机体1以及辅助机体之间连接的稳定性,在机体1和辅助机体22之间、辅助机体与辅助机体之间均设置有磁性块38,凹槽23贯穿磁性块38,弹性件24穿过磁性块38与辅助机体22固定。
更进一步的,为了增加机器人在攀爬过程中的稳定性,避免机器人掉落,在机体1的周向上设置有至少两个条形槽25,每个条形槽25内设置有辅助定位机构。本发明中辅助定位机构优选为设置两个,一个设置在车轮所在的一侧,另一个设置在与之对应的另一侧,从而能够使得机器人在攀爬的过程中也能保证机器人通过车轮在管壁内行走,而不会悬吊在管道内,使机器人在前进的过程中由于晃动而掉落。
具体的:辅助定位机构包括固定在条形槽25内的转轴和与转轴通过套筒26可转动连接的支撑杆,套筒26上沿其长度方向设置有轮齿27,轮齿27上啮合有固定在第三电机上的齿轮,支撑杆的另一端转动连接有单向转动的车轮组件。应该理解的是:套筒26套设在转轴上,绕着转轴转动,第三电机设置的位置在图中未示出。车轮组件只有在机器人前进的过程中在管道内壁上行走,当机器人后退时,车轮组件就会被锁死,无法转动。
具体的:车轮组件包括辅助车轮28和转动设置在辅助车轮28轮毂内的固定轮29,支撑杆的端部为连接叉结构,连接叉的两个叉头分别固定在固定轮29的两个端面上,使固定轮29不转动。轮毂的内壁上开设有锯齿凹槽30,固定轮29上转动连接有对辅助车轮28进行限位的限位片31,限位片31与固定轮29之间设置有弹簧片32;车轮组件打开时,在机器人前进的过程中,辅助车轮28在管道的内壁上行走。需要说明的是:在固定轮29上开设有容纳限位片31的弧形槽,在弧形槽的一侧开设有优弧形槽,限位片31的一端设置有与优弧形槽相适配的球形块,使限位片31通过球形块在优弧形槽内转动,而弹簧片32的设置赋予了限位片31弹性。辅助车轮28转动时,限位片31会被压缩进弧形槽,弹簧片32也随之被压缩,当辅助车轮28继续转动时,被压缩的弹簧片32的反作用力会将限位片31顶起,并抵在锯齿凹槽30内从而对辅助车轮28进行了限位。在这种情况下,辅助车轮28只能朝向一个方向转动,而不能反向转动,这个根据锯齿凹槽30设置的方向决定,从而避免在使用辅助定位机构时,辅助车轮28的反向转动会使得机器人向下滑落,而无法向上爬行或者向上爬行缓慢。本发明中锯齿凹槽30设置的方向则根据在机器人前进的过程中,辅助车轮28能够在管道的内壁上行走为准。
更进一步的,当机器人在竖直或倾斜的管道内行走完成后,无法从管道的另一端爬出,而需要机器人在管道内原路返回,而由于管道方向的限制,使得机器人无法在竖直或倾斜的管道内掉头。将车轮组件设置成可转动式的。具体为:将支撑杆分为固定支撑杆33和活动支撑杆34,固定支撑杆33与套筒26固定,活动支撑杆34转动连接在固定支撑杆33的杆端上,活动支撑杆34的另一端与固定轮29固定。
具体为:活动支撑杆34的杆端上设置有插接块,固定支撑杆33的杆端上设置有容纳插接块的连接槽,插接块与连接槽之间通过轴承固定,即轴承的完全固定在连接槽内,插接块固定在轴承的内圈中。活动支撑杆34的周向上固定有固定齿轮35,固定支撑杆33上固定有第四电机36,第四电机36的输出轴上固定有与固定齿轮35相啮合的驱动齿轮37。由第四电机38通过齿轮的配合驱动活动支撑杆34转动180°,从而使机器人在向下后退行走时,辅助车轮28能够在管道内壁上行走。
第二空腔19内设置有蓄电池,机体1上设置有控制器,控制器与蓄电池电性连接,基座2沿机器人行进方向的端面上还设置有超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯,超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯与控制器电性连接;第一推杆5、第二推杆6、第一电机9、第二电机21、第三电机、第四电机36和第五电机分别与控制器和蓄电池电性连接。而控制器则通过无线信号收发器则与管道外的控制系统建立数据传输通道,从而便于操作人员给机器人下达相应的指令。需要说明的是:还可以根据实际需要在辅助机体22上设置空腔。探照灯照明,摄像头将拍摄到的管道内的画面实时传输给位于管道外的操作人员的显示器上,操作人员观察管道内的情况,并操控机器人前行,当发现管道内有腐蚀、破损等情况时,超声波位移传感器将位置距离信息传输给操作人员,操作人员标记破损位置。本发明所公开的电机均带有自锁功能,从而避免电机在未启动时,与其相连的部件会因惯性等原因转动或移动。
在使用本发明时,先通过控制第五电机使机器人在水平放置的管道内行走,摄像头实时传输管道内的路况以及管壁情况,便于操作人员对管壁内进行探测。同时,通过操作人员操作机器人绕开管道内的障碍物,如果无法绕开,则通过控制第一电机9使得清理机构启动,用清理头12对障碍物进行破碎,或者将障碍物用清理头12扫开,使机器人能够顺利通过。当机器人在水平设置的管道内需要转弯时,只需操作转向系统进行转弯即可,在转弯过程中,辅助机体1与机体1脱离,使机器人顺利转弯,转弯结束后,弹性件24被拉伸后的反作用力将辅助机体1拉回与机体1对接。
当需要机器人向上或斜向上攀爬时,通过操作转向系统,使机器人进入到竖直或倾斜的管道内。此时,只需控制第一推杆5和第二推杆6将第一连杆3和第二连杆4打开,直至攀爬块7的端面抵靠在管道的内壁上。本发明在基座2上设置有三组攀爬机构,而人工控制则每个攀爬机构会有时间延迟,导致机器人无法成功攀爬,因此,本发明通过控制器设定攀爬机构以及攀爬机构各个部件的启动顺序,来自动控制攀爬机构进行攀爬作业。这个可根据设置在机体1各个方位上的距离传感器来监测机体1各个方位与管壁之间的距离;再根据这个距离设定各个第一推杆5和第二推杆6的行程,具体的可通过现场调试来确定每个推杆运行的行程,从而使机器人能够到管道内攀爬。同理,辅助定位机构上的第三电机驱动支撑杆转动的角度也采用同样的方式进行确定。在攀爬的过程中,可选择性的打开的辅助定位机构,使辅助车轮28支撑在管壁上,从而增加机器人在管壁上的稳定性。当然,也可以在遇到障碍物时,需要转动基座2,使攀爬机构重新寻找着力点时,再打开辅助定位机构,使机器人通过辅助定位机构支撑在管道内;再来旋转基座2,调节攀爬机构的方位,继续在管道内攀爬。这时,辅助定位机构可选择性收回。
举例说明攀爬机构运行过程为:当三组攀爬机构上的攀爬块7均与管壁抵紧,将机器人稳定在管道内时,控制其中一个攀爬机构的第二推杆6做伸出运动,使第二连杆4上的攀爬块7脱离管壁,然后启动第一推杆5做伸出运动,使第一连杆3带着第二连杆4向上运动,从而实现其中一个攀爬机构向上攀爬,再按照相同的方式,控制其他两个攀爬机构,最终实现机器人向上攀爬。
当机器人无法从出口处出去,只能沿着管道倒退出来时,先通过攀爬机构将机器人稳定在管道内,然后控制第四电机36,使活动支撑杆34旋转180°,使辅助车轮28在机器人倒退着向下运行时才会在管壁上行走。举例说明攀爬机构向下运行使机器人倒退的过程为:当三组攀爬机构上的攀爬块7均与管壁抵紧,将机器人稳定在管道内时,控制其中一个攀爬机构的第二推杆6做伸出运动,使第二连杆4上的攀爬块7脱离管壁,然后启动第一推杆5做缩回运动,使第一连杆3带着第二连杆4向下攀爬,从而实现其中一个攀爬机构向下攀爬,再按照相同的方式,控制其他两个攀爬机构,最终实现机器人向下攀爬。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本发明,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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种管道探测机器人,包括机体(1)和设置在机体(1)底部由第五电机驱动的车轮,其特征在于:所述机体(1)的一端转动连接有基座(2),所述基座(2)的周向上设置有数个攀爬机构,所述攀爬机构包括铰接在所述基座(2)上的第一连杆(3)和铰接在第一连杆(3)另一端的第二连杆(4),所述第二连杆(4)与第一连杆(3)的铰接处靠近所述第二连杆(4)的中部,所述第一连杆(3)靠近其中部与第一推杆(5)的输出杆铰接,所述第一推杆(5)的底座铰接在所述基座(2)上,所述第一连杆(3)与第一推杆(5)铰接处的同侧位置上铰接有第二推杆(6)的底座,第二推杆(6)的输出杆铰接在所述第二连杆(4)的一端,所述第二连杆(4)的另一端转动连接有攀爬块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述基座(2)内部设有第一空腔(8),所述基座(2)沿机器人行进方向的端面上设置有清理机构,所述清理机构包括设置在第一空腔(8)内的第一电机(9),所述第一电机(9)伸出所述基座(2)外并连接有转盘(10),所述转盘(10)上设置有数个通过向转盘(10)外周弯曲的清理杆(11)固定的清理头(12),所述第一电机(9)的输出轴与基座(2)之间通过轴承固定。
3.根据权利要求1所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述第二连杆(4)的端部开设有L型槽(13),所述L型槽(13)内横向设置有固定轴(14),所述攀爬块(7)的底部固定有连接柱(15),所述连接柱(15)上设置有供所述固定轴(14)穿过的通孔。
4.根据权利要求3所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述L型槽(13)的两侧横向且对称设置有腰型孔(16),两个所述腰型孔(16)内分别设置有在腰型孔(16)内往复滑动的槽轮(17),所述固定轴(14)分别固定在两个所述槽轮(17)的端面上,所述腰型孔(16)的内侧壁上设置有弹性柱(18),所述弹性柱(18)的另一端固定在所述槽轮(17)的侧壁上。
5.根据权利要求2所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述机体(1)内设置有第二空腔(19),所述基座(2)的端面中心处固定有截面呈T型的固定柱(20),所述机体(1)的端面开设有容纳所述固定柱(20)的柱形槽,所述固定柱(20)与柱形槽之间通过轴承固定,所述第二空腔(19)内设置有第二电机(21),所述第二电机(21)的输出端穿过柱形槽的槽底固定在所述固定柱(20)上。
6.根据权利要求1所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述机体(1)的另一端顺次连接有数个辅助机体(22),所述机体(1)与辅助机体(22)、辅助机体(22)与辅助机体(22)之间可拆卸连接;
所述机体(1)另一端的端面上开设有若干个凹槽(23),所述凹槽(23)内固定有弹性件(24),所述弹性件(24)的另一端固定在所述辅助机体(22)的端面上,所述辅助机体(22)的另一端同样设置有若干个凹槽,所述凹槽内同样设置有弹性件,所述弹性件的另一端固定在另一个辅助机体(22)的端面上。
7.根据权利要求5所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述机体(1)的周向上设置有至少两个条形槽(25),所述条形槽(25)内设置有辅助定位机构;所述辅助定位机构包括固定在条形槽(25)内的转轴和与转轴通过套筒(26)可转动连接的支撑杆,所述套筒(26)上沿其长度方向设置有轮齿(27),所述轮齿(27)上啮合有固定在第三电机上的齿轮,所述支撑杆的另一端转动连接有单向转动的车轮组件。
8.根据权利要求7所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述车轮组件包括辅助车轮(28)和转动设置在辅助车轮(28)轮毂内的固定轮(29),所述支撑杆固定在所述固定轮(29)上,所述轮毂的内壁上开设有锯齿凹槽(30),所述固定轮(29)上转动连接有对辅助车轮(28)进行限位的限位片(31),所述限位片(31)与固定轮(29)之间设置有弹簧片(32);所述车轮组件打开时,在机器人前进的过程中,所述辅助车轮(28)在管道的内壁上行走。
9.根据权利要求8所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述支撑杆分为固定支撑杆(33)和活动支撑杆(34),所述固定支撑杆(33)与套筒(26)固定,所述活动支撑杆(34)转动连接在所述固定支撑杆(33)的杆端上,所述活动支撑杆(34)的另一端与所述固定轮(29)固定;所述活动支撑杆(34)的杆端上设置有插接块,所述固定支撑杆(33)的杆端上设置有容纳所述插接块的连接槽,所述插接块与连接槽之间通过轴承固定;所述活动支撑杆(34)的周向上固定有固定齿轮(35),所述固定支撑杆(33)上固定有第四电机(36),所述第四电机(36)的输出轴上固定有与固定齿轮(35)相啮合的驱动齿轮(37)。
10.根据权利要求9所述的一种管道探测机器人,其特征在于:所述第二空腔(19)内设置有蓄电池,所述机体(1)上设置有控制器,所述控制器与蓄电池电性连接,所述基座(2)沿机器人行进方向的端面上还设置有超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯,所述超声波位移传感器、无线信号收发器、摄像头和探照灯与控制器电性连接;所述第一推杆(5)、第二推杆(6)、第一电机(9)、第二电机(21)、第三电机、第四电机(36)和第五电机分别与控制器和蓄电池电性连接。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203023741U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-26 | 长江大学 | 一种可调式爬行管道机器人 |
CN204328335U (zh) * | 2014-06-20 | 2015-05-13 | 北京石油化工学院 | 液动蠕动式管道机器人牵引装置 |
CN108953839A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 苏州赛克安信息技术有限公司 | 一种基于长输管道的智能检测机器人 |
CN208804394U (zh) * | 2018-07-13 | 2019-04-30 | 唐山市中宇科技发展有限公司 | 多功能无线遥控可视管道机器人爬行器 |
Family Cites Families (1)
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203023741U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-26 | 长江大学 | 一种可调式爬行管道机器人 |
CN204328335U (zh) * | 2014-06-20 | 2015-05-13 | 北京石油化工学院 | 液动蠕动式管道机器人牵引装置 |
CN208804394U (zh) * | 2018-07-13 | 2019-04-30 | 唐山市中宇科技发展有限公司 | 多功能无线遥控可视管道机器人爬行器 |
CN108953839A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 苏州赛克安信息技术有限公司 | 一种基于长输管道的智能检测机器人 |
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