CN112413283A - 一种管道检测伞型机器人 - Google Patents

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杜家熙
张理想
田峰
付成果
郭竞杰
杨辉
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Abstract

本发明公开了一种管道检测伞型机器人，包括驱动轮、机腿、吊环、前机身组件、旋转铰链和后机身组件，所述前机身组件和后机身组件通过旋转铰链连接，所述前机身组件和后机身组件的两端外表面设有凹槽，且前机身组件和后机身组件的凹槽处设有相对应的吊环，所述前机身组件和后机身组件两端的耳板通过短销与机腿连接，所述机腿共六组，六组机腿的末端与驱动轮中的连接块连接，此检测机器人检测管道最小内径为450mm，检测最大内径为1100mm，通过六组步进电机和两组主电机完成前进、后退、转弯以及前伞后伞的张开和闭合等动作，且前后机腿的张开及闭合相对独立，能够在管道内精确定位，精确确定管道破损的位置，为人们提供便利。

Description

一种管道检测伞型机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种管道检测伞型机器人。
背景技术
管道是工业、能源、军事装备、城市建筑等领域中使用广泛的物料运输手段，城市污水、天然气和工业物料运输、给排水和建筑的同等系统等，均使用大量复杂隐蔽的管道，保障这些管道系统的安全性和有效性至关重要，但是对着使用年限的增加，管道不可避免的会出现老化、裂缝、腐蚀或者受到外来施工的破坏，如果不及时处理，一旦发生事故不但会带来巨大的经济损失，对环境也会造成严重的污染，因此，定期对管道进行勘察和维护，就显得非常必要，为提高管道的寿命，就必须对管道进行有限的检测维护，管道检测机器人为满足该需要而产生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种管道检测伞型机器人，通过六组步进电机和两组主电机完成前进、后退、转弯以及前伞后伞的张开和闭合等动作，能够在管道内精确定位，精确确定管道破损的位置，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道检测伞型机器人 ，包括驱动轮、机腿、吊环、前机身组件、旋转铰链和后机身组件，所述前机身组件和后机身组件通过旋转铰链连接，所述前机身组件和后机身组件的两端外表面设有凹槽，且前机身组件和后机身组件的凹槽处设有相对应的吊环，所述前机身组件和后机身组件两端的耳板通过短销与机腿连接，所述机腿共六组，六组机腿的末端与驱动轮中的连接块连接，前机身组件和后机身组件的设计减小了机身长度，有利于检测机器人顺利通过弯道，且前机身组件和后机身组件为减轻重量，前机身组件和后机身组件的机身为硬铝，此检测机器人检测管道最小内径为450mm，检测最大内径为1100mm。
进一步的，所述驱动轮包括连接块，所述连接块的上端与电机座连接，所述电机座内部通过螺钉设有步进电机，所述步进电机的输入端与外部PLC的输出端电连接，所述电机座左右两侧设有均导轮，所述驱动轮共六组，步进电机电动导轮进行转动。
进一步的，所述机腿分为三节，且机腿三节长度分别为250mm、150mm、100mm，机腿三节长度加上检测机机身长度符合管道检测最大内经1100mm。
进一步的，所述吊环为圆环榫卯结构，且吊环之间通过螺栓连接，所述吊环下端设有摄像头，所述吊环上设有照明器件和信号采集器件，且吊环始终与地面保持平行，因管道中十分黑暗且结构复杂，照明器和信号采集器对摄像头具有辅助作用，使得能够在管道内精准定位，精确确定管道破损及需转弯的位置，且吊环为减轻重量材质为硬铝。
进一步的，所述前机身组件包括前主体，所述前主体为内部中空结构，所述前主体的右端通过螺钉与主电机座连接，所述主电机座内部设有主电机，所述主电机的输入端与外部PLC的输出端电连接，所述主电机左端通过联轴器与螺杆连接，所述螺杆右端设有轴承，且轴承通过螺钉与前主体连接，所述螺杆左端设有丝杆，所述丝杠外表面设有与之相啮合的螺母，所述螺母外表面的绞座通过短销与连杆连接，所述连杆为三个，且连杆通过短销与机腿连接，同理，后机身组件和前机身组件结构一致，通过主电机带动螺杆进行回转运动，且利用螺杆左侧的丝杆和螺母组成的螺旋架构实现传动要求，以此使得螺母进行水平移动，以此来实现检测机器人机腿的张合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本管道检测伞型机器人 ，具有以下好处：
1、本发明上设置了主电机，通过主电机带动螺杆进行回转运动，且利用螺杆左侧的丝杆和螺母组成的螺旋架构实现传动要求，以此使得螺母进行水平移动，以此来实现检测机器人机腿的张合，使得检测机器人可以检测管道内径的范围为450mm-1100mm，增大检测范围。
2、本发明上设置了吊环，因管道中十分黑暗且结构复杂，通过吊环上设有的照明器件和信号采集器件对摄像头的辅助，使得检测机器人能够在管道内精准定位，精确确定管道破损及需转弯的位置。
3、本发明上设置了驱动轮，通过六组驱动轮内的步进电机，以此来控制检测机器人的前进、后退和控制速度，使得使用更加便利。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明侧面结构示意图一；
图3为本发明侧面结构示意图二；
图4为本发明D处放大结构示意图。
图中：1驱动轮、2机腿、3吊环、4前前机身组件、5旋转铰链、6后机身组件、7连接块、8步进电机、9导轮、10电机座、11摄像头、12前主体、13主电机座、14主电机、15联轴器、16螺杆、17轴承、18丝杆、19螺母、20连杆。
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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种管道检测伞型机器人 ，包括驱动轮1、机腿2、吊环3、前机身组件4、旋转铰链5和后机身组件6，前机身组件4和后机身组件6通过旋转铰链5连接，前机身组件4和后机身组件6的两端外表面设有凹槽，且前机身组件4和后机身组件6的凹槽处设有相对应的吊环3，前机身组件4和后机身组件6两端的耳板通过短销与机腿2连接，机腿2共六组，六组机腿2的末端与驱动轮1中的连接块7连接，前机身组件4和后机身组件6的设计减小了机身长度，有利于检测机器人顺利通过弯道，且前机身组件4和后机身组件6为减轻重量，前机身组件4和后机身组件6的机身为硬铝，此检测机器人检测管道最小内径为450mm，检测最大内径为1100mm，驱动轮1包括连接块7，连接块7的上端与电机座10连接，电机座10内部通过螺钉设有步进电机8，步进电机8的输入端与外部PLC的输出端电连接，电机座10左右两侧设有均导轮9，驱动轮1共六组，步进电机8电动导轮9进行转动。进一步的，机腿2分为三节，且机腿2三节长度分别为250mm、150mm、100mm，机腿2三节长度加上检测机机身长度符合管道检测最大内经1100mm，吊环3为圆环榫卯结构，且吊环3之间通过螺栓连接，吊环3下端设有摄像头11，吊环3上设有照明器件和信号采集器件，且吊环3始终与地面保持平行，因管道中十分黑暗且结构复杂，照明器和信号采集器对摄像头11具有辅助作用，使得能够在管道内精准定位，精确确定管道破损及需转弯的位置，且吊环3为减轻重量材质为硬铝，前机身组件4包括前主体12，前主体12为内部中空结构，前主体12的右端通过螺钉与主电机座13连接，主电机座13内部设有主电机14，主电机14的输入端与外部PLC的输出端电连接，主电机14左端通过联轴器15与螺杆16连接，螺杆16右端设有轴承17，且轴承17通过螺钉与前主体12连接，螺杆16左端设有丝杆18，丝杠18外表面设有与之相啮合的螺母19，螺母19外表面的绞座通过短销与连杆20连接，连杆20为三个，且连杆20通过短销与机腿2连接，同理，后机身组件6和前机身组件4结构一致，通过主电机14带动螺杆16进行回转运动，且利用螺杆16左侧的丝杆18和螺母19组成的螺旋架构实现传动要求，以此使得螺母19进行水平移动，以此来实现检测机器人机腿2的张合。
在使用时：
根据不同尺寸管道，通过主电机14带动螺杆16进行回转运动，且利用螺杆16左侧的丝杆18和螺母19组成的螺旋架构实现传动要求，以此使得螺母19进行水平移动，且通过螺母19通过连杆20与机腿2连接，以此来实现检测机器人机腿2的张合到适合管道内径的尺寸，且此检测机器人对管道内径检测范围在450mm-1100mm,且通过步进电机8带动导轮9进行前进和后退动作，且同时可控制检测机器人的行进速度，且前后机腿2的张开和闭合相对独立，当遇见管道转弯时，前机腿2伞足闭合，后机腿2伞足前进，切当前机身组件4与后机身组件6呈90度使，前机腿2伞足打开且前进，此时后机腿2伞足闭合，当检测机器人整体处在同一平面使，前后机腿2同时张开且做同一方向运动，且因管道内十分黑暗，通过吊环3上的摄像头11、照明器件和信号采集器件，使得检测机器人能够在管道内精确的定位，精确确定管道破损的位置。
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)

1.一种管道检测伞型机器人 ，包括驱动轮（1）、机腿（2）、吊环（3）、前机身组件（4）、旋转铰链（5）和后机身组件（6），其特征在于：所述前机身组件（4）和后机身组件（6）通过旋转铰链（5）连接，所述前机身组件（4）和后机身组件（6）的两端外表面设有凹槽，且前机身组件（4）和后机身组件（6）的凹槽处设有相对应的吊环（3），所述前机身组件（4）和后机身组件（6）两端的耳板通过短销与机腿（2）连接，所述机腿（2）共六组，六组机腿（2）的末端与驱动轮（1）中的连接块（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人 ，其特征在于：所述驱动轮（1）包括连接块（7），所述连接块（7）的上端与电机座（10）连接，所述电机座（10）内部通过螺钉设有步进电机（8），所述步进电机（8）的输入端与外部PLC的输出端电连接，所述电机座（10）左右两侧设有均导轮（9），所述驱动轮（1）共六组。
3.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人 ，其特征在于：所述机腿（2）分为三节，且机腿（2）三节长度分别为250mm、150mm、100mm。
4.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人 ，其特征在于：所述吊环（3）为圆环榫卯结构，且吊环（3）之间通过螺栓连接，所述吊环（3）下端设有摄像头（11），所述吊环（3）上设有照明器件和信号采集器件，且吊环（3）始终与地面保持平行。
5.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人 ，其特征在于：所述前机身组件（4）包括前主体（12），所述前主体（12）为内部中空结构，所述前主体（12）的右端通过螺钉与主电机座（13）连接，所述主电机座（13）内部设有主电机（14），所述主电机（14）的输入端与外部PLC的输出端电连接，所述主电机（14）左端通过联轴器（15）与螺杆（16）连接，所述螺杆（16）右端设有轴承（17），且轴承（17）通过螺钉与前主体（12）连接，所述螺杆（16）左端设有丝杆（18），所述丝杠（18）外表面设有与之相啮合的螺母（19），所述螺母（19）外表面的绞座通过短销与连杆（20）连接，所述连杆（20）为三个，且连杆（20）通过短销与机腿（2）连接，同理，后机身组件（6）和前机身组件（4）结构一致。
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