CN116398743A - 一种管道无损检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管道无损检测机器人，其包括主筋、多个滑移套设于所述主筋上的连接筋、螺旋绕设于所述主筋上并设置于这些连接筋上的螺旋筋、设置于所述主筋和螺旋筋的其中一端的连杆调节机构、分别设置于所述连杆调节机构的两个移动端上的锥齿轮差速器、设置于所述锥齿轮差速器的输出轴上并用于配合管道内壁布置的动力滚轮、设置于所述主筋和螺旋筋的另一端的卡盘、设置于所述螺旋筋上的螺旋行走机构、以及设置于所述螺旋行走机构的移动端的无损检测器。本发明具有结构简单、转向行走故障低的优点，适用于细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷检测。
Description
技术领域
本发明涉及管道无损检测的技术领域，尤其是涉及一种管道无损检测机器人。
背景技术
管道无损检测是指采用物理或化学的方法，在不损坏管道结构的前提下对管道的缺陷进行评价和诊断，它包括工业管道内表面和外表面的检测、工业管道外表面和内部质量的评估、工业设备（容器）的强度测试及安全评估等。通过管道无损检测可事先发现各种缺陷和损伤，了解各管段的危险程度，可预防和有效减少事故并节约管道维修资金，是保证管道安全的重要措施。现有的管道无损检测方法包括：超声法、射线照相法（X射线法和γ射线法）、渗透法、磁粉探伤法、着色探伤法、涡流探伤仪、声发射扫描成像系统（AEI）、泄漏电流测量装置（ECD）、激光测距仪/激光测距传感器（LTG/LDG）、电涡流位移传感器（ETM）、光纤光栅尺等。
目前的工业管道通常采用直角弯道和T型弯道，普通的弧形和S形弯道采用较少，这无疑为管道机器人在工业管道无损检测的应用增添了难度。现有技术中，管道机器人的过弯方式主要分为被动和主动两种：（1）被动转向一般为车轮赋予一定的自适应性，由管壁对车轮的反作用力强行改变机器人方向，这种转向方式对于弧形或S形弯道具有良好的适应能力，但是难以通过直角弯道和T形弯道；（2）主动转向一般采用差速原理，即为沿弯道内外径的车轮分别赋予不同转速，利用内外径行走速率不同以实现转向效果，这种转向方式依然对管壁的反作用力具有一定依赖性，且其虽然有可能设法通过直角弯道，但对于T形弯道的通过难度仍然较大；并且采用内外径差速原理必然需要对内外侧的车轮采用不同动力驱动，导致动力设备数量较多、增加了设备故障隐患，而管道机器人一旦在工作过程中出现行走故障将非常难以取出。
授权公告号为CN111043445B的中国专利公开了一种管道内检测车，所述管道内检测车包括：车身；连接至所述车身且从所述车身径向向外延伸的多个承载架；设置在所述承载架的径向外端的托架；设置在所述车身和/或所述托架上的一个或多个传感器；连接至所述车身的驱动装置，其中，所述承载架具有径向伸展状态和径向收缩状态，与所述径向收缩状态相比，处于所述径向伸展状态的所述承载架的径向尺寸更大，其中所述驱动装置包括驱动叶轮，所述驱动叶轮包括机轴和从所述机轴径向向外延伸的多个叶片，所述机轴上安装有驱动齿轮，各所述叶片的底部安装有从动齿轮，所述驱动齿轮和所述从动齿轮具有啮合位置，在所述啮合位置，所述驱动齿轮的旋转带动所述从动齿轮旋转，使所述叶片围绕所述叶片的纵轴线旋转，所述叶片围绕所述叶片的纵轴线旋转使得所述叶片相对于所述机轴能处于基本垂直的初始角度位置、相对于所述初始角度位置的锐角角度位置、相对于所述初始角度位置的直角角度位置和相对于所述初始角度位置的钝角角度位置。
上述管道内检测车具有最大尺寸状态和减小尺寸状态，快速状态、慢速状态、停止状态和后退状态，这几种状态之间的切换能帮助管道内检测车结构针对不同环境和检测任务实现自适应操作，从而智能化、集成化、完整高效地完成不同数据的采集。但是，上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在已有的承载架、托架和驱动装置组成的动力结构下，如若想要实现在工业管道内稳定地换向行走，需要进一步增设被动/主动过弯装置，此外无损检测器也需要对管壁进行旋转扫描检测，这就会导致动力结构十分复杂，可能导致管道机器人设备臃肿、体积庞大，不利于管道机器人携带无损检测器，且不适用于在管道内部自动移动检测细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷，严重制约了管道机器人的功能性。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种管道无损检测机器人，其通过头部结构进行“主动+被动”联合转向、以带动尾部结构预先形成螺旋轨道、再驱使无损检测器按照螺旋路径行走的方式，解决了现有管道机器人动力结构复杂、不便携带无损检测器、容易发生转向行走故障的问题，达到了适用于细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷检测的目的。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种管道无损检测机器人，包括主筋、多个滑移套设于所述主筋上的连接筋、螺旋绕设于所述主筋上并设置于这些连接筋上的螺旋筋、设置于所述主筋和螺旋筋的其中一端的连杆调节机构、分别设置于所述连杆调节机构的两个移动端上的锥齿轮差速器、设置于所述锥齿轮差速器的输出轴上并用于配合管道内壁布置的动力滚轮、设置于所述主筋和螺旋筋的另一端的卡盘、设置于所述螺旋筋上的螺旋行走机构、以及设置于所述螺旋行走机构的移动端的无损检测器。
通过采用上述技术方案，利用连杆调节机构、锥齿轮差速器和动力滚轮形成头部结构，并利用主筋、连接筋和螺旋筋形成尾部结构，在进行带有直角弯道、T型弯道、弧形弯道、和/或S形弯道的工业管道无损检测时，预先按照头部结构朝向管口的方式，将机器人送入工业管道内，并通过卡盘将尾部结构的外端安装固定于管口上，锥齿轮差速器先驱使动力滚轮沿着管道内壁直线行进，这两组动力滚轮的直线距离最大处小于工业管道内径，在遇到弯道口时，连杆调节机构通过平面连杆传动，将这两组动力滚轮由轴心线平行的状态调整为轴心线相对倾斜的状态，以使管壁对这两组动力滚轮分别产生反作用力，同时分别通过这两个锥齿轮差速器调整这两组动力滚轮之间的转速，最终实现转向效果，在头部结构行走至预定长度后，尾部结构伸展形成螺旋轨道，此时只需要通过螺旋行走机构带动无损检测器动作，以使无损检测器能相对螺旋轨道进行行走，即可实现对管道内壁的全面检测，无需设置额外驱使无损检测器移动和旋转的驱动结构；在此过程中，通过连杆调节机构、锥齿轮差速器和动力滚轮进行“主动+被动”联合转向，能适应在直角弯道、T型弯道、弧形弯道、和/或S形弯道内的换向，并将换向故障率降低至0.001‰以下，再通过带动螺旋筋形成螺旋轨道，并辅以主筋和连接筋进行支撑，具有体积小、自重小、承载力好的优点，并便于引导无损检测器按照螺旋路径行走，其结构简单，适用于细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷检测。
具体的，在本发明的主筋、连接筋和螺旋筋中，“筋”的含义是指具有韧性的钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径超过22mm）、塑料管、橡胶管或波纹管（金属/聚乙烯）。
进一步地，所述主筋设置为带肋钢筋，所述主筋上套设有多个彼此间隔地布置的直螺纹套筒，所述直螺纹套筒的周壁上设置有多个第一自适应调距组件、设置于所述第一自适应调距组件的移动端上的第二自适应调距组件、以及设置于所述第二自适应调距组件的移动端上并用于配合管道内壁布置的从动滚轮，所述直螺纹套筒的轴向、所述第一自适应调距组件的移动方向和所述第二自适应调距组件的移动方向之间相互垂直。在动力滚轮行走过程中，从动滚轮在主筋的带动下会随之沿着管道内壁行走，由于主筋和螺旋筋在行走拉伸过程中弯曲会产生与管道长度方向近似垂直的预压力，此时通过第一自适应调距组件和第二自适应调距组件，对从动滚轮和管道内壁接触面的接触压力和相对位置进行自适应调整，能减少弯曲、伸长过程中主筋和螺旋筋的不规则抖动，并能保证这些从动滚轮的行进稳定性，保证螺旋轨道的顺利伸展，并使得伸展后的主筋和工业管道近似同轴。
更进一步地，所述第一自适应调距组件包括设置于所述直螺纹套筒上的滑套、呈间隙插接于所述滑套上的第一滑轴、设置于所述第一滑轴的其中一端并滑动连接于所述滑套上的挡板、设置于所述滑套的端部并套设于所述第一滑轴上的挡圈、以及套设于所述第一滑轴上并设置于所述挡板和挡圈之间的第一压簧，所述第二自适应调距组件设置于所述第一滑轴的另一端。
更进一步地，所述第二自适应调距组件包括设置于所述第一自适应调距组件的移动端上的托板、至少两个并列设置于所述托板上的第二滑轴、滑动连接于这些滑轴上的滑座、一对对称套设于所述第二滑轴上并设置于所述托板和滑座之间的第二压簧，所述从动滚轮设置于所述滑座上。
进一步地，所述螺旋筋包括设置于这些连接筋上的内螺旋区段、套设固定于所述内螺旋区段上的外螺旋区段、以及连接所述内螺旋区段和外螺旋区段的弧形区段，所述内螺旋区段和外螺旋区段的螺旋方向相反，且所述卡盘设置于所述内螺旋区段和外螺旋区段远离所述弧形区段的端部，所述连杆调节机构设置于所述弧形区段上。这种双层的反向螺旋结构，能在较小的自重和直径下，提供较好的承载力，适用于细、长的工业管道无损检测。
进一步地，所述连杆调节机构包括设置于所述主筋和螺旋筋上的电机座、铰接于所述电机座上的电动推杆、铰接于所述电动推杆的推杆上的滑柱、转动连接于所述电机座上的承载架、一对交叉布置且两端分别铰接于这对承载架上的剪叉连杆、以及开设于所述剪叉连杆上的条形槽，所述滑柱滚动连接于这对条形槽上，所述锥齿轮差速器设置于所述承载架上。
更进一步地，所述锥齿轮差速器包括设置于所述承载架上的变频电机、以及转动连接于所述承载架上的主动锥齿轮、从动锥齿轮和四个行星锥齿轮，所述主动锥齿轮设置于所述变频电机的输出轴上，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合、并与其中一个行星锥齿轮同轴设置，相邻两个行星锥齿轮之间相互啮合，且其中两个行星锥齿轮分别与动力滚轮同轴设置，另外两个行星锥齿轮相对所述承载架的转动轴心线同轴布置。
更进一步地，所述电机座上设置有图像采集与处理器、以及若干个照明件，所述图像采集与处理器的图像采集方向相对管道的长度方向平行，所述照明件的照明方向朝向管道内壁；所述机器人还包括电连接于所述图像采集与处理器、连杆调节机构和锥齿轮差速器的蓝牙模块、电连接于所述蓝牙模块的主控芯片、以及电连接于所述主控芯片的操作面板。当主控芯片通过搭建好的串口通道发送特定指令到蓝牙模块后，蓝牙模块将控制信号转发至图像采集与处理器，图像采集与处理器将调用图像采集器对工业管道内行进情况进行图像信息采集，照明件用于保证在黑暗环境下的图像信息采集效率，根据后续行进路径的曲度差异，其处理器采用二值化的方法对图像信息进行预处理，并得到二进制图像，然后对该图像进行高斯滤波降噪处理，以去除某些由于环境原因而产生的噪点，之后通过调用opencv自带的findContours函数找到其降噪处理后图像中的轮廓，再通过drawContours将检测到的轮廓以轮廓形状圈出，以contourArea函数计算最大轮廓的面积来实现工业管道内行进情况的分辨；对此，处理器可设定多个特定阈值，以选择性启动连杆调节机构和/或锥齿轮差速器，以便动力滚轮直线行走、直角换向、弧形换向、或S形换向。
进一步地，所述卡盘包括设置于所述主筋和螺旋筋上的定位座、多个设置于所述定位座上并沿圆周方向彼此间隔地布置的定位条、开设于所述定位条上的定位槽、滑动连接于所述定位槽上的定位螺杆、设置于所述定位螺杆上的卡块、以及螺纹连接于所述定位螺杆上并抵触于所述定位条表面的定位螺母，所述卡块的移动路径经过管道内壁。通过旋松、拧紧定位螺母，调节卡块在定位条上的相对位置，进而使得这些调节卡块抵触于管口内壁、或者脱离管口内壁，便于机器人在工业管道上的拆装。
进一步地，所述螺旋行走机构包括转动连接于所述卡盘上的多个调节带轮、设置于其中一个调节带轮上的驱动件、滑移穿设于所述螺旋筋上并套设于这些调节带轮上的调节线圈、开设于所述螺旋筋外侧表面的螺旋槽、以及若干个设置于所述调节线圈上并滑动连接于所述螺旋槽上的调节座，所述无损检测器的探头设置于所述调节座上。通过驱动件带动对应的调节带轮滑动，即可依次带动调节线圈和其他调节带轮动作，从而实现调节线圈在螺旋筋上的滑移穿设，进而带动调节座上的无损检测器沿着螺旋槽进给，完成无损检测操作。
更进一步地，所述驱动件为旋转电机或旋转手轮。其中，所述旋转电机设置于所述卡盘上，且所述旋转电机的输出轴同轴连接于所述调节带轮上；所述旋转手轮转动连接于所述卡盘上，且所述旋转手轮同轴设置于所述调节带轮上。
更进一步地，所述无损检测器为超声无损探伤仪、激光测距仪、和/或激光测距传感器。其中，超声无损探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，其通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波，而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，最后形成图像供人们观察判断；激光测距仪/激光测距传感器（LTG/LDG）是一种可用于测定长度距离以及角度尺寸大小的工具型仪器，可通过其测量数据，检测得到管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷。
综上所述，本发明的有益技术效果为：通过连杆调节机构、锥齿轮差速器和动力滚轮进行“主动+被动”联合转向，能适应在直角弯道、T型弯道、弧形弯道、和/或S形弯道内的换向，并将换向故障率降低至0.001‰以下，再通过带动螺旋筋形成螺旋轨道，并辅以主筋和连接筋进行支撑，具有体积小、自重小、承载力好的优点，并便于引导无损检测器按照螺旋路径行走，其结构简单，适用于细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷检测。
附图说明
图1是本发明实施例1的管道无损检测机器人的结构示意图。
图2是本发明实施例2的主筋、直螺纹套筒、第一自适应调距组件、第二自适应调距组件、从动滚轮之间的连接关系示意图。
图3是本发明实施例3的主筋、连接筋、螺旋筋、连杆调节机构、锥齿轮差速器之间的连接关系示意图。
图4是本发明实施例4的连杆调节机构、锥齿轮差速器之间的连接关系示意图。
图5是本发明实施例4的连杆调节机构、锥齿轮差速器、图像采集与处理器、照明件、蓝牙模块、主控芯片、操作面板之间的连接关系示意图。
图6是本发明实施例5的主筋、连接筋、螺旋筋、卡盘之间的连接关系示意图。
图7是本发明实施例6的卡盘、螺旋行走机构之间的连接关系示意图。
图8是本发明实施例6的主筋、螺旋筋、卡盘、螺旋行走机构、无损检测器之间的连接关系示意图。
图中，11、主筋；12、连接筋；13、螺旋筋；131、内螺旋区段；132、外螺旋区段；133、弧形区段；2、连杆调节机构；21、电机座；22、电动推杆；23、滑柱；24、承载架；25、剪叉连杆；26、条形槽；3、锥齿轮差速器；31、变频电机；32、主动锥齿轮；33、从动锥齿轮；34、行星锥齿轮；4、动力滚轮；5、卡盘；51、定位座；52、定位条；53、定位槽；54、定位螺杆；55、卡块；56、定位螺母；6、螺旋行走机构；61、调节带轮；62、驱动件；63、调节线圈；64、螺旋槽；65、调节座；7、无损检测器；81、直螺纹套筒；82、第一自适应调距组件；821、滑套；822、第一滑轴；823、挡板；824、挡圈；825、第一压簧；83、第二自适应调距组件；831、托板；832、第二滑轴；833、滑座；834、第二压簧；84、从动滚轮；91、图像采集与处理器；92、照明件；93、蓝牙模块；94、主控芯片；95、操作面板。
实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。
实施例1：参照图1，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，包括主筋11、多个滑移套设于主筋11上的连接筋12、螺旋绕设于主筋11上并设置于这些连接筋12上的螺旋筋13、设置于主筋11和螺旋筋13的其中一端的连杆调节机构2、分别设置于连杆调节机构2的两个移动端上的锥齿轮差速器3、设置于锥齿轮差速器3的输出轴上并用于配合管道内壁布置的动力滚轮4、设置于主筋11和螺旋筋13的另一端的卡盘5、设置于螺旋筋13上的螺旋行走机构6、以及设置于螺旋行走机构6的移动端的无损检测器7。
利用连杆调节机构2、锥齿轮差速器3和动力滚轮4形成头部结构，并利用主筋11、连接筋12和螺旋筋13形成尾部结构，在进行带有直角弯道、T型弯道、弧形弯道、和/或S形弯道的工业管道无损检测时，预先按照头部结构朝向管口的方式，将机器人送入工业管道内，并通过卡盘5将尾部结构的外端安装固定于管口上，锥齿轮差速器3先驱使动力滚轮4沿着管道内壁直线行进，这两组动力滚轮4的直线距离最大处小于工业管道内径。在遇到弯道口时，连杆调节机构2通过平面连杆传动，将这两组动力滚轮4由轴心线平行的状态调整为轴心线相对倾斜的状态，以使管壁对这两组动力滚轮4分别产生反作用力，同时分别通过这两个锥齿轮差速器3调整这两组动力滚轮4之间的转速，最终实现转向效果，在头部结构行走至预定长度后，尾部结构伸展形成螺旋轨道，此时只需要通过螺旋行走机构6带动无损检测器7动作，以使无损检测器7能相对螺旋轨道进行行走，即可实现对管道内壁的全面检测，无需设置额外驱使无损检测器7移动和旋转的驱动结构。在此过程中，通过连杆调节机构2、锥齿轮差速器3和动力滚轮4进行“主动+被动”联合转向，能适应在直角弯道、T型弯道、弧形弯道、和/或S形弯道内的换向，并将换向故障率降低至0.001‰以下，再通过带动螺旋筋13形成螺旋轨道，并辅以主筋11和连接筋12进行支撑，具有体积小、自重小、承载力好的优点，并便于引导无损检测器7按照螺旋路径行走，其结构简单，适用于细、长、弯曲的管道内壁的裂纹或者腐蚀缺陷检测。
实施例2：参照图2，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，与实施例1的不同之处在于，主筋11设置为带肋钢筋，主筋11上套设有多个彼此间隔地布置的直螺纹套筒81，直螺纹套筒81的周壁上设置有三个第一自适应调距组件82、设置于第一自适应调距组件82的移动端上的第二自适应调距组件83、以及设置于第二自适应调距组件83的移动端上并用于配合管道内壁布置的从动滚轮84，直螺纹套筒81的轴向、第一自适应调距组件82的移动方向和第二自适应调距组件83的移动方向之间相互垂直。
其中，第一自适应调距组件82包括设置于直螺纹套筒81上的滑套821、呈间隙插接于滑套821上的第一滑轴822、设置于第一滑轴822的其中一端并滑动连接于滑套821上的挡板823、设置于滑套821的端部并套设于第一滑轴822上的挡圈824、以及套设于第一滑轴822上并设置于挡板823和挡圈824之间的第一压簧825，第二自适应调距组件83设置于第一滑轴822的另一端。第二自适应调距组件83包括设置于第一滑轴822上的托板831、两个并列设置于托板831上的第二滑轴832、滑动连接于这些滑轴上的滑座833、一对对称套设于第二滑轴832上并设置于托板831和滑座833之间的第二压簧834，从动滚轮84设置于滑座833上。
在动力滚轮4行走过程中，从动滚轮84在主筋11的带动下会随之沿着管道内壁行走，由于主筋11和螺旋筋13在行走拉伸过程中弯曲、会产生与管道长度方向近似垂直的预压力，此时通过第一自适应调距组件82和第二自适应调距组件83，对从动滚轮84和管道内壁接触面的接触压力和相对位置进行自适应调整，能减少弯曲、伸长过程中主筋11和螺旋筋13的不规则抖动，并能保证这些从动滚轮84的行进稳定性，保证螺旋轨道的顺利伸展，并使得伸展后的主筋11和工业管道近似同轴。
实施例3：参照图3，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，与实施例1的不同之处在于，螺旋筋13包括设置于这些连接筋12上的内螺旋区段131、套设固定于内螺旋区段131上的外螺旋区段132、以及连接内螺旋区段131和外螺旋区段132的弧形区段133，内螺旋区段131和外螺旋区段132的螺旋方向相反，且卡盘5设置于内螺旋区段131和外螺旋区段132远离弧形区段133的端部，连杆调节机构2设置于弧形区段133上。这种双层的反向螺旋结构，能在较小的自重和直径下，提供较好的承载力，适用于细、长的工业管道无损检测。
实施例4：参照图4，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，与实施例3的不同之处在于，连杆调节机构2包括设置于主筋11和弧形区段133上的电机座21、铰接于电机座21上的电动推杆22、铰接于电动推杆22的推杆上的滑柱23、转动连接于电机座21上的承载架24、一对交叉布置且两端分别铰接于这对承载架24上的剪叉连杆25、以及开设于剪叉连杆25上的条形槽26，滑柱23滚动连接于这对条形槽26上。
参照图5，锥齿轮差速器3包括设置于承载架24上的变频电机31、以及转动连接于承载架24上的主动锥齿轮32、从动锥齿轮33和四个行星锥齿轮34。其中，主动锥齿轮32设置于变频电机31的输出轴上，从动锥齿轮33与主动锥齿轮32啮合、并与其中一个行星锥齿轮34同轴设置，相邻两个行星锥齿轮34之间相互啮合，且其中两个行星锥齿轮34分别与动力滚轮4同轴设置，另外两个行星锥齿轮34相对承载架24的转动轴心线同轴布置。行走时，以变频电机31作为驱动源，依次驱使主动锥齿轮32、从动锥齿轮33和四个行星锥齿轮34转动，即可带动两个动力滚轮4转动。
电机座21上设置有图像采集与处理器91、以及四个照明件92，图像采集与处理器91的图像采集方向相对管道的长度方向平行，照明件92的照明方向朝向管道内壁。机器人还包括电连接于图像采集与处理器91、连杆调节机构2和锥齿轮差速器3的蓝牙模块93、电连接于蓝牙模块93的主控芯片94、以及电连接于主控芯片94的操作面板95。当主控芯片94通过搭建好的串口通道发送特定指令到蓝牙模块93后，蓝牙模块93将控制信号转发至图像采集与处理器91，图像采集与处理器91将调用图像采集器对工业管道内行进情况进行图像信息采集，照明件92用于保证在黑暗环境下的图像信息采集效率，根据后续行进路径的曲度差异，其处理器采用二值化的方法对图像信息进行预处理，并得到二进制图像，然后对该图像进行高斯滤波降噪处理，以去除某些由于环境原因而产生的噪点，之后通过调用opencv自带的findContours函数找到其降噪处理后图像中的轮廓，再通过drawContours将检测到的轮廓以轮廓形状圈出，以contourArea函数计算最大轮廓的面积来实现工业管道内行进情况的分辨；对此，处理器可设定多个特定阈值，以选择性启动连杆调节机构2和/或锥齿轮差速器3，以便动力滚轮4直线行走、直角换向、弧形换向、或S形换向。
实施例5：参照图6，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，与实施例3的不同之处在于，卡盘5包括设置于主筋11、内螺旋区段131和外螺旋区段132上的定位座51、三个设置于定位座51上并沿圆周方向彼此间隔地布置的定位条52、开设于定位条52上的定位槽53、滑动连接于定位槽53上的定位螺杆54、设置于定位螺杆54上的卡块55、以及螺纹连接于定位螺杆54上并抵触于定位条52表面的定位螺母56，卡块55的移动路径经过管道内壁。通过旋松、拧紧定位螺母56，调节卡块55在定位条52上的相对位置，进而使得这些调节卡块55抵触于管口内壁、或者脱离管口内壁，便于机器人在工业管道上的拆装。
实施例6：参照图7和图8，为本发明公开的一种管道无损检测机器人，与实施例5的不同之处在于，螺旋行走机构6包括转动连接于定位座51上的六个调节带轮61、设置于其中一个调节带轮61上的驱动件62、滑移穿设于螺旋筋13上并套设于这些调节带轮61上的调节线圈63、开设于外螺旋区段132的外侧表面的螺旋槽64、以及设置于调节线圈63上并滑动连接于螺旋槽64上的调节座65。其中，驱动件62为旋转手轮，旋转手轮转动连接于卡盘5上，且旋转手轮同轴设置于调节带轮61上；调节线圈63靠近调节带轮61周围的区段上，可通过挂钩或卡环（图中未示出）在定位座51上进行限位，以免移动过程中轻易脱离调节带轮61；无损检测器7为超声无损探伤仪，无损检测器7的探头设置于调节座65上。
通过驱动件62带动对应的调节带轮61滑动，即可依次带动调节线圈63和其他调节带轮61动作，从而实现调节线圈63在螺旋筋13上的滑移穿设，进而带动调节座65上的无损检测器7沿着螺旋槽64进给，超声无损探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，其通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波，而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，最后形成图像供人们观察判断，最终完成无损检测操作。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种管道无损检测机器人，其特征在于：包括主筋(11)、多个滑移套设于所述主筋(11)上的连接筋(12)、螺旋绕设于所述主筋(11)上并设置于这些连接筋(12)上的螺旋筋(13)、设置于所述主筋(11)和螺旋筋(13)的其中一端的连杆调节机构(2)、分别设置于所述连杆调节机构(2)的两个移动端上的锥齿轮差速器(3)、设置于所述锥齿轮差速器(3)的输出轴上并用于配合管道内壁布置的动力滚轮(4)、设置于所述主筋(11)和螺旋筋(13)的另一端的卡盘(5)、设置于所述螺旋筋(13)上的螺旋行走机构(6)、以及设置于所述螺旋行走机构(6)的移动端的无损检测器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述主筋(11)设置为带肋钢筋，所述主筋(11)上套设有多个彼此间隔地布置的直螺纹套筒(81)，所述直螺纹套筒(81)的周壁上设置有多个第一自适应调距组件(82)、设置于所述第一自适应调距组件(82)的移动端上的第二自适应调距组件(83)、以及设置于所述第二自适应调距组件(83)的移动端上并用于配合管道内壁布置的从动滚轮(84)，所述直螺纹套筒(81)的轴向、所述第一自适应调距组件(82)的移动方向和所述第二自适应调距组件(83)的移动方向之间相互垂直。
3.根据权利要求2所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述第一自适应调距组件(82)包括设置于所述直螺纹套筒(81)上的滑套(821)、呈间隙插接于所述滑套(821)上的第一滑轴(822)、设置于所述第一滑轴(822)的其中一端并滑动连接于所述滑套(821)上的挡板(823)、设置于所述滑套(821)的端部并套设于所述第一滑轴(822)上的挡圈(824)、以及套设于所述第一滑轴(822)上并设置于所述挡板(823)和挡圈(824)之间的第一压簧(825)，所述第二自适应调距组件(83)设置于所述第一滑轴(822)的另一端。
4.根据权利要求2所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述第二自适应调距组件(83)包括设置于所述第一自适应调距组件(82)的移动端上的托板(831)、至少两个并列设置于所述托板(831)上的第二滑轴(832)、滑动连接于这些滑轴上的滑座(833)、一对对称套设于所述第二滑轴(832)上并设置于所述托板(831)和滑座(833)之间的第二压簧(834)，所述从动滚轮(84)设置于所述滑座(833)上。
5.根据权利要求1所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述螺旋筋(13)包括设置于这些连接筋(12)上的内螺旋区段(131)、套设固定于所述内螺旋区段(131)上的外螺旋区段(132)、以及连接所述内螺旋区段(131)和外螺旋区段(132)的弧形区段(133)，所述内螺旋区段(131)和外螺旋区段(132)的螺旋方向相反，且所述卡盘(5)设置于所述内螺旋区段(131)和外螺旋区段(132)远离所述弧形区段(133)的端部，所述连杆调节机构(2)设置于所述弧形区段(133)上。
6.根据权利要求1所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述连杆调节机构(2)包括设置于所述主筋(11)和螺旋筋(13)上的电机座(21)、铰接于所述电机座(21)上的电动推杆(22)、铰接于所述电动推杆(22)的推杆上的滑柱(23)、转动连接于所述电机座(21)上的承载架(24)、一对交叉布置且两端分别铰接于这对承载架(24)上的剪叉连杆(25)、以及开设于所述剪叉连杆(25)上的条形槽(26)，所述滑柱(23)滚动连接于这对条形槽(26)上，所述锥齿轮差速器(3)设置于所述承载架(24)上。
7.根据权利要求6所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述锥齿轮差速器(3)包括设置于所述承载架(24)上的变频电机(31)、以及转动连接于所述承载架(24)上的主动锥齿轮(32)、从动锥齿轮(33)和四个行星锥齿轮(34)，所述主动锥齿轮(32)设置于所述变频电机(31)的输出轴上，所述从动锥齿轮(33)与所述主动锥齿轮(32)啮合、并与其中一个行星锥齿轮(34)同轴设置，相邻两个行星锥齿轮(34)之间相互啮合，且其中两个行星锥齿轮(34)分别与动力滚轮(4)同轴设置，另外两个行星锥齿轮(34)相对所述承载架(24)的转动轴心线同轴布置。
8.根据权利要求6所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述电机座(21)上设置有图像采集与处理器(91)、以及若干个照明件(92)，所述图像采集与处理器(91)的图像采集方向相对管道的长度方向平行，所述照明件(92)的照明方向朝向管道内壁；所述机器人还包括电连接于所述图像采集与处理器(91)、连杆调节机构(2)和锥齿轮差速器(3)的蓝牙模块(93)、电连接于所述蓝牙模块(93)的主控芯片(94)、以及电连接于所述主控芯片(94)的操作面板(95)。
9.根据权利要求1所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述卡盘(5)包括设置于所述主筋(11)和螺旋筋(13)上的定位座(51)、多个设置于所述定位座(51)上并沿圆周方向彼此间隔地布置的定位条(52)、开设于所述定位条(52)上的定位槽(53)、滑动连接于所述定位槽(53)上的定位螺杆(54)、设置于所述定位螺杆(54)上的卡块(55)、以及螺纹连接于所述定位螺杆(54)上并抵触于所述定位条(52)表面的定位螺母(56)，所述卡块(55)的移动路径经过管道内壁。
10.根据权利要求9所述的一种管道无损检测机器人，其特征在于：所述螺旋行走机构(6)包括转动连接于所述卡盘(5)上的多个调节带轮(61)、设置于其中一个调节带轮(61)上的驱动件(62)、滑移穿设于所述螺旋筋(13)上并套设于这些调节带轮(61)上的调节线圈(63)、开设于所述螺旋筋(13)外侧表面的螺旋槽(64)、以及若干个设置于所述调节线圈(63)上并滑动连接于所述螺旋槽(64)上的调节座(65)，所述无损检测器(7)的探头设置于所述调节座(65)上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310488907.6A CN116398743A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种管道无损检测机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310488907.6A CN116398743A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种管道无损检测机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN116398743A true CN116398743A (zh) | 2023-07-07 |
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ID=87014345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310488907.6A Withdrawn CN116398743A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种管道无损检测机器人 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117697794A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 内蒙古北科交大机器人有限公司 | 一种适用恶劣环境的管线巡检机器人 |
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2023
- 2023-04-27 CN CN202310488907.6A patent/CN116398743A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN117697794A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 内蒙古北科交大机器人有限公司 | 一种适用恶劣环境的管线巡检机器人 |
| CN117697794B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-04-12 | 内蒙古北科交大机器人有限公司 | 一种适用恶劣环境的管线巡检机器人 |
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