CN115234747B - 一种自适应管道巡检机器人及管道缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应管道巡检机器人及管道缺陷检测系统，属于管道缺陷检测领域，本发明包括检测支撑单元、摆动单元和驱动单元三个部分，检测支撑单元包括检测系统，用于安装检测系统的前机体，用于行走及支撑的自适应支撑机构；摆动单元包括用于安装转动轴、摆动电机和摆动轴的中支架；驱动单元包括用于安装电机和控制器的后机体和用于驱动的自适应驱动机构；检测系统包括侧面红外摄像机，数据处理器，激光测距器，头部红外摄像机，尾部红外摄像机，激光测距器。针对目前管道机器人适应管径范围小、运行不平稳、检测效率和精度较低的问题，本发明的巡检机器人适应管径范围大，运行平稳，能够对管道缺陷进行高效精确定位。

Description

一种自适应管道巡检机器人及管道缺陷检测系统

技术领域

本发明涉及管道缺陷检测领域，更具体地说，涉及一种自适应管道巡检机器人及管道缺陷检测系统。

背景技术

在工业等各个领域中，管道作为一种高效的物料运输方法已得到广泛的运用。为提高管道的使用寿命，需要定期对管道内壁进行有效的检测和维护。由于管道空间狭小，且多数管道埋于地下或者墙体内，常规的检测检测方法效率较低，因此需要用到管道巡检机器人。

专利公开号为CN112128511B的发明专利公开了一种移动机器人，该发明解决了现有的轮式或履带式管道机器人，由于采用多个电机驱动，存在成本高和增加控制系统设计难度的问题。本发明的步进电机经过行星齿轮减速机减速后将运动和动力传递给主动直齿圆锥齿轮，从动直齿圆锥齿轮通过梅花型联轴器将运动和动力传递给滚珠丝杠螺旋副，安装在螺母座上的连杆随着螺母座的运动推动滑块沿着导杆向管道机器人两端移动，通过连杆带动摇杆组件绕各自的铰链中心转动，使管道机器人的行走轮始终与管道内壁接触。本发明采用了单个电机驱动管道机器人的管径自适应机构，降低了机器人的制造成本，能源的消耗以及控制系统的设计难度。

为使机器人适应不同的管径，需要机器人具有一定的自适应能力。现有的被动适应管径的方式主要有伸缩式和滑块式，这两种方式都存在适应范围小、运行不稳定的问题。现有的管道检测方法多采用摄像头或红外传感器对管壁进行检测，这种方法一般难以检测出管壁内部缺陷，效率和精度较低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自适应管道巡检机器人及管道缺陷检测系统；旨在解决目前管道巡检机器人存在的适应管径范围小、运行不平稳、检测效率和精度较低的问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种自适应管道巡检机器人，包括检测支撑单元、摆动单元和驱动单元三个部分，其中检测支撑单元包括检测系统、前机体以及用于行走和支撑的自适应支撑机构，驱动单元包括后机体和用于驱动的自适应驱动机构。

更进一步的，前机体为中空的六棱柱，所述六棱柱的侧面均布三个观察口，所述六棱柱的表面前后端均布六个固定铰座，前机体的腔体内安装有检测系统，前机体的尾端固连安装有套筒。

更进一步的，自适应支撑机构设有三套且均布安装在前机体的固定铰座上，每套自适应支撑机构包括前伸缩杆套，前弹簧，前限位销，前伸缩杆，第一前连杆，第二前连杆，超声波检测探头，前“U”型轮架，支撑轮，车轮安装架，车轮伸缩杆，其中前伸缩杆套与前机体头部的固定铰座通过铰链连接，前弹簧安装于前伸缩杆套内，前伸缩杆一端安装于前伸缩杆套内，前伸缩杆另一端通过铰链与第一前连杆和第二前连杆连接，前限位销安装于前伸缩杆底部并穿过前伸缩杆套两侧的限位槽，第一前连杆另一端与前机体尾部的固定铰座通过铰链连接，第二前连杆另一端与车轮安装架通过铰链连接，车轮安装架与车轮伸缩杆固连，车轮伸缩杆安装在套筒内，前“U”型轮架通过轴承组件安装在车轮安装架上，前“U”型轮架可绕车轮安装架摆转，前“U”型轮架的转轴上装有支撑轮。

更进一步的，前“U”型轮架两侧各装有一个超声波检测探头。

更进一步的，自适应支撑机构采用转动导杆机构与曲柄滑块机构串联组成的组合机构，由前机体、前伸缩杆套、前伸缩杆和第一前连杆构成转动导杆机构，由第一前连杆、第二前连杆、车轮伸缩杆和套筒构成曲柄滑块机构。当管径扩大时，前弹簧将前伸缩杆推出，通过第一前连杆和第二前连杆带动车轮安装架和车轮伸缩杆向外伸出，使支撑轮贴紧管壁，当管径减小时，管壁通过下压支撑轮，使车轮安装架和车轮伸缩杆收回，通过第一前连杆和第二前连杆带动前伸缩杆缩回，并压缩前弹簧，通过前限位销与前伸缩杆套的限位槽控制前弹簧形变量，使前弹簧弹力稳定，从而使管道巡检机器人具有自适应能力。

更进一步的，摆动单元包括用于安装转动轴、摆动电机和摆动轴的中支架，安装在摆动电机输出端的第一圆柱齿轮，安装在摆动轴上的第二圆柱齿轮。其中，转动轴的两端通过轴承组件安装在中支架的尾部，转动轴的摆动单元设有一短轴与转动电机输出轴固连，摆动轴的两端通过轴承组件安装在中支架的头部，摆动轴的摆动单元设有一短轴与前机体尾端固连。

更进一步的，后机体为中空的六棱柱，所述六棱柱的侧面均布三个观察口，所述六棱柱的表面前后端均布六个固定铰座，后机体的腔体内安装有驱动电机，控制器，转动电机，第四锥齿轮，其中第四锥齿轮安装在驱动电机输出轴上。

更进一步的，自适应驱动机构设有三套且均布安装在后机体的固定铰座上，每套自适应驱动机构包括：后伸缩杆套，后弹簧，后限位销，后伸缩杆，第一后连杆，第二后连杆，驱动轮，后“U”型轮架，传动轴，第一锥齿轮，第二锥齿轮，花键轴，花键轴套，第三锥齿轮，其结构与自适应支撑机构类似，其中后“U”型轮架通过铰链安装在第二后连杆端部，传动轴通过轴承组组件安装在后“U”型轮架上，传动轴两侧各安装有一个驱动轮，第一锥齿轮安装在传动轴上，与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮安装在花键轴光轴段的端部，花键轴的光轴段通过轴承组件安装在后“U”型轮架上，花键轴的花键端安装在花键轴套内，花键轴套通过轴承组件安装在后机体上，第三锥齿轮安装在花键轴套的尾部轴端。

更进一步的，自适应驱动机构采用转动导杆机构与曲柄滑块机构串联组成的组合机构，由后机体、后伸缩杆套、后伸缩杆和第一后连杆构成转动导杆机构，由第一后连杆、第二后连杆、花键轴和花键轴套构成曲柄滑块机构。当管径扩大时，后弹簧将后伸缩杆推出，通过第一后连杆和第二后连杆带动后“U”型轮架和花键轴向外伸出，使驱动轮贴紧管壁，当管径减小时，管壁通过下压驱动轮，使后“U”型轮架和花键轴收回，通过第一后连杆和第二后连杆带动后伸缩杆缩回，并压缩后弹簧，通过后限位销与后伸缩杆套的限位槽控制后弹簧形变量，使前后弹簧弹力稳定，从而使管道巡检机器人具有自适应能力。

更进一步的，第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合，将驱动电机的动力依次传递至花键轴套、花键轴，再通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合和传动轴将动力传递至驱动轮，从而带动管道巡检机器人运动。

一种自适应管道巡检机器人的管道缺陷检测系统，其特征在于：检测系统包括侧面红外摄像机，数据处理器，激光测距器，头部云台，头部红外摄像机，尾部云台，尾部红外摄像机。

更进一步的，数据处理器中包括数据分析单元，数据存储器，信号单元，姿态传感器，检测控制单元，第一运动控制单元。

更进一步的，控制器中包括第二运动控制单元，通讯单元，驱动控制器，转动控制器，摆动控制器。

更进一步的，所述管道缺陷检测系统的具体检测方法包括：

S1、手动控制机器人到特定位置，结束手动控制并输入检测次数N，此时检测控制单元设置检测次数n＝1，解除区段结束信号，第一运动控制单元控制驱动电机正转，带动机器人前进，开始检测；

S2、行进过程中，数据分析单元不断接收来自超声波检测探头、头部红外摄像机和侧面红外摄像机的数据，若发现异常；则发出异常信号；此时第一运动控制单控制驱动电机停转，数据分析单元继续对该位置的数据进行检测，若无异常则解除异常信号继续检测，若仍存在异常则记录该位置的波形、图像、姿态、位置等信息，再解除异常信号继续检测；

S3、检测控制单元接收激光测距器的数据；若检测到支管道等情况则判定当前检测区段结束，并记录姿态传感器中的位移数据；

S4、检测控制单元发出区段结束信号，检测次数n+1；此时第一运动控制单元控制驱动电机停转，并控制转动电机转过特定角度，待检测控制单元解除区段结束信号，第一运动控制单元判断检测次数n，若为奇数则控制驱动电机正转，若为偶数则控制驱动电机反转；

S5、重复S2，直至机器人行进的位移数据与S3中记录的位移数据相等时；执行S4；

S6、重复S5，直至检测次数n＝N；此时检测控制单元发出完成检测信号；数据分析单元停止检测；第一运动控制单元控制驱动电机停转；进入手动控制模式；在该模式下；用户可通过第二运动控制单元和检测控制单元手动控制机器人的运动和检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的管道机器人；利用支架和自适应机构构成曲柄转动导杆机构与曲柄滑块机构的串联机构；当管道直径增大时；通过弹簧伸长将车轮推离机身以贴紧管壁；当管道直径减小或遇到障碍物时；通过压缩弹簧使车轮收缩以适应管径或越过障碍物；并且由于弹簧的形变量变化较小；其提供的弹力也较为稳定；加之驱动轮一侧的倒角可使驱动轮更好的贴紧管壁；使得机器人在管道内平稳运行。

2、本发明的管道机器人；检测装置包括多个红外摄像头与超声波检测探头；其中头部红外摄像机和尾部红外摄像机可用于观察管道地形与异物；侧面红外摄像机用于对管道表面缺陷进行观察和识别；超声波检测探头用于对管道内部缺陷情况进行无损探测；整体可实现对管道缺陷的精确定位。

附图说明

图1是本发明管道巡检机器人的总体结构示意图；

图2是本发明管道巡检机器人的检测支撑单元的结构示意图；

图3是本发明管道巡检机器人的自适应支撑机构的机构简图；

图4是本发明管道巡检机器人的驱动单元的结构示意图；

图5是本发明管道巡检机器人的自适应驱动机构的机构简图；

图6是本发明管道缺陷检测系统的数据处理器及相关组件的示意图；

图7是本发明管道缺陷检测系统的控制器及相关组件的示意图；

图8是本发明管道缺陷检测系统的流程图

图9是本发明管道缺陷检测系统的数据分析单元的流程图；

图10是本发明管道缺陷检测系统的检测控制单元的流程图；

图11是本发明管道缺陷检测系统的第一运动控制单元的流程图；

图12是本发明管道缺陷检测系统的第二运动控制单元的流程图。

附图标记：1、前机体；2、前伸缩杆套；3、前弹簧；4、前限位销；5、前伸缩杆；6、第一前连杆；7、第二前连杆；8、超声波检测探头；9、前“U”型轮架；10、支撑轮；11、车轮安装架；12、车轮伸缩杆；13、套筒；14、侧面红外摄像机；15、数据处理器；16、激光测距器；17、头部云台；18、头部红外摄像机；19、中支架；20、第一圆柱齿轮；21、转动轴；22、摆动电机；23、第二圆柱齿轮；24、摆动轴；25、后机体；26、驱动电机；27、控制器；28、转动电机；29、后伸缩杆套；30、后弹簧；31、后限位销；32、后伸缩杆；33、第一后连杆；34、第二后连杆；35、驱动轮；36、后“U”型轮架；37、传动轴；38、第一锥齿轮；39、第二锥齿轮；40、花键轴；41、花键轴套；42、第三锥齿轮；43、第四锥齿轮；44、尾部云台；45、尾部红外摄像机。

具体实施方式

下面将结合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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1-图5所示，本实施例的一种自适应管道巡检机器人，包括检测支撑单元、摆动单元和驱动单元三个部分。检测支撑单元包括检测系统，用于安装检测系统的前机体1，用于行走及支撑的自适应支撑机构，驱动单元包括用于安装电机和控制器的后机体25和用于驱动的自适应驱动机构。

本实施例中前机体1上安装有检测系统，套筒13，其中前机体1采用中空的六棱柱，六棱柱的侧面均布三个观察口，六棱柱的表面前后端均布六个固定铰座，套筒13与前机体1尾部固连。

本实施例中设有三套自适应支撑机构且圆周均布在前机体1上，其中前伸缩杆套2和第一前连杆6通过铰链安装在前机体1的固定铰座上，前伸缩杆5一端安装在前伸缩杆套2内，另一端与第二前连杆7通过铰链与第一前连杆6另一端连接，第二前连杆7另一端与车轮安装架11通过铰链连接，车轮伸缩杆12安装在前机体1上的套筒13内，车轮伸缩杆12可在套筒13内上下移动，车轮安装架11与车轮伸缩杆12固连，前“U”型轮架9通过轴承组件安装在车轮安装架11上，前“U”型轮架9可绕车轮安装架11摆转，前“U”型轮架9的转轴上装有支撑轮10，前弹簧3安装在前伸缩杆套2内，两端分别于前伸缩杆套2和前伸缩杆5接触，前限位销4安装在前伸缩杆5底部的销孔中，两端穿过前伸缩杆套2上的限位槽，以限制前弹簧3的形变和前伸缩杆5的位移。当管径扩大时，前弹簧3将前伸缩杆5推出，通过第一前连杆6和第二前连杆7带动车轮安装架11和车轮伸缩杆12向外伸出，使支撑轮10贴紧管壁，当管径减小时，管壁通过下压支撑轮10，使车轮安装架11和车轮伸缩杆12收回，通过第一前连杆6和第二前连杆7带动前伸缩杆5缩回，并压缩前弹簧3，通过前限位销4与前伸缩杆套2的限位槽控制前弹簧3形变量，使前弹簧3弹力稳定，从而使机体具有自适应能力。

本实施例中摆动单元包括中支架19，安装在中支架19上的转动轴21、摆动电机22和摆动轴24，其中摆动轴24和转动轴21通过轴承安装在中支架19两侧，可沿各自轴向转动，转动轴21一端与转动电机28输出轴固连，带动检测支撑单元和摆动单元轴向转动，摆动轴24一端与前机体1尾端固连，第一圆柱齿轮20安装在摆动电机22输出轴上，第二圆柱齿轮23安装在摆动轴24上，第一圆柱齿轮20与第二圆柱齿轮23啮合，将摆动电机22的转动传递到摆动轴24上，从而带动整个检测支撑单元左右摆动，以带动机器人在管道中转向。

本实施例中后机体25为中空的六棱柱，六棱柱的侧面均布三个观察口，六棱柱的表面前后端均布六个固定铰座，后机体25的腔体内安装有驱动电机26，控制器27，转动电机28，第四锥齿轮43，其中第四锥齿轮43安装在驱动电机26输出轴上。

本实施例中设有三套自适应驱动机构且圆周均布在后机体25上，其中后伸缩杆套29、后伸缩杆32、后弹簧30、后限位销31、第一后连杆33、第二后连杆34和后“U”型轮架36的安装方式与前段类似，后“U”型轮架36通过铰链安装在第二后连杆34端部，第一锥齿轮38安装在传动轴37上，传动轴37两侧各安装有一个驱动轮35，与第一锥齿轮38相啮合的第二锥齿轮39安装在花键轴40光轴段的端部，花键轴40的光轴段通过轴承组件安装在后“U”型轮架36上，花键轴40的花键端安装在花键轴套41内，花键轴套41通过轴承组件安装在后机体25上，第三锥齿轮42安装在花键轴套41的尾部轴端。第四锥齿轮43与第三锥齿轮42啮合，将驱动电机26的动力依次传递至花键轴套41、花键轴40，再通过第二锥齿轮39与第一锥齿轮38的啮合和传动轴37将动力传递至驱动轮35，从而带动管道巡检机器人运动。

实施例2：

在实施例1的基础上，检测系统流程图如图8所示。检测系统包括侧面红外摄像机14，数据处理器15，激光测距器16，头部云台17，头部红外摄像机18，尾部云台44，尾部红外摄像机45，其中超声波检测探头8贴近管壁，可对管壁内部损伤情况进行无损探测。其中数据处理器15包括数据分析单元，数据存储器，信号单元，姿态传感器，检测控制单元，第一运动控制单元，控制器27中包括第二运动控制单元，通讯单元，驱动控制器，转动控制器，摆动控制器。

本实施例中数据处理器15示意图如图6所示，包括用于处理超声波检测探头8、头部红外摄像机18和侧面红外摄像机14接收的数据的数据分析单元，用于存储异常数据的数据存储器，用于处理信号的信号单元，用于检测机器人当前角和位移的姿态传感器，用于控制检测系统运行的检测控制单元，用于自动控制机器人运动的第一运动控制单元。

本实施例中控制器27示意图如图7所示：包括运手动控制机器人运动的第二运动控制单元，用于机器人与用户终端通讯的通讯单元，用于控制电机的驱动控制器，转动控制器，摆动控制器。

本实施例中数据分析单元的控制流程图如图9所示，在开始检测时先判断是否存在区段结束信号，若存在则待机，直到区段结束信号解除，若不存在接收超声波检测探头8、头部红外摄像机18和侧面红外摄像机14的数据并判断是否存在异常，若不存在则结束本轮检测，若存在则发出异常信号，再次对该出进行检测，判断是否存在异常，若不存在则解除异常信号，结束本轮检测，若仍然存在异常信号则记录该位置的波形、图像、机器人的角度、位置等数据，再则解除异常信号，结束本轮检测。结束本轮检测后需等待时间t1，判断是否存在完成检测信号，若存在则退出程序，若不存在则开始下一轮检测。上述的t1是为了让机器人在完成一次异常检测后可以移动一段距离，防止其在缺陷位置卡住。

本实施例中检测控制单元的控制流程图如图10所示，检测单元有手动和自动两种控制模式。在手动模式下，由用户发出检测指令，检测控制单元解除区段结束信号，开始检测，当检测指令结束时，检测控制单元发出区段结束信号，结束检测。在自动模式下：①由用户设置检测次数N，检测控制单元设置当前检测次数n＝1，解除区段结束信号，开始检测；②如图10所示，当巡检机器人遇到分支管道时，三个激光测距器16所接收到的数据会有较大差距，此时判定当前区段结束，检测控制单元记录姿态传感器中的位移数据；③检测控制单元发出区段结束信号，暂停检测，当前检测次数n+1，等待时间t2，解除区段结束信号，继续检测，其中t4是为检测段1的姿态调整预留的时间；④在检测过程中，检测控制单元将姿态传感器中的位移数据与先前记录的位移数据进行对比，若姿态传感器中的位移数据小于记录的数据则继续检测，若大于或等于记录数据则判断当前检测次数n是否等于N，若不等则继续执行③④，若相等则发出完成检测信号和区段结束信号，并退出程序。

本实施例中第一运动控制单元的控制流程图如图11所示，开始时先进行判断，若存在区段结束信号，则：控制驱动电机26停转，判断是否存在完成检测信号，若存在则进入手动控制模式，若不存在则控制转动电机28转过角度θ，θ根据检测次数N确定，判断区段结束信号是否解除，若否则继续等待，直至解除，若不存在区段结束信号，则：判断是否存在异常信号，若存在则控制驱动电机26停转，并判断异常信号是否解除，若否则继续等待，直至解除，若异常信号不存在或已被解除，或区段结束信号被解除，则判断当前检测次数n，若为奇数则驱动电机26正转，若为偶数则驱动电机26反转。

本实施例中第二运动控制单元的控制流程图如图12所示，第二运动控制单元用于用户手动控制机器人的运动，可控制机器人前进和后退，检测支撑单元的转动和摆动。当检测到手动控制信号解除时，进入自动控制模式。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，包括检测支撑单元、摆动单元和驱动单元，其中检测支撑单元包括检测系统、前机体以及用于行走和支撑的自适应支撑机构；驱动单元包括后机体和用于驱动的自适应驱动机构；

前机体为中空的六棱柱，所述六棱柱的侧面均分布有三个观察口，所述六棱柱的表面前后端均分布有六个固定铰座，前机体的腔体内安装有检测系统，前机体的尾端固连安装有套筒；

自适应支撑机构设有三套且均布安装在前机体的固定铰座上，每套自适应支撑机构包括前伸缩杆套、前弹簧、前限位销、前伸缩杆、第一前连杆、第二前连杆、超声波检测探头、前“U”型轮架、支撑轮、车轮安装架和车轮伸缩杆，其中前伸缩杆套与前机体头部的固定铰座通过铰链连接，前弹簧安装于前伸缩杆套内，前伸缩杆一端安装于前伸缩杆套内，前伸缩杆另一端通过铰链与第一前连杆和第二前连杆连接，前限位销安装于前伸缩杆底部并穿过前伸缩杆套两侧的限位槽，第一前连杆另一端与前机体尾部的固定铰座通过铰链连接，第二前连杆另一端与车轮安装架通过铰链连接，车轮安装架与车轮伸缩杆固连，车轮伸缩杆安装在套筒内，前“U”型轮架通过轴承组件安装在车轮安装架上，前“U”型轮架可绕车轮安装架摆转，前“U”型轮架的转轴上装有支撑轮。

2.根据权利要求1所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，前“U”型轮架两侧各装有一个超声波检测探头。

3.根据权利要求1所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，自适应支撑机构采用转动导杆机构与曲柄滑块机构串联组成的组合机构，由前机体、前伸缩杆套、前伸缩杆和第一前连杆构成转动导杆机构，由第一前连杆、第二前连杆、车轮伸缩杆和套筒构成曲柄滑块机构，当管径扩大时，前弹簧将前伸缩杆推出，通过第一前连杆和第二前连杆带动车轮安装架和车轮伸缩杆向外伸出，使支撑轮贴紧管壁；

当管径减小时，管壁通过下压支撑轮，使车轮安装架和车轮伸缩杆收回，通过第一前连杆和第二前连杆带动前伸缩杆缩回，并压缩前弹簧，通过前限位销与前伸缩杆套的限位槽控制前弹簧形变量，使前弹簧弹力稳定，从而使管道巡检机器人具有自适应能力。

4.根据权利要求1所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，摆动单元包括用于安装转动轴、摆动电机和摆动轴的中支架，安装在摆动电机输出端的第一圆柱齿轮，安装在摆动轴上的第二圆柱齿轮，其中，摆动轴和转动轴通过轴承安装在中支架两侧，可沿各自轴向转动，转动轴一端与转动电机输出轴固连，带动检测支撑单元和摆动单元轴向转动，摆动轴一端与前机体尾端固连。

5.根据权利要求1所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，后机体为中空的六棱柱，所述六棱柱的侧面均布三个观察口，所述六棱柱的表面前后端均布六个固定铰座，后机体的腔体内安装有驱动电机，控制器，转动电机，第四锥齿轮，其中第四锥齿轮安装在驱动电机输出轴上。

6.根据权利要求1所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，自适应驱动机构设有三套且均布安装在后机体的固定铰座上，每套自适应驱动机构包括：后伸缩杆套、后弹簧、后限位销、后伸缩杆、第一后连杆、第二后连杆、驱动轮、后“U”型轮架、传动轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、花键轴、花键轴套、第三锥齿轮，其结构与自适应支撑机构类似，其中后“U”型轮架通过铰链安装在第二后连杆端部，传动轴通过轴承组组件安装在后“U”型轮架上，传动轴两侧各安装有一个驱动轮，第一锥齿轮安装在传动轴上，与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮安装在花键轴光轴段的端部，花键轴的光轴段通过轴承组件安装在后“U”型轮架上，花键轴的花键端安装在花键轴套内，花键轴套通过轴承组件安装在后机体上，第三锥齿轮安装在花键轴套的尾部轴端。

7.根据权利要求6所述的一种自适应管道巡检机器人，其特征在于，自适应驱动机构采用转动导杆机构与曲柄滑块机构串联组成的组合机构，由后机体、后伸缩杆套、后伸缩杆和第一后连杆构成转动导杆机构，由第一后连杆、第二后连杆、花键轴和花键轴套构成曲柄滑块机构，当管径扩大时，后弹簧将后伸缩杆推出，通过第一后连杆和第二后连杆带动后“U”型轮架和花键轴向外伸出，使驱动轮贴紧管壁；当管径减小时，管壁通过下压驱动轮，使后“U”型轮架和花键轴收回，通过第一后连杆和第二后连杆带动后伸缩杆缩回，并压缩后弹簧，通过后限位销与后伸缩杆套的限位槽控制后弹簧形变量，使后弹簧弹力稳定，从而使管道巡检机器人具有自适应能力；

第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合，将驱动电机的动力依次传递至花键轴套、花键轴，再通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合和传动轴将动力传递至驱动轮，从而带动管道巡检机器人运动。

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