CN114251540A - 一种管道机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道机器人，包括两个相对转动的壳体；各个壳体内部后端固定连接有固定板，固定板下部转动连接有两个左右对称设置的从动轮组；从动轮组转轴沿前后方向设置；从动轮组包括转动连接于固定板前端的转轴沿前后方向设置的从动轮，设置于从动轮上的能够随从动轮同步转动的转轴垂直从动轮转轴设置的从动滚轮；固定板前端沿上下方向滑动连接有用于驱动从动轮转动的纵向滑动架；固定板上部设置有驱动轮组；驱动轮组包括转动连接于固定板上部的用于驱动纵向滑动架移动的驱动轮架，转动连接于驱动轮架远离转轴一端的驱动滚轮；本发明能够自动切换在管道与平地使用模式。

Description

一种管道机器人

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种管道机器人。

背景技术

文献号为CN111288246B的中国专利文献公开了一种管道机器人，属于管道检测领域。该管道机器人包括机体、多个轴向机架、多个周向机架、多个支撑组件、多个驱动轮和电机；通过本申请实施例提供的管道机器人进行管道检测时，由于多个支撑组件中每个支撑组件包括的支撑臂的两端分别连接多个驱动轮中的一个驱动轮，且支撑臂的两端分别与至少两个弹簧组中的至少一个弹簧组的一端连接，因此，当该管道机器人在经过变径区域时，可以通过控制每个驱动轮所在一端的弹簧组进行伸缩来单独改变该驱动轮与管壁的接触位置，从而使多个驱动轮中的每个驱动轮都可以与管壁接触，增强了管道机器人的驱动能力，更易于管道机器人通过变径区域。

文献号为CN112204294A的中国专利文献公开了一种管道机器人，包括移动机构、伸缩臂以及弹性机构，所述伸缩臂设置在所述弹性机构上，所述移动机构设置在所述伸缩臂远离所述弹性机构的一端上，所述移动机构可沿管道内壁移动，以带动所述伸缩臂和所述弹性机构沿管道移动，当移动机构移动到管道管径较小的位置时，管道内壁挤压移动机构，移动机构挤压伸缩臂，以使伸缩臂收缩，从而使管道机器人能够在管道管径较小的位置移动。当移动机构移动到管道管径较大的位置时，伸缩臂在弹性机构的作用下伸展，以使伸缩臂带动移动机构朝向管道内壁移动，直到移动机构和管道内壁接触为止，从而使管道机器人能够在管道管径较大的位置移动。

上述专利在使用过程中，机器人仅能在管道内进行使用，不能在平地上较好地移动，无法满足实际环境的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能够自动切换在管道与平地使用模式的管道机器人。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种管道机器人，包括包括两个相对转动的壳体；各个所述壳体内部后端固定连接有固定板，所述固定板下部转动连接有两个左右对称设置的从动轮组；所述从动轮组转轴沿前后方向设置；所述从动轮组包括转动连接于所述固定板前端的转轴沿前后方向设置的从动轮，设置于所述从动轮上的能够随所述从动轮同步转动的转轴垂直所述从动轮转轴设置的从动滚轮。

所述固定板前端沿上下方向滑动连接有用于驱动所述从动轮转动的纵向滑动架。

所述固定板上部设置有驱动轮组；所述驱动轮组包括转动连接于所述固定板上部的用于驱动所述纵向滑动架移动的驱动轮架，转动连接于所述驱动轮架远离转轴一端的驱动滚轮；所述驱动轮架、所述驱动滚轮转轴方向均沿左右方向设置。

所述固定板上部固定连接有用于驱动所述驱动轮架转动的切换电机。

当所述驱动轮架处于第一位置时，所述纵向滑动架位于上方极限位置，两个所述从动滚轮处于竖直状态，此时所述从动滚轮与地面接触面积最大，在地面上移动时抓地力最大，所述驱动滚轮位于所述壳体内部。

当所述驱动轮架处于第二位置时，所述纵向滑动架位于下方极限位置，两个所述从动滚轮转动至倾斜状态，所述从动滚轮与所述壳体的半径重合，此时所述从动滚轮、所述驱动滚轮与管道内壁接触面积最大，在管道内移动时抓地力最大。

作为优选方案：所述从动轮组还包括转动连接于所述从动轮上的与所述从动滚轮转动连接的从动轮架；所述从动轮架转轴垂直所述从动轮转轴设置；所述固定板前方沿前后方向滑动连接有用于驱动所述从动轮架转动的横向滑动架。

所述从动轮架与所述横向滑动架之间设置有连杆；所述从动轮架外壁成型有连杆滑槽，所述连杆靠近所述从动轮架一端成型有与所述连杆滑槽滑动连接的连杆滑柱；所述横向滑动架下部成型有切换板，所述切换板上成型有前后贯通的切换滑槽，所述切换滑槽为圆弧形槽，且圆心与所述从动轮转轴重合；所述连杆靠近所述横向滑动架一端成型有与所述切换滑槽滑动连接的与所述切换板在前后方向上同步移动的连杆卡柱。

当所述驱动轮架处于第二位置时，两个所述从动滚轮处于倾斜状态，所述横向滑动架向后移动，所述连杆滑柱在所述连杆滑槽内移动，所述从动轮架向外转动，使得所述驱动滚轮与所述从动滚轮能够向壳体外侧运动，适配不同直径的管路。

作为优选方案：所述从动轮外壁成型有从动齿圈，所述纵向滑动架下部左右两侧成型有与同侧的所述从动齿圈啮合的纵向驱动齿条；所述纵向滑动架上部前端成型有纵向从动齿条，所述驱动轮架上与所述驱动轮架的转轴同轴处成型有第一驱动轮，所述第一驱动轮外壁成型有与所述纵向从动齿条啮合的第一驱动齿圈；所述第一驱动齿圈的圆心角小于360°。

当所述驱动轮架处于第一位置时，所述纵向滑动架位于上方极限位置，所述纵向驱动齿条与所述从动齿圈刚好啮合，所述纵向从动齿条与所述第一驱动齿圈刚好啮合，所述从动滚轮处于竖直状态。

当所述驱动轮架处于第二位置时，所述纵向滑动架位于下方极限位置，所述纵向驱动齿条与所述从动齿圈刚好结束啮合，所述驱动轮架的继续转动不带动所述纵向滑动架继续移动，所述纵向从动齿条与所述第一驱动齿圈刚好结束啮合，所述从动滚轮转动至倾斜状态。

作为优选方案：所述横向滑动架上端成型有沿前后方向设置的驱动杆，所述驱动杆下端成型有横向驱动齿条；所述驱动轮架上与所述驱动轮架的转轴同轴处成型有第二驱动轮，所述第二驱动轮外壁成型有能够与所述横向驱动齿条啮合的第二驱动齿圈；所述第二驱动齿圈的圆心角小于360°。

当所述驱动轮架处于第一位置时，所述第二驱动齿圈与所述横向驱动齿条不啮合。

当所述驱动轮架处于第二位置时，所述第二驱动齿圈与所述横向驱动齿条刚好啮合，所述驱动轮架的继续转动使得所述横向驱动齿条移动，进而使得所述从动轮架向外转动。

作为优选方案：所述纵向滑动架前端成型有卡锁槽，所述横向滑动架上端成型有能够与所述卡锁槽在上下方向卡接的卡锁杆。

当所述驱动轮架处于第二位置时，所述卡锁杆与所述卡锁槽在前后方向上正对但不卡接，所述驱动轮架的继续转动使得所述卡锁杆与所述卡锁槽卡接。

作为优选方案：所述壳体后端成型有沿上下设置的转动槽，所述转动槽内固定连接有沿上下方向设置的转动杆；所述转动杆下端转动连接有固定转块，所述转动杆上滑动连接有能够与转动杆周向转动的连接滑块；两个壳体之间通过两个连接杆相连；所述连接杆一端与一个壳体上的固定转块转动连接，另一端与另一个壳体上的连接滑块转动连接；两个所述连接杆中部通过销轴转动连接；所述连接杆的各个转轴均沿水平方向设置且相互平行；所述转动槽上端成型有固定槽；所述固定槽的宽度与连接滑块的宽度相当；所述转动槽的宽度大于连接滑块的宽度；所述固定槽与所述转动槽之间成型有过渡弧面。

当所述连接滑块位于所述固定槽内时，所述连接滑块无法在所述转动杆上转动，两个所述壳体不会相对转动。

当所述连接滑块位于所述转动槽内时，所述连接滑块能够在所述转动杆上转动，两个所述壳体能够相对转动，进而能够在管道内转弯。

作为优选方案：所述固定板上部与所述固定槽正对处沿前后方向滑动连接有用于限制所述连接滑块移动的活动卡头；所述连接滑块外壁成型有切换槽，所述活动卡头后端成型有能够与所述切换槽在上下方向上卡接的切换块；所述活动卡头前部下端成型有能够由所述纵向滑动架挤压推动所述活动卡头向后移动的卡头斜面，所述活动卡头后端与所述固定板之间设置有用于推动所述活动卡头向前移动的卡头弹簧。

当所述纵向滑动架位于上方极限位置时，所述纵向滑动架与所述活动卡头相抵，所述活动卡头位于后方极限位置，所述切换块与所述切换槽卡接，所述卡头弹簧收缩蓄力，此时所述连接滑块被固定在所述固定槽内，两个所述壳体无法相互远离也无法相互转动。

当所述纵向滑动架位于下方极限位置时，所述纵向滑动架不与所述活动卡头相抵，所述活动卡头在所述卡头弹簧作用下移动至前方极限位置，所述切换块不再与所述切换槽卡接，所述连接滑块能够在所述转动杆上滑动，使得两个所述壳体能够相互远离，当所述连接滑块位于所述转动槽内时，所述连接滑块与所述固定转块能够转动，进而实现管道内转弯。

作为优选方案：所述从动轮架上固定连接有用于驱动所述从动滚轮转动的从动电机；所述驱动轮架上固定连接有用于驱动所述驱动滚轮转动的驱动电机；所述壳体前端固定连接有带有探照灯的摄像头；所述壳体内固定连接有控制器，所述摄像头、所述切换电机、所述驱动电机、所述从动电机与所述控制器电连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：初始状态下，两个从动滚轮处于竖直状态，驱动轮架处于第一位置，横向滑动架位于前方极限位置，纵向滑动架位于上方极限位置，活动卡头位于后方极限位置，活动卡头上的切换块与连接滑块上的切换槽在上下方向上卡接，连接滑块与固定槽内壁相抵。

在使用本发明时，将本发明平稳放置在平地上，各个从动滚轮与地面相抵且接触面积最大，然后通过控制器控制从动电机启动，带动从动滚轮转动运作，并通过摄像头观察，使得本发明在平地上向管道方向移动。

当本发明进入管道内时，通过控制器控制从动电机停止，并反向启动切换电机，带动驱动轮架反向转动；在驱动轮架反向转动过程中，第一驱动轮上的第一驱动齿圈与纵向滑动架上的纵向从动齿条啮合，使得纵向滑动架向下移动；纵向滑动架在下降过程中，纵向驱动齿条与从动齿圈啮合，带动从动轮转动，进而带动与从动轮相连的从动轮组转动倾斜。

当驱动轮架转动至第二位置时，纵向滑动架移动至下方极限位置，纵向驱动齿条与从动齿圈刚好结束啮合，从动轮带动从动轮组转动至倾斜状态，此时从动轮组上的从动滚轮与壳体的径向重合，驱动轮架上的第二驱动轮的第二驱动齿圈与驱动杆上的横向驱动齿条刚好啮合；此时活动卡头不再与纵向滑动架相抵，活动卡头在卡头弹簧作用下向前移动，切换块移动至不与切换槽卡接，此时连接滑块能够在上下方向滑动。

接着切换电机继续反转，带动驱动轮架继续转动，在驱动轮架转动过程中，第二驱动齿圈与横向驱动齿条啮合，带动横向滑动架向后移动；横向滑动架的向后移动，带动连杆同步向后移动，连杆上的连杆滑柱在连杆滑槽内移动，使得连杆的移动带动从动轮架向外转动，既从动滚轮和驱动滚轮同步向壳体外侧移动，与此同时横向滑动架移动至卡锁杆与卡锁槽卡接，从动轮架被固定，无法随意沿轴向转动。

当驱动轮架转动至驱动滚轮与管道内壁贴合时，从动轮架转动至从动滚轮与管道内壁贴合，然后通过控制器控制切换电机停止运行。

接着通过控制器仅控制前方的两个从动电机与一个驱动电机启动，带动前方的两个从动滚轮与一个驱动滚轮向前转动，带动前方的壳体前移，此时后方的壳体保持不动，位于固定槽内的连接滑块向下滑动至转动槽内，此时连接滑块不与固定槽内壁贴合，连接滑块能够绕转动杆转动；当前方的壳体移动至一定距离后，控制各个从动电机与驱动电机启动，带动各个从动滚轮与驱动滚轮转动，使得本发明在管道内移动；同时控制摄像头上的探照灯打开，通过摄像头观察管道内情况进行调节。

当需要移动至不同内径的管道内时，通过控制器控制切换电机转动，带动驱动轮架转动，并通过横向滑动架带动从动轮架同步转动，使得驱动滚轮与从动滚轮移动至与新的管道的内壁贴合，进而满足管道内不同内径的场合的使用。

当需要在管道内进行转弯时，通过控制器控制两个从动电机与一个驱动电机以不同速率启动，使得本发明的其中一节先进行转弯，转弯完成后控制下一节的两个从动电机与一个驱动电机以不同速率启动，进行转弯。

当使用结束并即将从管道内移出时，控制前方的两个从动电机与一个驱动电机停止运行，此时仅后方的壳体向前移动，在移动过程中，连接杆收缩，使得位于上方的连接滑块在转动杆上向上移动，并在过渡弧面作用下移动至固定槽内，连接滑块与固定槽侧壁相抵；当连接杆收缩至极限时，控制后方的两个从动电机与一个驱动电机停止运行，此时连接滑块上的切换槽与活动卡头上的切换块正对。

然后控制切换电机正向转动，带动驱动轮架正向转动，横向滑动架在第二驱动齿圈作用下向前移动，带动驱动轮架向内转动；当驱动轮架转动至第二位置时，驱动轮架的继续转动带动纵向滑动架向上移动，并带动从动轮转动；当驱动轮架转动至第一位置时，纵向滑动架移动至上方极限位置，纵向滑动架与活动卡头相抵并推动活动卡头移动至切换块与切换槽卡接，同时，从动轮带动从动轮架转动至从动滚轮竖直；此时本发明的各个从动滚轮与地面相抵且接触面积最大，本发明能够在地面上移动，两个壳体不会相互远离。

本发明通过设置了驱动轮架，在驱动轮架转动过程中，既能够带动纵向滑动架移动，改变从动滚轮的方向，又能够带动横向滑动架移动，改变从动滚轮距离壳体中心距离，进而满足不同环境下使用。

本发明通过设置了纵向滑动架，既能够驱动从动轮转动，带动从动轮组转动，改变从动滚轮的方向，又能在向上移动时推动活动卡头移动至与连接滑块卡接，防止在地面上移动时两个壳体相互远离。

本发明通过设置了横向滑动架，既能够驱动从动轮组向外翻转，又能够使得卡锁槽与卡锁杆卡接，防止向外翻转的从动轮架在移动过程中发生转动。

本发明既能够将驱动滚轮与从动滚轮沿径向设置，使得能够在管道内移动，又能将从动滚轮转动竖直，使得能够在平面上移动，通过控制从动滚轮沿壳体轴向转动，使得从动滚轮能够与管道或地面的接触面积最大，增大从动滚轮的抓地力。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明整体的剖视结构示意图。

图3是本发明整体的分解结构示意图。

图4是本发明驱动轮组的结构示意图。

图5是本发明从动轮组的分解结构示意图。

图6、7是本发明纵向滑动架的结构示意图。

图8是本发明横向滑动架的结构示意图。

图9是本发明活动卡头的结构示意图。

图10是本发明固定板的结构示意图。

图11是本发明壳体的剖视结构示意图。

图12是本发明连接杆、连接滑块、固定转块的结构示意图。

图13是本发明在地面上移动时纵向滑动架、从动轮、连杆、驱动轮架的结构示意图。

图14是本发明在管道内移动时纵向滑动架、从动轮、连杆、驱动轮架的结构示意图。

图15是本发明在不同管道内移动时横向滑动架、从动轮、连杆、驱动轮架的结构示意图。

图16是本发明在地面上移动时连接杆、连接滑块、活动卡头、纵向滑动架的结构示意图。

图17是本发明在管道内移动时连接杆、连接滑块、固定转块、壳体、纵向滑动架的结构示意图。

1、壳体；10、摄像头；11、驱动轮槽；12、从动轮槽；13、固定槽；14、转动槽；15、过渡弧面；16、转动杆；17、卡头通槽；2、固定板；21、活动卡头；211、卡头斜面；212、卡头弹簧；213、切换块；22、驱动轮组安装座；23、卡头滑槽；24、电机架；25、纵向滑动架滑槽；26、从动轮转轴；27、横向滑动架滑柱；3、纵向滑动架；31、纵向驱动齿条；32、纵向从动齿条；33、卡锁槽；34、纵向滑动架滑柱；4、横向滑动架；41、驱动杆；411、横向驱动齿条；42、卡锁杆；43、切换滑槽；44、横向滑动架滑槽；45、切换板；5、切换电机；6、从动轮组；61、从动滚轮；62、从动轮架；621、从动轮架转动孔；622、连杆滑槽；63、从动电机；64、连杆；641、连杆卡柱；642、连杆滑柱；65、从动轮；651、从动齿圈；652、从动轮架安装座；653、从动轮架转动轴；654、从动轮安装孔；7、驱动轮组；71、驱动滚轮；72、驱动电机；73、第一驱动轮；731、第一驱动齿圈；74、第二驱动轮；741、第二驱动齿圈；75、驱动轮架；81、连接滑块；811、切换槽；812、滑块转动孔；82、连接杆；83、固定转块；831、转块转动孔。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图17所示，本实施例所述的一种管道机器人，包括两个相对转动的壳体1；各个所述壳体1内部后端固定连接有固定板2，所述固定板2下部转动连接有两个左右对称设置的从动轮组6；所述从动轮组6转轴沿前后方向设置；所述壳体1外壁下部成型有两个分别使得同侧的所述从动轮组6从所述壳体1外壁伸出的从动轮槽12；所述从动轮组6包括转动连接于所述固定板2前端的转轴沿前后方向设置的从动轮65，设置于所述从动轮65上的能够随所述从动轮同步转动的转轴垂直所述从动轮65转轴设置的从动滚轮61；所述固定板2前端成型有两个分别与同侧的所述从动轮65转动连接的从动轮转轴26，所述从动轮65中心成型有与所述从动轮转轴26转动连接的从动轮安装孔654。

所述固定板2前端沿上下方向滑动连接有用于驱动所述从动轮65转动的纵向滑动架3；所述固定板2前端成型有沿上下方向设置的纵向滑动架滑槽25，所述纵向滑动架3后端成型有与所述纵向滑动架滑槽25滑动连接的纵向滑动架滑柱34。

所述固定板2上部设置有驱动轮组7；所述壳体1外壁上部成型有与所述驱动轮组7转动连接的驱动轮槽11；所述驱动轮组7包括转动连接于所述固定板2上部的用于驱动所述纵向滑动架3移动的驱动轮架75，转动连接于所述驱动轮架75远离转轴一端的驱动滚轮71；所述驱动轮架75、所述驱动滚轮71转轴方向均沿左右方向设置。

所述固定板2前端成型有与所述驱动轮架75转动连接的驱动轮组安装座22；所述固定板2上部固定连接有用于驱动所述驱动轮架75转动的切换电机5；所述固定板2前端成型有与所述切换电机5固定连接的电机架24。

当所述驱动轮架75处于第一位置时，所述纵向滑动架3位于上方极限位置，两个所述从动滚轮61处于竖直状态，此时所述从动滚轮61与地面接触面积最大，在地面上移动时抓地力最大，所述驱动滚轮71位于所述壳体1内部。

当所述驱动轮架75处于第二位置时，所述纵向滑动架3位于下方极限位置，两个所述从动滚轮61转动至倾斜状态，所述从动滚轮61与所述壳体1的半径重合，此时所述从动滚轮61、所述驱动滚轮71与管道内壁接触面积最大，在管道内移动时抓地力最大。

所述从动轮组6还包括转动连接于所述从动轮65上的与所述从动滚轮61转动连接的从动轮架62；所述从动轮架62转轴垂直所述从动轮65转轴设置；所述从动轮65前端成型有从动轮架安装座652，所述从动轮架安装座652侧壁成型有垂直所述从动轮65转轴设置的从动轮架转动轴653，所述从动轮架62上成型有与所述从动轮架转动轴653转动连接的从动轮架转动孔621；所述固定板2前方沿前后方向滑动连接有用于驱动所述从动轮架62转动的横向滑动架4；所述横向滑动架4下部成型有沿前后方向贯通的横向滑动架滑槽44，所述固定板2前端下部成型有与所述横向滑动架滑槽44滑动连接的横向滑动架滑柱27。

所述从动轮架62与所述横向滑动架4之间设置有连杆64；所述从动轮架62外壁成型有连杆滑槽622，所述连杆64靠近所述从动轮架62一端成型有与所述连杆滑槽622滑动连接的连杆滑柱642；所述横向滑动架4下部成型有切换板45，所述切换板45上成型有前后贯通的切换滑槽43，所述切换滑槽43为圆弧形槽，且圆心与所述从动轮65转轴重合；所述连杆64靠近所述横向滑动架4一端成型有与所述切换滑槽43滑动连接的与所述切换板45在前后方向上同步移动的连杆卡柱641。

当所述驱动轮架75处于第二位置时，两个所述从动滚轮61处于倾斜状态，所述横向滑动架向后移动，所述连杆滑柱642在所述连杆滑槽622内移动，所述从动轮架62向外转动，使得所述驱动滚轮71与所述从动滚轮61能够向壳体外侧运动，适配不同直径的管路。

所述从动轮65外壁成型有从动齿圈651，所述纵向滑动架3下部左右两侧成型有与同侧的所述从动齿圈651啮合的纵向驱动齿条31；所述纵向滑动架3上部前端成型有纵向从动齿条32，所述驱动轮架75上与所述驱动轮架75的转轴同轴处成型有第一驱动轮73，所述第一驱动轮73外壁成型有与所述纵向从动齿条32啮合的第一驱动齿圈731；所述第一驱动齿圈731的圆心角小于360°。

当所述驱动轮架75处于第一位置时，所述纵向滑动架3位于上方极限位置，所述纵向驱动齿条31与所述从动齿圈651刚好啮合，所述纵向从动齿条32与所述第一驱动齿圈731刚好啮合，所述从动滚轮61处于竖直状态。

当所述驱动轮架75处于第二位置时，所述纵向滑动架3位于下方极限位置，所述纵向驱动齿条31与所述从动齿圈651刚好结束啮合，所述驱动轮架75的继续转动不带动所述纵向滑动架3继续移动，所述纵向从动齿条32与所述第一驱动齿圈731刚好结束啮合，所述从动滚轮61转动至倾斜状态。

所述横向滑动架4上端成型有沿前后方向设置的驱动杆41，所述驱动杆41下端成型有横向驱动齿条411；所述驱动轮架75上与所述驱动轮架75的转轴同轴处成型有第二驱动轮74，所述第二驱动轮74外壁成型有能够与所述横向驱动齿条411啮合的第二驱动齿圈741；所述第二驱动齿圈741的圆心角小于360°。

当所述驱动轮架75处于第一位置时，所述第二驱动齿圈741与所述横向驱动齿条411不啮合。

当所述驱动轮架75处于第二位置时，所述第二驱动齿圈741与所述横向驱动齿条411刚好啮合，所述驱动轮架75的继续转动使得所述横向驱动齿条411移动，进而使得所述从动轮架62向外转动。

所述纵向滑动架3前端成型有卡锁槽33，所述横向滑动架4上端成型有能够与所述卡锁槽33在上下方向卡接的卡锁杆42。

当所述驱动轮架75处于第二位置时，所述卡锁杆42与所述卡锁槽33在前后方向上正对但不卡接，所述驱动轮架75的继续转动使得所述卡锁杆42与所述卡锁槽33卡接。

所述壳体1后端成型有沿上下设置的转动槽14，所述转动槽14内固定连接有沿上下方向设置的转动杆16；所述转动杆16下端转动连接有固定转块83，所述转动杆16上滑动连接有能够与转动杆周向转动的连接滑块81；两个壳体之间通过两个连接杆82相连；所述连接杆82一端与一个壳体1上的固定转块83转动连接，另一端与另一个壳体1上的连接滑块81转动连接；两个所述连接杆82中部通过销轴转动连接；所述连接杆82的各个转轴均沿水平方向设置且相互平行；所述连接滑块81上成型有与所述转动杆16滑动连接的滑块转动孔812；所述固定转块83上成型有与所述转动杆16滑动连接的转块转动孔831；所述转动槽14上端成型有固定槽13；所述固定槽的宽度与连接滑块的宽度相当；所述转动槽的宽度大于连接滑块的宽度；所述固定槽13与所述转动槽14之间成型有过渡弧面15。

当所述连接滑块81位于所述固定槽13内时，所述连接滑块81无法在所述转动杆16上转动，两个所述壳体1不会相对转动。

当所述连接滑块81位于所述转动槽14内时，所述连接滑块81能够在所述转动杆16上转动，两个所述壳体1能够相对转动，进而能够在管道内转弯。

所述固定板2上部与所述固定槽13正对处沿前后方向滑动连接有用于限制所述连接滑块81移动的活动卡头21；所述固定板2上部成型有与所述活动卡头21滑动连接的卡头滑槽23；所述壳体1上成型有与所述活动卡头21滑动连接的与所述固定槽13连通的卡头通槽17；所述连接滑块81外壁成型有切换槽811，所述活动卡头21后端成型有能够与所述切换槽811在上下方向上卡接的切换块213；所述活动卡头21前部下端成型有能够由所述纵向滑动架3挤压推动所述活动卡头21向后移动的卡头斜面211，所述活动卡头21后端与所述固定板2之间设置有用于推动所述活动卡头21向前移动的卡头弹簧212。

当所述纵向滑动架3位于上方极限位置时，所述纵向滑动架3与所述活动卡头21相抵，所述活动卡头21位于后方极限位置，所述切换块213与所述切换槽811卡接，所述卡头弹簧212收缩蓄力，此时所述连接滑块81被固定在所述固定槽13内，两个所述壳体1无法相互远离也无法相互转动。

当所述纵向滑动架3位于下方极限位置时，所述纵向滑动架3不与所述活动卡头21相抵，所述活动卡头21在所述卡头弹簧212作用下移动至前方极限位置，所述切换块213不再与所述切换槽811卡接，所述连接滑块81能够在所述转动杆16上滑动，使得两个所述壳体1能够相互远离，当所述连接滑块81位于所述转动槽14内时，所述连接滑块81与所述固定转块83能够转动，进而实现管道内转弯。

所述从动轮架62上固定连接有用于驱动所述从动滚轮61转动的从动电机63；所述驱动轮架75上固定连接有用于驱动所述驱动滚轮71转动的驱动电机72；所述壳体1前端固定连接有带有探照灯的摄像头10；所述壳体1内固定连接有控制器，所述摄像头10、所述切换电机5、所述驱动电机72、所述从动电机63与所述控制器电连接。

初始状态下，两个从动滚轮61处于竖直状态，驱动轮架75处于第一位置，横向滑动架4位于前方极限位置，纵向滑动架3位于上方极限位置，活动卡头21位于后方极限位置，活动卡头21上的切换块213与连接滑块81上的切换槽811在上下方向上卡接，连接滑块81与固定槽13内壁相抵。

在使用本发明时，将本发明平稳放置在平地上，各个从动滚轮61与地面相抵且接触面积最大，然后通过控制器控制从动电机63启动，带动从动滚轮61转动运作，并通过摄像头10观察，使得本发明在平地上向管道方向移动。

当本发明进入管道内时，通过控制器控制从动电机63停止，并反向启动切换电机5，带动驱动轮架75反向转动；在驱动轮架75反向转动过程中，第一驱动轮73上的第一驱动齿圈731与纵向滑动架3上的纵向从动齿条32啮合，使得纵向滑动架3向下移动；纵向滑动架3在下降过程中，纵向驱动齿条31与从动齿圈651啮合，带动从动轮65转动，进而带动与从动轮65相连的从动轮组6转动倾斜。

当驱动轮架75转动至第二位置时，纵向滑动架3移动至下方极限位置，纵向驱动齿条31与从动齿圈651刚好结束啮合，从动轮65带动从动轮组6转动至倾斜状态，此时从动轮组6上的从动滚轮61与壳体1的径向重合，驱动轮架75上的第二驱动轮74的第二驱动齿圈741与驱动杆41上的横向驱动齿条411刚好啮合；此时活动卡头21不再与纵向滑动架3相抵，活动卡头21在卡头弹簧212作用下向前移动，切换块213移动至不与切换槽811卡接，此时连接滑块81能够在上下方向滑动。

接着切换电机5继续反转，带动驱动轮架75继续转动，在驱动轮架75转动过程中，第二驱动齿圈741与横向驱动齿条411啮合，带动横向滑动架4向后移动；横向滑动架4的向后移动，带动连杆64同步向后移动，连杆64上的连杆滑柱642在连杆滑槽622内移动，使得连杆64的移动带动从动轮架62向外转动，既从动滚轮和驱动滚轮同步向壳体外侧移动，与此同时横向滑动架4移动至卡锁杆42与卡锁槽33卡接，从动轮架62被固定，无法随意沿轴向转动。

当驱动轮架75转动至驱动滚轮71与管道内壁贴合时，从动轮架62转动至从动滚轮61与管道内壁贴合，然后通过控制器控制切换电机5停止运行。

接着通过控制器仅控制前方的两个从动电机63与一个驱动电机72启动，带动前方的两个从动滚轮61与一个驱动滚轮71向前转动，带动前方的壳体1前移，此时后方的壳体1保持不动，位于固定槽13内的连接滑块81向下滑动至转动槽14内，此时连接滑块81不与固定槽13内壁贴合，连接滑块81能够绕转动杆16转动；当前方的壳体1移动至一定距离后，控制各个从动电机63与驱动电机72启动，带动各个从动滚轮61与驱动滚轮71转动，使得本发明在管道内移动；同时控制摄像头10上的探照灯打开，通过摄像头观察管道内情况进行调节。

当需要移动至不同内径的管道内时，通过控制器控制切换电机5转动，带动驱动轮架75转动，并通过横向滑动架4带动从动轮架62同步转动，使得驱动滚轮71与从动滚轮61移动至与新的管道的内壁贴合，进而满足管道内不同内径的场合的使用。

当需要在管道内进行转弯时，通过控制器控制两个从动电机63与一个驱动电机72以不同速率启动，使得本发明的其中一节先进行转弯，转弯完成后控制下一节的两个从动电机63与一个驱动电机72以不同速率启动，进行转弯。

当使用结束并即将从管道内移出时，控制前方的两个从动电机63与一个驱动电机72停止运行，此时仅后方的壳体1向前移动，在移动过程中，连接杆82收缩，使得位于上方的连接滑块81在转动杆16上向上移动，并在过渡弧面15作用下移动至固定槽13内，连接滑块81与固定槽13侧壁相抵；当连接杆82收缩至极限时，控制后方的两个从动电机63与一个驱动电机72停止运行，此时连接滑块81上的切换槽811与活动卡头21上的切换块213正对。

然后控制切换电机5正向转动，带动驱动轮架75正向转动，横向滑动架4在第二驱动齿圈741作用下向前移动，带动驱动轮架75向内转动；当驱动轮架75转动至第二位置时，驱动轮架75的继续转动带动纵向滑动架3向上移动，并带动从动轮65转动；当驱动轮架75转动至第一位置时，纵向滑动架3移动至上方极限位置，纵向滑动架3与活动卡头21相抵并推动活动卡头21移动至切换块213与切换槽811卡接，同时，从动轮65带动从动轮架62转动至从动滚轮61竖直；此时本发明的各个从动滚轮61与地面相抵且接触面积最大，本发明能够在地面上移动，两个壳体不会相互远离。

本发明通过设置了驱动轮架75，在驱动轮架75转动过程中，既能够带动纵向滑动架3移动，改变从动滚轮61的方向，又能够带动横向滑动架4移动，改变从动滚轮61距离壳体1中心距离，进而满足不同环境下使用。

本发明通过设置了纵向滑动架3，既能够驱动从动轮65转动，带动从动轮组6转动，改变从动滚轮61的方向，又能在向上移动时推动活动卡头21移动至与连接滑块81卡接，防止在地面上移动时两个壳体1相互远离。

本发明通过设置了横向滑动架4，既能够驱动从动轮组6向外翻转，又能够使得卡锁槽33与卡锁杆42卡接，防止向外翻转的从动轮架62在移动过程中发生转动。

本发明既能够将驱动滚轮71与从动滚轮61沿径向设置，使得能够在管道内移动，又能将从动滚轮61转动竖直，使得能够在平面上移动，通过控制从动滚轮61沿壳体轴向转动，使得从动滚轮61能够与管道或地面的接触面积最大，增大从动滚轮61的抓地力。

Claims (10)

1.一种管道机器人，其特征在于：包括两个相对转动的壳体；各个所述壳体内部后端固定连接有固定板，所述固定板下部转动连接有两个左右对称设置的从动轮组；所述从动轮组转轴沿前后方向设置；所述从动轮组包括转动连接于所述固定板前端的转轴沿前后方向设置的从动轮，设置于所述从动轮上的能够随所述从动轮同步转动的转轴垂直所述从动轮转轴设置的从动滚轮；所述固定板前端沿上下方向滑动连接有用于驱动所述从动轮转动的纵向滑动架；所述固定板上部设置有驱动轮组；所述驱动轮组包括转动连接于所述固定板上部的用于驱动所述纵向滑动架移动的驱动轮架，转动连接于所述驱动轮架远离转轴一端的驱动滚轮；所述驱动轮架、所述驱动滚轮转轴方向均沿左右方向设置；所述固定板上部固定连接有用于驱动所述驱动轮架转动的切换电机；当所述驱动轮架处于第一位置时，所述纵向滑动架位于上方极限位置，两个所述从动滚轮处于竖直状态，此时所述从动滚轮与地面接触面积最大，在地面上移动时抓地力最大，所述驱动滚轮位于所述壳体内部；当所述驱动轮架处于第二位置时，所述纵向滑动架位于下方极限位置，两个所述从动滚轮转动至倾斜状态，所述从动滚轮与所述壳体的半径重合，此时所述从动滚轮、所述驱动滚轮与管道内壁接触面积最大，在管道内移动时抓地力最大。

2.如权利要求1所述的一种管道机器人，其特征在于：所述从动轮组还包括转动连接于所述从动轮上的与所述从动滚轮转动连接的从动轮架；所述从动轮架转轴垂直所述从动轮转轴设置；所述固定板前方沿前后方向滑动连接有用于驱动所述从动轮架转动的横向滑动架；所述从动轮架与所述横向滑动架之间设置有连杆；所述从动轮架外壁成型有连杆滑槽，所述连杆靠近所述从动轮架一端成型有与所述连杆滑槽滑动连接的连杆滑柱；所述横向滑动架下部成型有切换板，所述切换板上成型有前后贯通的切换滑槽，所述切换滑槽为圆弧形槽，且圆心与所述从动轮转轴重合；所述连杆靠近所述横向滑动架一端成型有与所述切换滑槽滑动连接的与所述切换板在前后方向上同步移动的连杆卡柱；当所述驱动轮架处于第二位置时，两个所述从动滚轮处于倾斜状态，所述横向滑动架向后移动，所述连杆滑柱在所述连杆滑槽内移动，所述从动轮架向外转动，使得所述驱动滚轮与所述从动滚轮能够向壳体外侧运动，适配不同直径的管路。

3.如权利要求2所述的一种管道机器人，其特征在于：所述从动轮外壁成型有从动齿圈，所述纵向滑动架下部左右两侧成型有与同侧的所述从动齿圈啮合的纵向驱动齿条；所述纵向滑动架上部前端成型有纵向从动齿条，所述驱动轮架上与所述驱动轮架的转轴同轴处成型有第一驱动轮，所述第一驱动轮外壁成型有与所述纵向从动齿条啮合的第一驱动齿圈；所述第一驱动齿圈的圆心角小于360°；当所述驱动轮架处于第一位置时，所述纵向滑动架位于上方极限位置，所述纵向驱动齿条与所述从动齿圈刚好啮合，所述纵向从动齿条与所述第一驱动齿圈刚好啮合，所述从动滚轮处于竖直状态；当所述驱动轮架处于第二位置时，所述纵向滑动架位于下方极限位置，所述纵向驱动齿条与所述从动齿圈刚好结束啮合，所述驱动轮架的继续转动不带动所述纵向滑动架继续移动，所述纵向从动齿条与所述第一驱动齿圈刚好结束啮合，所述从动滚轮转动至倾斜状态。

4.如权利要求3所述的一种管道机器人，其特征在于：所述横向滑动架上端成型有沿前后方向设置的驱动杆，所述驱动杆下端成型有横向驱动齿条；所述驱动轮架上与所述驱动轮架的转轴同轴处成型有第二驱动轮，所述第二驱动轮外壁成型有能够与所述横向驱动齿条啮合的第二驱动齿圈；所述第二驱动齿圈的圆心角小于360°；当所述驱动轮架处于第一位置时，所述第二驱动齿圈与所述横向驱动齿条不啮合；当所述驱动轮架处于第二位置时，所述第二驱动齿圈与所述横向驱动齿条刚好啮合，所述驱动轮架的继续转动使得所述横向驱动齿条移动，进而使得所述从动轮架向外转动。

5.如权利要求4所述的一种管道机器人，其特征在于：所述纵向滑动架前端成型有卡锁槽，所述横向滑动架上端成型有能够与所述卡锁槽在上下方向卡接的卡锁杆；

当所述驱动轮架处于第二位置时，所述卡锁杆与所述卡锁槽在前后方向上正对但不卡接，所述驱动轮架的继续转动使得所述卡锁杆与所述卡锁槽卡接。

6.如权利要求1所述的一种管道机器人，其特征在于：所述壳体后端成型有沿上下设置的转动槽，所述转动槽内固定连接有沿上下方向设置的转动杆；所述转动杆下端转动连接有固定转块，所述转动杆上滑动连接有能够与转动杆周向转动的连接滑块；两个壳体之间通过两个连接杆相连；所述连接杆一端与一个壳体上的固定转块转动连接，另一端与另一个壳体上的连接滑块转动连接；两个所述连接杆中部通过销轴转动连接；所述连接杆的各个转轴均沿水平方向设置且相互平行；所述转动槽上端成型有固定槽；所述固定槽的宽度与连接滑块的宽度相当；所述转动槽的宽度大于连接滑块的宽度；所述固定槽与所述转动槽之间成型有过渡弧面；当所述连接滑块位于所述固定槽内时，所述连接滑块无法在所述转动杆上转动，两个所述壳体不会相对转动；当所述连接滑块位于所述转动槽内时，所述连接滑块能够在所述转动杆上转动，两个所述壳体能够相对转动，进而能够在管道内转弯。

7.如权利要求6所述的一种管道机器人，其特征在于：所述固定板上部与所述固定槽正对处沿前后方向滑动连接有用于限制所述连接滑块移动的活动卡头；所述连接滑块外壁成型有切换槽，所述活动卡头后端成型有能够与所述切换槽在上下方向上卡接的切换块；所述活动卡头前部下端成型有能够由所述纵向滑动架挤压推动所述活动卡头向后移动的卡头斜面，所述活动卡头后端与所述固定板之间设置有用于推动所述活动卡头向前移动的卡头弹簧；

当所述纵向滑动架位于上方极限位置时，所述纵向滑动架与所述活动卡头相抵，所述活动卡头位于后方极限位置，所述切换块与所述切换槽卡接，所述卡头弹簧收缩蓄力，此时所述连接滑块被固定在所述固定槽内，两个所述壳体无法相互远离也无法相互转动；

当所述纵向滑动架位于下方极限位置时，所述纵向滑动架不与所述活动卡头相抵，所述活动卡头在所述卡头弹簧作用下移动至前方极限位置，所述切换块不再与所述切换槽卡接，所述连接滑块能够在所述转动杆上滑动，使得两个所述壳体能够相互远离，当所述连接滑块位于所述转动槽内时，所述连接滑块与所述固定转块能够转动，进而实现管道内转弯。

8.如权利要求2所述的一种管道机器人，其特征在于：所述从动轮架上固定连接有用于驱动所述从动滚轮转动的从动电机；所述驱动轮架上固定连接有用于驱动所述驱动滚轮转动的驱动电机。

9.如权利要求8所述的一种管道机器人，其特征在于：所述壳体前端固定连接有带有探照灯的摄像头；所述壳体内固定连接有控制器，所述摄像头、所述切换电机、所述驱动电机、所述从动电机与所述控制器电连接。

10.一种管道机器人，其特征在于：包括两个相对转动的壳体；各个所述壳体内部后端固定连接有固定板，所述固定板下部转动连接有两个左右对称设置的从动轮组；所述从动轮组转轴沿前后方向设置；所述从动轮组包括转动连接于所述固定板前端的转轴沿前后方向设置的从动轮，设置于所述从动轮上的能够随所述从动轮同步转动的转轴垂直所述从动轮转轴设置的从动滚轮；所述固定板前端沿上下方向滑动连接有用于驱动所述从动轮转动的纵向滑动架；所述固定板上部设置有驱动轮组；所述驱动轮组包括转动连接于所述固定板上部的用于驱动所述纵向滑动架移动的驱动轮架，转动连接于所述驱动轮架远离转轴一端的驱动滚轮；所述驱动轮架、所述驱动滚轮转轴方向均沿左右方向设置；所述固定板上部固定连接有用于驱动所述驱动轮架转动的切换电机；当所述驱动轮架处于第一位置时，所述纵向滑动架位于上方极限位置，两个所述从动滚轮处于竖直状态，此时所述从动滚轮与地面接触面积最大，在地面上移动时抓地力最大，所述驱动滚轮位于所述壳体内部；当所述驱动轮架处于第二位置时，所述纵向滑动架位于下方极限位置，两个所述从动滚轮转动至倾斜状态，所述从动滚轮与所述壳体的半径重合，此时所述从动滚轮、所述驱动滚轮与管道内壁接触面积最大，在管道内移动时抓地力最大；所述从动轮组还包括转动连接于所述从动轮上的与所述从动滚轮转动连接的从动轮架；所述从动轮架转轴垂直所述从动轮转轴设置；所述固定板前方沿前后方向滑动连接有用于驱动所述从动轮架转动的横向滑动架；所述从动轮架与所述横向滑动架之间设置有连杆；所述从动轮架外壁成型有连杆滑槽，所述连杆靠近所述从动轮架一端成型有与所述连杆滑槽滑动连接的连杆滑柱；所述横向滑动架下部成型有切换板，所述切换板上成型有前后贯通的切换滑槽，所述切换滑槽为圆弧形槽，且圆心与所述从动轮转轴重合；所述连杆靠近所述横向滑动架一端成型有与所述切换滑槽滑动连接的与所述切换板在前后方向上同步移动的连杆卡柱；当所述驱动轮架处于第二位置时，两个所述从动滚轮处于倾斜状态，所述横向滑动架向后移动，所述连杆滑柱在所述连杆滑槽内移动，所述从动轮架向外转动，使得所述驱动滚轮与所述从动滚轮能够向壳体外侧运动，适配不同直径的管路。

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