CN115143343A - 一种管道裂缝检查机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道裂缝检查机器人，包括管道、裂缝检测机构和机器人行走机构。本发明通过驱动驱动齿轮转动的的同时，从动齿轮与驱动齿轮的啮合关系牵引从动齿轮转动，进而让转轴转动，再通过转轴让三维成像扫描仪缓慢旋转采集管道内腔中的影像，用以检测管道内腔中有无裂缝，控制驱动电机的输出轴转动，驱动丝杆正转，从而让丝杆牵引螺纹套管朝着远离驱动电机的方向移动，而螺纹套管让固定柱撑开活动杆，使得支架上的小型车轮表面与管道的内腔侧壁接触，通过小型车轮与管道内腔之间的摩擦牵引机器人行走，而通过调节电动伸缩杆和螺纹套管的位置，能够让机器人适应不同管道的内径，实现管道中攀爬检测的效果。

Description

一种管道裂缝检查机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种管道裂缝检查机器人。
背景技术
压力管道的安全问题一直是各方重点关注的内容，压力管道裂纹的产生是造成安全事故的首要因素，对其进行解决就成为了重点，而管道内部的裂缝检测通常时采用人员进入的方式进行检测，但是人员进入管道中存在较大的危险性，缺氧、坍塌等情况都会威胁到工作人员的生命健康，而为解决不需要人员进入管道，同时实现裂缝检测方便的效果，现提出一种管道裂缝检查机器人。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道裂缝检查机器人，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道裂缝检查机器人，包括管道、裂缝检测机构和机器人行走机构，所述机器人行走机构设置在裂缝检测机构的右侧，且裂缝检测机构和机器人行走机构均在管道的内腔中，其中，裂缝检测机构包括有三维成像扫描仪、橡胶圆球、弧形板、电动伸缩杆、圆盘、伺服电机舱、驱动齿轮、转轴、从动齿轮、传动轴、伺服电机，转轴相互靠近的一端均与三维成像扫描仪的两侧侧壁固定连接，转轴相互远离的一端与圆盘相互靠近的一侧转动连接，从动齿轮均焊接在转轴的外圈上，且三个所述伺服电机舱以圆盘的圆心为基点呈环形阵列设置在圆盘相互靠近的一侧上，伺服电机的安装面固定安装在伺服电机舱的侧壁上，且伺服电机舱的输出轴通过联轴器与传动轴的一端固定连接，传动轴的另一端贯穿到伺服电机舱的外部并与驱动齿轮的侧壁焊接，而驱动齿轮的外圈齿牙与从动齿轮的外圈齿牙相互啮合，且电动伸缩杆的底座通过螺丝固定在圆盘的外圈四周，电动伸缩杆远离圆盘的一端均设置有弧形板，四个所述橡胶圆球活动连接在弧形板远离电动伸缩杆的侧壁上；
所述机器人行走机构包括有驱动电机、丝杆、螺纹套管、固定盘、活动杆、滑槽、固定柱、空心罐、小型车轮、支架和驱动电机，其中，驱动电机的输出端通过联轴器与丝杆的一端固定连接，丝杆的另一端与固定盘的一侧侧壁转动连接，而活动杆的一端通过铰链与固定盘的外圈四周表面铰接，且驱动电机设置在活动杆的另一端上，且滑槽开设在活动杆的侧壁表面上，螺纹套管套设在丝杆的外圈上，且固定柱的一端与螺纹套管的外圈表面焊接，另一端在滑槽的内腔中滑动连接，小型车轮在支架的内腔中转动连接，且空心罐的一侧固定连接在支架的侧壁上，且驱动电机固定在空心罐的内腔侧壁上，驱动电机的输出轴贯穿空心罐和支架的侧壁与小型车轮的侧壁固定连接。
作为本发明一种优选的方案，所述弧形板远离电动伸缩杆的一侧表面上均开设有四个供橡胶圆球活动的腔室，且橡胶圆球的侧壁与管道的内腔侧壁接触。
作为本发明一种优选的方案，所述电动伸缩杆、伺服电机的电源输入端均通过电线与外接电源固定连接。
作为本发明一种优选的方案，所述驱动电机远离丝杆的一侧通过螺栓与右侧所述圆盘的侧壁固定连接。
作为本发明一种优选的方案，所述螺纹套管的内圈中开设有螺纹，且丝杆的外圈表面设置有与螺纹套管内圈螺纹相适配的螺牙。
作为本发明一种优选的方案，所述驱动电机和驱动电机的电极端均通过导线与外接的电源固定连接。
作为本发明一种优选的方案，所述小型车轮的外圈表面均与管道的内腔侧壁接触。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、通过丝杆牵引螺纹套管向靠近驱动电机的方向移动，并在固定柱的带动下将活动杆折叠，且让圆盘上的电动伸缩杆遥控收缩其输出轴，从而适应管道的内径，在机器人进入到管道的内腔中之后，让两个圆盘外圈四周各六个电动伸缩杆的输出轴伸出，让弧形板上的橡胶圆球与管道的内腔侧壁紧紧接触，从而稳定住整体。
2、通过控制伺服电机舱内腔中的伺服电机输出轴转动，在驱动驱动齿轮转动的的同时，从动齿轮与驱动齿轮的啮合关系牵引从动齿轮转动，进而让转轴转动，再通过转轴让三维成像扫描仪缓慢旋转采集管道内腔中的影像，用以检测管道内腔中有无裂缝。
3、控制驱动电机的输出轴转动，驱动丝杆正转，从而让丝杆牵引螺纹套管朝着远离驱动电机的方向移动，在此过程中螺纹套管让固定柱在滑槽的内部中滑动，并撑开活动杆使得支架上的小型车轮表面与管道的内腔侧壁接触，之后通过驱动电机的输出轴转动小型车轮，并通过小型车轮与管道内腔之间的摩擦牵引机器人行走，而通过调节电动伸缩杆和螺纹套管的位置，能够让机器人适应不同管道的内径，实现管道中攀爬检测的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的裂缝检测机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的机器人行走机构结构示意图；
图4为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的裂缝检测机构中局部剖视结构示意图；
图5为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的机器人行走机构中局部剖视结构示意图；
图6为本发明提出的一种管道裂缝检查机器人的图2中A部分局部放大结构示意图。
附图标记说明：
1、管道；2、裂缝检测机构；21、三维成像扫描仪；22、橡胶圆球；23、弧形板；24、电动伸缩杆；25、圆盘；26、伺服电机舱；27、驱动齿轮；28、转轴；29、从动齿轮；210、传动轴；211、伺服电机；3、机器人行走机构；31、驱动电机；32、丝杆；33、螺纹套管；34、固定盘；35、活动杆；36、滑槽；37、固定柱；38、空心罐；39、小型车轮；310、支架；311、驱动电机。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。
下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构，本文所引用的各种出版物、专利和公开的专利说明书，其公开内容通过引用整体并入本文，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
实施例一
参照说明书附图1至附图6，一种管道裂缝检查机器人：
包括管道1、裂缝检测机构2和机器人行走机构3，机器人行走机构3设置在裂缝检测机构2的右侧，且裂缝检测机构2和机器人行走机构3均在管道1的内腔中，其中，裂缝检测机构2包括有三维成像扫描仪21、橡胶圆球22、弧形板23、电动伸缩杆24、圆盘25、伺服电机舱26、驱动齿轮27、转轴28、从动齿轮29、传动轴210、伺服电机211，转轴28相互靠近的一端均与三维成像扫描仪21的两侧侧壁固定连接，转轴28相互远离的一端与圆盘25相互靠近的一侧转动连接，从动齿轮29均焊接在转轴28的外圈上，且三个伺服电机舱26以圆盘25的圆心为基点呈环形阵列设置在圆盘25相互靠近的一侧上，伺服电机211的安装面固定安装在伺服电机舱26的侧壁上，且伺服电机舱26的输出轴通过联轴器与传动轴210的一端固定连接，传动轴210的另一端贯穿到伺服电机舱26的外部并与驱动齿轮27的侧壁焊接，而驱动齿轮27的外圈齿牙与从动齿轮29的外圈齿牙相互啮合，且电动伸缩杆24的底座通过螺丝固定在圆盘25的外圈四周，电动伸缩杆24远离圆盘25的一端均设置有弧形板23，四个橡胶圆球22活动连接在弧形板23远离电动伸缩杆24的侧壁上。
实施例二
基于实施例一的基础上，参照说明书附图1至附图6，一种管道裂缝检查机器人：
机器人行走机构3包括有驱动电机31、丝杆32、螺纹套管33、固定盘34、活动杆35、滑槽36、固定柱37、空心罐38、小型车轮39、支架310和驱动电机311，其中，驱动电机31的输出端通过联轴器与丝杆32的一端固定连接，丝杆32的另一端与固定盘34的一侧侧壁转动连接，而活动杆35的一端通过铰链与固定盘34的外圈四周表面铰接，且驱动电机31设置在活动杆35的另一端上，且滑槽36开设在活动杆35的侧壁表面上，螺纹套管33套设在丝杆32的外圈上，且固定柱37的一端与螺纹套管33的外圈表面焊接，另一端在滑槽36的内腔中滑动连接，小型车轮39在支架310的内腔中转动连接，且空心罐38的一侧固定连接在支架310的侧壁上，且驱动电机311固定在空心罐38的内腔侧壁上，驱动电机311的输出轴贯穿空心罐38和支架310的侧壁与小型车轮39的侧壁固定连接。
实施例三
基于实施例一的基础上，参照说明书附图1至附图6，一种管道裂缝检查机器人：
弧形板23远离电动伸缩杆24的一侧表面上均开设有四个供橡胶圆球22活动的腔室，且橡胶圆球22的侧壁与管道1的内腔侧壁接触，电动伸缩杆24、伺服电机211的电源输入端均通过电线与外接电源固定连接，驱动电机31远离丝杆32的一侧通过螺栓与右侧圆盘25的侧壁固定连接，螺纹套管33的内圈中开设有螺纹，且丝杆32的外圈表面设置有与螺纹套管33内圈螺纹相适配的螺牙，驱动电机31和驱动电机311的电极端均通过导线与外接的电源固定连接，小型车轮39的外圈表面均与管道1的内腔侧壁接触。
参照说明书附图1至附图6，本发明工作原理：
在使用机器人对管道1的内腔侧壁进行裂缝检测时，让驱动电机31的输出端反转，通过丝杆32牵引螺纹套管33向靠近驱动电机31的方向移动，并在固定柱37的带动下将活动杆35折叠，且让圆盘25上的电动伸缩杆24遥控收缩其输出轴，从而适应管道1的内径，在机器人进入到管道1的内腔中之后，让两个圆盘25外圈四周各六个电动伸缩杆24的输出轴伸出，让弧形板23上的橡胶圆球22与管道1的内腔侧壁紧紧接触，从而稳定住整体；
随后控制伺服电机舱26内腔中的伺服电机211输出轴转动，在驱动驱动齿轮27转动的的同时，从动齿轮29与驱动齿轮27的啮合关系牵引从动齿轮29转动，进而让转轴28转动，再通过转轴28让三维成像扫描仪21缓慢旋转采集管道1内腔中的影像，用以检测管道1内腔中有无裂缝；
而在三维成像扫描仪21旋转检测的过程中，控制驱动电机31的输出轴转动，驱动丝杆32正转，从而让丝杆32牵引螺纹套管33朝着远离驱动电机31的方向移动，在此过程中螺纹套管33让固定柱37在滑槽36的内部中滑动，并撑开活动杆35使得支架310上的小型车轮39表面与管道1的内腔侧壁接触，之后通过驱动电机311的输出轴转动小型车轮39，并通过小型车轮39与管道1内腔之间的摩擦牵引机器人行走，而通过调节电动伸缩杆24和螺纹套管33的位置，能够让机器人适应不同管道的内径，实现管道中攀爬检测的效果。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种管道裂缝检查机器人，包括管道(1)、裂缝检测机构(2)和机器人行走机构(3)，其特征在于：所述机器人行走机构(3)设置在裂缝检测机构(2)的右侧，且裂缝检测机构(2)和机器人行走机构(3)均在管道(1)的内腔中，其中，裂缝检测机构(2)包括有三维成像扫描仪(21)、橡胶圆球(22)、弧形板(23)、电动伸缩杆(24)、圆盘(25)、伺服电机舱(26)、驱动齿轮(27)、转轴(28)、从动齿轮(29)、传动轴(210)、伺服电机(211)，转轴(28)相互靠近的一端均与三维成像扫描仪(21)的两侧侧壁固定连接，转轴(28)相互远离的一端与圆盘(25)相互靠近的一侧转动连接，从动齿轮(29)均焊接在转轴(28)的外圈上，且三个所述伺服电机舱(26)以圆盘(25)的圆心为基点呈环形阵列设置在圆盘(25)相互靠近的一侧上，伺服电机(211)的安装面固定安装在伺服电机舱(26)的侧壁上，且伺服电机舱(26)的输出轴通过联轴器与传动轴(210)的一端固定连接，传动轴(210)的另一端贯穿到伺服电机舱(26)的外部并与驱动齿轮(27)的侧壁焊接，而驱动齿轮(27)的外圈齿牙与从动齿轮(29)的外圈齿牙相互啮合，且电动伸缩杆(24)的底座通过螺丝固定在圆盘(25)的外圈四周，电动伸缩杆(24)远离圆盘(25)的一端均设置有弧形板(23)，四个所述橡胶圆球(22)活动连接在弧形板(23)远离电动伸缩杆(24)的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述机器人行走机构(3)包括有驱动电机(31)、丝杆(32)、螺纹套管(33)、固定盘(34)、活动杆(35)、滑槽(36)、固定柱(37)、空心罐(38)、小型车轮(39)、支架(310)和驱动电机(311)，其中，驱动电机(31)的输出端通过联轴器与丝杆(32)的一端固定连接，丝杆(32)的另一端与固定盘(34)的一侧侧壁转动连接，而活动杆(35)的一端通过铰链与固定盘(34)的外圈四周表面铰接，且驱动电机(31)设置在活动杆(35)的另一端上，且滑槽(36)开设在活动杆(35)的侧壁表面上，螺纹套管(33)套设在丝杆(32)的外圈上，且固定柱(37)的一端与螺纹套管(33)的外圈表面焊接，另一端在滑槽(36)的内腔中滑动连接，小型车轮(39)在支架(310)的内腔中转动连接，且空心罐(38)的一侧固定连接在支架(310)的侧壁上，且驱动电机(311)固定在空心罐(38)的内腔侧壁上，驱动电机(311)的输出轴贯穿空心罐(38)和支架(310)的侧壁与小型车轮(39)的侧壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述弧形板(23)远离电动伸缩杆(24)的一侧表面上均开设有四个供橡胶圆球(22)活动的腔室，且橡胶圆球(22)的侧壁与管道(1)的内腔侧壁接触。
4.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述电动伸缩杆(24)、伺服电机(211)的电源输入端均通过电线与外接电源固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述驱动电机(31)远离丝杆(32)的一侧通过螺栓与右侧所述圆盘(25)的侧壁固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述螺纹套管(33)的内圈中开设有螺纹，且丝杆(32)的外圈表面设置有与螺纹套管(33)内圈螺纹相适配的螺牙。
7.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述驱动电机(31)和驱动电机(311)的电极端均通过导线与外接的电源固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种管道裂缝检查机器人，其特征在于：所述小型车轮(39)的外圈表面均与管道(1)的内腔侧壁接触。
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