CN112145870A - 一种管道检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道检测机器人，包括管道检测装置和行走装置，所述管道检测装置水平设置，所述管道检测装置的下端设有至少一个浮力舱，所述行走装置设置在所述浮力舱下端，用于带动所述浮力舱移动。本发明提供一种同时能适应常规陆面(干湿陆面)以外复杂的环境的管道检测机器人。

Description

一种管道检测机器人

技术领域

本发明涉及管道检测设备领域。更具体地说，本发明涉及一种管道检测机器人。

背景技术

管道检测机器人在实际工作过程中，管道内在有淤泥存在的情况时，爬行车在淤泥上无法正常通过；管道有蓄水时，爬行车不具备水上检测的能力。目前，实现陆面及水中行走运动驱动装置根据不同的使用环境设计成不同的样式，根据使用环境的不同传统驱动装置有轮式、履带式及叶片式(螺旋桨等)。具体分为：陆面行走驱动方式主要靠驱动轮子的形式，泥地行走驱动方式主要靠驱动履带的形式，水中行走驱动方式主要靠驱动叶片的形式。另外，在水、陆两栖设备研究方面，所采用的动力驱动形式多为上述驱动形式的组合。

发明专利《一种螺旋桨》(201910351807.2)提出了一种适合飞机、船舶设计的螺旋桨式驱动器，包含驱动轴、桨轴和桨棒，其特点是通过采用带螺旋沟槽、螺旋凸起特征的桨棒遇到气流时自动旋转，并利用马格努斯效应产生推力。

实用新型专利《一种水陆两栖车的车体》(201920424170.0)，主要通过气囊提供浮力，以驱动叶片装置转动提供水中的前进推力，在陆面上行走时，通过液压系统调节带有轮子的行走机构与陆面接触，再通过驱动轮子实现机器在陆面上的运动。

发明专利《一种新型驱动装置的两栖船》(201810748401.3)通过在船体上设置车轮，而车轮的轮毂为一种螺旋桨式叶片特征的结构，当在陆面上行走时与常规驱动轮子行走形式一样，而当在水中运动时，驱动液压盘组进行相对转动，使得车轮扭转90°，以就将螺旋桨式的轮毂作为水中航行的动力。

目前驱动的常规设计始终围绕在轮式、履带式及叶片式的结构，而以一种驱动方式满足在多种环境中的使用是十分困难的。特别是以一种驱动能同时适应干燥陆面、湿陆面、沙地、石地、泥地及水中环境的驱动鲜有人研究。现有技术的缺点：目前，常规的驱动装置，在环境适应性方面显得单一；两栖装置研究方面多为常规设计的组合，结构较为复杂，并且在环境适应性方面虽然能适应陆面及水中，对于具体复杂的陆面环境中的使用情况没有进行研究讨论。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时能适应常规陆面(干湿陆面)以外复杂的环境的管道检测机器人

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种管道检测机器人，包括管道检测装置和行走装置，所述管道检测装置水平设置，所述管道检测装置的下端设有至少一个浮力舱，所述行走装置设置在所述浮力舱下端，用于带动所述浮力舱移动。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述行走装置包括与所述浮力舱数量相等并一一对应的多个行走系统，所述行走系统设置在对应的所述浮力舱下端。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述管道检测装置下端间隔设有两个所述浮力舱，所述浮力舱包括壳体、底板和弧形板，所述底板水平设置，其下端设有所述行走系统，所述壳体内部中空且上下两端均开口，并罩设在所述底板上端，所述壳体内设有连接骨架，所述连接骨架的上下两端分别与所述管道检测装置的下端和所述底板的上端连接，所述壳体内填充有浮力泡沫体，所述弧形板设置在所述底板下端的前端。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述行走系统包括行走机构、传动机构和驱动机构，所述行走机构设置在对应的所述底板下端，所述驱动机构通过所述传动机构与所述行走机构传动连接。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述传动机构为齿轮箱，其设置在对应的所述壳体的后端，其输入轴与所述驱动机构的输出端传动连接，其输出轴与对应的所述行走机构的输入端传动连接。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述行走机构包括螺旋轴、定位件、动力输入轴、前连接件、后连接件、两条链条和多个转筒，所述螺旋轴沿前后方向设置在所述底板下方，其前后两端分别设有沿前后方向设置的前水平段和后水平段，所述前水平段和所述螺旋轴同轴设置，所述后水平段与所述螺旋轴偏心设置，所述前连接件和后连接件均水平设置，并分别设置在所述螺旋轴的前后两侧，所述前水平段的前端穿过所述前连接件，并与设置在所述底板下端的所述定位件转动连接，所述动力输入轴与所述后水平段平行设置，其前端穿过所述后连接件后通过竖直设置的偏心轮与所述后水平段传动连接，两条所述链条均沿所述螺旋轴的长度方向设置，其前后两端分别与所述前连接件的两端和所述后连接件的两端活动连接，多个转筒均沿左右方向设置，并前后间隔的设置在两条所述链条之间，所述转筒的左右两端分别与两根所述链条转动连接，所述转筒上沿其径向设有一贯穿其的缺口，所述螺旋轴依次穿过多个所述转筒的缺口，所述转筒的下端均沿左右方向设有移动条，且任意相邻的两根所述转筒之间设有一软板，所述软板的前后两端分别与对应的两个转筒的下端连接。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述转筒包括两个端盖和两根光轴，两个所述端盖左右间隔设置，二者之间通过上下间隔设置的两块定位板连接，位于下方的所述定位板的下端设有所述移动条，且位于下方的所述定位板下端的前后两端分别与与其相邻的两块所述软板连接，两个所述端盖分别与两根所述链条转动连接，两根所述光轴均沿前后方向设置在两个所述端盖之间，其左右两端分别与所述端盖连接，两根所述光轴之间形成所述缺口。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，两个所述端盖相互远离的一端分别沿左右方向设有一销轴，所述销轴穿过对应的所述链条，并与其传动连接。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述链条包括多个竖直设置的连接板，所述连接板的左右两端分别设有一腰圆孔，所述销轴依次穿过对应的两块所述连接板相邻的两个所述腰圆孔并可滑动的设置在二者中。

优选的是，所述的一种管道检测机器人中，所述移动条的下端间隔设有多个防滑条。

本发明的有益效果是：

1、本发明的管道检测机器人在管道检测装置的下端设置两个浮力舱，并在每个浮力舱下方设置行走装置，通过两个行走装置为管道检测机器人的移动提供动力，填充有泡沫的浮力舱为管道检测机器人提供浮力。

2、本发明的行走机构通过动力输入轴与外接动力源传动连接后，外接动力源带动动力输入轴以及螺旋轴旋转，从而带动多个转筒和多个软板运动，在陆面(干湿陆面、石地)上工作时，转筒运动到最低点后，其上的移动条与陆面接触，因相对运动的关系产生摩擦力，使得驱动获得前进或者后退的推动力；在沙地、泥地的陆面上工作时，转筒上的移动条未完全压入沙地或者泥地前，依靠移动条与陆面的摩擦力获得推动力，当移动条压入沙地或者泥地后，其位于转筒和移动条之间的软板会与沙地或者泥地接触，产生摩擦力获得前进或者后退的推力；当在水中工作时，依靠螺旋轴的旋转带动软板的波形运动，在水中产生推动力。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的管道检测机器人的结构示意图；

图2为本发明所述的管道检测机器人的俯视图；

图3为本发明所述的管道检测机器人的仰视图；

图4为本发明所述的管道检测机器人的前视图；

图5为本发明所述的行走机构的结构示意图；

图6为本发明所述的螺纹杆的结构示意图；

图7为本发明所述的链条的结构示意图；

图8为本发明所述的转筒的结构示意图；

图9为本发明所述的连接板与轴销的连接示意图；

图10为本发明所述的移动条的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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和简化描述，并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。

如图1-图4所示，本发明的实施例提供一种管道检测机器人，包括管道检测装置1和行走装置，管道检测装置1水平设置，管道检测装置1的下端设有至少一个浮力舱，行走装置设置在浮力舱下端，用于带动浮力舱移动。

该实施例中，管道检测装置1采用现有技术，本处不再累述。本实施例中，通过在管道检测装置1的下端设置至少一个浮力舱，填充有泡沫的浮力舱为管道检测机器人提供浮力，使得在管道内存在积水时，管道检测装置1能够浮在水面。同时本实施例还在浮力舱下方设置行走装置，通过行走装置在陆面或者在水中对管道检测装置1和浮力舱提供行走的动力。

优选的是，的一种管道检测机器人中，行走装置包括与浮力舱数量相等并一一对应的多个行走系统，行走系统设置在对应的浮力舱下端。

该实施例中，在每个浮力舱下端均设置一个行走装置，可以使得管道检测机器人行走时，其动力分布更加均匀。

优选的是，的一种管道检测机器人中，管道检测装置1下端间隔设有两个浮力舱，浮力舱包括壳体2、底板3和弧形板4，底板3水平设置，其下端设有行走系统，壳体2内部中空且上下两端均开口，并罩设在底板3上端，壳体2内设有连接骨架5，连接骨架5的上下两端分别与管道检测装置1的下端和底板3的上端连接，壳体2内填充有浮力泡沫体，弧形板4设置在底板3下端的前端。

该实施例中，如图1、图3和图4所示，浮力舱的壳体2均通过连接骨架5与管道检测装置1的下端连接，浮力舱内填充泡沫，使得浮力舱能够浮在水面上，同时如图3所示，在壳体2的下端前侧设置弧形板4，增强浮力舱的越障能力，便于浮力舱的移动。

优选的是，的一种管道检测机器人中，行走系统包括行走机构、传动机构6和驱动机构7，行走机构设置在对应的底板3下端，驱动机构7通过传动机构6与行走机构传动连接。其中，传动机构6为齿轮箱，其设置在对应的壳体2的后端，其输入轴与驱动机构7的输出端传动连接，其输出轴与对应的行走机构的输入端传动连接。此外，如图1所示，可在齿轮箱的下端设置作为辅助支撑的轮子，该轮子的作用为管道检测机器人提供额外的支撑，使管道检测机器人在行进过程中更加平稳，另外在管道检测机器人后退时，提供一定的越障能力。

该实施例中，驱动机构7可采用电机，通过在对应的浮力舱的壳体2中设置用于放置电机的箱体，电机的输出轴依次穿过箱体以及对应的壳体2，并与齿轮箱的输入轴同轴连接，如图1所示，齿轮箱的输出轴位于其输出轴下方并与行走机构的输入端传动连接，这样就可以通过电机带动行走机构工作；本实施例中，电机和齿轮箱均采用现有技术，本处不再累述。

优选地，作为本发明另外一个实施例，如图1-10所示，所述行走机构包括螺旋轴8、定位件9、动力输入轴10、前连接件11、后连接件12、两条链条和多个转筒，所述螺旋轴8沿前后方向设置在所述底板3下方，其前后两端分别设有沿前后方向设置的前水平段13和后水平段14，所述前水平段13和所述螺旋轴8同轴设置，所述后水平段14与所述螺旋轴8偏心设置，所述前连接件11和后连接件12均水平设置，并分别设置在所述螺旋轴8的前后两侧，所述前水平段13的前端穿过所述前连接件11，并与设置在所述底板3下端的所述定位件9转动连接，所述动力输入轴10与所述后水平段14平行设置，其前端穿过所述后连接件12后通过竖直设置的偏心轮与所述后水平段14传动连接，两条所述链条均沿所述螺旋轴8的长度方向设置，其前后两端分别与所述前连接件11的两端和所述后连接件12的两端活动连接，多个转筒均沿左右方向设置，并前后间隔的设置在两条所述链条之间，所述转筒的左右两端分别与两根所述链条转动连接，所述转筒上沿其径向设有一贯穿其的缺口15，所述螺旋轴8依次穿过多个所述转筒的缺口15，所述转筒的下端均沿左右方向设有移动条16，且任意相邻的两根所述转筒之间设有一软板17，所述软板17的前后两端分别与对应的两个转筒的下端连接。

该实施例中，动力输入轴10与齿轮箱的输出轴同轴连接，这样就实现驱动机构7与动力输出轴的传动连接，驱动机构7通过传动机构6带动动力输出轴转动，动力输出轴再通过偏心轮带动螺旋轴8同步转动，螺旋轴转动的时候，每个转筒的缺口15的侧壁都会和螺旋轴抵触，这样就会带动转动随之移动，由于转筒的左右两端均与两根两条同轴连接，而两根链条的两端分别与固定设置的前连接件11、后连接件12转动连接，这样链条的前后两端的位置不变，如图1-图2所示，螺旋轴转动时，多个转动也会在螺旋轴的带动下，形成一个简谐波，即可通过多个转筒下方的移动条16与接触面接触，带动管道检测装置1移动。

优选地，作为本发明另外一个实施例，如图4所示，所述转筒包括两个端盖18和两根光轴19，两个所述端盖18左右间隔设置，二者之间通过上下间隔设置的两块定位板20连接，位于下方的所述定位板20的下端设有所述移动条16，且位于下方的所述定位板20下端的前后两端分别与与其相邻的两块所述软板17连接，两个所述端盖18分别与两根所述链条转动连接，两根所述光轴19均沿前后方向设置在两个所述端盖18之间，其左右两端分别与所述端盖18连接，两根所述光轴19之间形成所述缺口15。

该实施例中，在相邻的两个转筒之间设置软板17，软板17可使用橡胶垫制作。

优选地，作为本发明另外一个实施例，两个所述端盖18相互远离的一端分别沿左右方向设有一销轴21，所述销轴21穿过对应的所述链条，并与其传动连接；所述链条包括多个竖直设置的连接板22，所述连接板22的左右两端分别设有一腰圆孔23，所述销轴21依次穿过对应的两块所述连接板22相邻的两个所述腰圆孔23并可滑动的设置在二者中。

该实施例中，通过多个连接件拼接成链条，相邻的两个连接件之间通过对应的轴销实现活动连接，从而使得连接件可以随着对应的转筒移动；作为扩展，如图8所示，还可以在连接板22上开两个减重孔，以减小连接板22以及链条的重量。

优选地，作为本发明另外一个实施例，所述移动条16的下端间隔设有多个防滑条24。

该实施例中，移动条16的下端间隔设有多个防滑条24，增加移动条16与接触面之间的摩擦力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种管道检测机器人，其特征在于，包括管道检测装置(1)和行走装置，所述管道检测装置(1)水平设置，所述管道检测装置(1)的下端设有至少一个浮力舱，所述行走装置设置在所述浮力舱下端，用于带动所述浮力舱移动。

2.如权利要求1所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述行走装置包括与所述浮力舱数量相等并一一对应的多个行走系统，所述行走系统设置在对应的所述浮力舱下端。

3.如权利要求2所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述管道检测装置(1)下端间隔设有两个所述浮力舱，所述浮力舱包括壳体(2)、底板(3)和弧形板(4)，所述底板(3)水平设置，其下端设有所述行走系统，所述壳体(2)内部中空且上下两端均开口，并罩设在所述底板(3)上端，所述壳体(2)内设有连接骨架(5)，所述连接骨架(5)的上下两端分别与所述管道检测装置(1)的下端和所述底板(3)的上端连接，所述壳体(2)内填充有浮力泡沫体，所述弧形板(4)设置在所述底板(3)下端的前端。

4.如权利要求3所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述行走系统包括行走机构、传动机构(6)和驱动机构(7)，所述行走机构设置在对应的所述底板(3)下端，所述驱动机构(7)通过所述传动机构(6)与所述行走机构传动连接。

5.如权利要求4所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述传动机构(6)为齿轮箱，其设置在对应的所述壳体(2)的后端，其输入轴与所述驱动机构(7)的输出端传动连接，其输出轴与对应的所述行走机构的输入端传动连接。

6.如权利要求5所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述行走机构包括螺旋轴(8)、定位件(9)、动力输入轴(10)、前连接件(11)、后连接件(12)、两条链条和多个转筒，所述螺旋轴(8)沿前后方向设置在所述底板(3)下方，其前后两端分别设有沿前后方向设置的前水平段(13)和后水平段(14)，所述前水平段(13)和所述螺旋轴(8)同轴设置，所述后水平段(14)与所述螺旋轴(8)偏心设置，所述前连接件(11)和后连接件(12)均水平设置，并分别设置在所述螺旋轴(8)的前后两侧，所述前水平段(13)的前端穿过所述前连接件(11)，并与设置在所述底板(3)下端的所述定位件(9)转动连接，所述动力输入轴(10)与所述后水平段(14)平行设置，其前端穿过所述后连接件(12)后通过竖直设置的偏心轮与所述后水平段(14)传动连接，两条所述链条均沿所述螺旋轴(8)的长度方向设置，其前后两端分别与所述前连接件(11)的两端和所述后连接件(12)的两端活动连接，多个转筒均沿左右方向设置，并前后间隔的设置在两条所述链条之间，所述转筒的左右两端分别与两根所述链条转动连接，所述转筒上沿其径向设有一贯穿其的缺口(15)，所述螺旋轴(8)依次穿过多个所述转筒的缺口(15)，所述转筒的下端均沿左右方向设有移动条(16)，且任意相邻的两根所述转筒之间设有一软板(17)，所述软板(17)的前后两端分别与对应的两个转筒的下端连接。

7.如权利要求6所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述转筒包括两个端盖(18)和两根光轴(19)，两个所述端盖(18)左右间隔设置，二者之间通过上下间隔设置的两块定位板(20)连接，位于下方的所述定位板(20)的下端设有所述移动条(16)，且位于下方的所述定位板(20)下端的前后两端分别与与其相邻的两块所述软板(17)连接，两个所述端盖(18)分别与两根所述链条转动连接，两根所述光轴(19)均沿前后方向设置在两个所述端盖(18)之间，其左右两端分别与所述端盖(18)连接，两根所述光轴(19)之间形成所述缺口(15)。

8.如权利要求7所述的一种管道检测机器人，其特征在于，两个所述端盖(18)相互远离的一端分别沿左右方向设有一销轴(21)，所述销轴(21)穿过对应的所述链条，并与其传动连接。

9.如权利要求8所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述链条包括多个竖直设置的连接板(22)，所述连接板(22)的左右两端分别设有一腰圆孔(23)，所述销轴(21)依次穿过对应的两块所述连接板(22)相邻的两个所述腰圆孔(23)并可滑动的设置在二者中。

10.如权利要求6-9任一项所述的一种管道检测机器人，其特征在于，所述移动条(16)的下端间隔设有多个防滑条(24)。

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