CN117231852A - 一种管道检查机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道检查机器人，涉及管道检查领域，包括机器主体外壳，所述机器主体外壳的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳外壁滑动的活动套，所述活动套的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；所述活动机构均包括活动连接足，所述活动连接足的一端通过铰接座与活动套的外壁铰接，所述活动连接足的另一端可转动的连接有滚轮，所述活动连接足靠近机器主体外壳的一端面连接有用于带动活动连接足可收缩变形的伸缩机构，所述伸缩机构靠近机器主体外壳的一端与机器主体外壳连接。该机器人具有一定的“变形”功能，能够适应不同管径的管道检查，从而增加了该机器人适应多种环境的目的，提高了检查的效率，节约了时间和成本。

Description

一种管道检查机器人

技术领域

本发明涉及管道检查领域，具体为一种管道检查机器人。

背景技术

管道运输作为中国重要的运输方式之一，因其运量大、费用低、环境效益高、安全可靠等优点而得到快速发展。但随着地下空间的开发和服役年限的增长，管道会出现腐蚀、裂纹甚至断裂，若不及时修复，可能产生爆炸等重大安全事故；人工检修管道成本高、效率低，巡检劳动强度大，因此研制管道机器人替代人工检修具有重大的现实意义。随着机器人技术的发展和管道安全问题的重视，促进了管道巡检机器人的推广；管道巡检机器人是一种新的管道巡检方式，提高了排水管道巡检的准确性和方便性，使工作人员能够更好的进行管道维护，节约维护时间和降低维护成本。现已有用于管道检查领域的机器人，而现有的这些机器人很多都存在一个问题：就是不能很好地适应不同的管道或者管件，即这些机器人由于自身设计等原因，一种管道管径往往适配一种机器人，从而当遇见“变径管道”的时候，这种机器人就不能满足要求需要，从而造成一段管道检查，往往需要“多种”机器人来执行任务，从而增加了成本以及降低了检查的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道检查机器人，该机器人具有一定的“变形”功能，能够适应不同管径的管道检查，从而增加了该机器人适应多种环境的目的，并且通过该机器人能够节省检查过程遇见“变径管道”更换机器人的频率，从而提高了检查的效率，节约了时间和成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种管道检查机器人，包括机器主体外壳，所述机器主体外壳的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳外壁滑动的活动套，所述活动套的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；

所述活动机构均包括活动连接足，所述活动连接足的一端通过铰接座与活动套的外壁铰接，所述活动连接足的另一端可转动的连接有滚轮，所述活动连接足靠近机器主体外壳的一端面连接有用于带动活动连接足可收缩变形的伸缩机构，所述伸缩机构靠近机器主体外壳的一端与机器主体外壳连接。

优选地，所述伸缩机构包括液压杆，所述液压杆设置在远离活动套的一端，所述液压杆的一端通过铰接座与活动连接足铰接且与活动连接足倾斜设置，所述液压杆的另一端与机器主体外壳通过铰接座铰接，所述液压杆的伸缩用于带动活动连接足收缩变形。

优选地，所述活动套远离活动连接足的一端设置有液压缸，所述液压缸的杆体输出端空心设置且可活动的穿设在机器主体外壳的一端，所述液压缸的杆体输出端与活动套连接，所述液压缸的杆体伸缩带动活动套沿着机器主体外壳外壁滑动；

所述液压缸的缸体外壳通过螺栓与机器主体外壳的一端连接。

优选地，所述液压缸的杆体上穿设有SMA弹簧，所述SMA弹簧的一端与活动套连接，所述SMA弹簧的另一端与液压缸的杆体连接；

所述活动套靠近SMA弹簧的一端面上安装连接有若干传感器。

优选地，所述液压缸的缸体远离机器主体外壳的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的导向头，所述导向头上安装有若干传感器，且所述导向头上安装连接有摄像机；

所述导向头的外壁包裹设置有用于对导向头进行保护且透明设置的保护头罩，所述保护头罩通过螺栓与导向头连接。

优选地，所述机器主体外壳远离导向头的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的机器尾部。

优选地，所述滚轮均通过转轴与活动连接足连接，所述滚轮通过轴承与转轴转动连接，所述轴承可转动安装在滚轮的内部，所述轴承上连接有用于带动轴承绕着转轴转动的转动齿轮，所述转动齿轮啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮与微型驱动电机的输出轴连接，微型驱动电机安装连接在转轴上，通过微型驱动电机转动带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动与驱动齿轮啮合的转动齿轮带动轴承绕着转轴转动，轴承转动带动滚轮转动，驱动机器主体外壳沿着管道内壁移动。

本发明的有益效果是：该机器人运用于管道检查的过程中，通过该机器人能够适应不同管径下的管道检查。该机器人在具体结构设计上包括了机器主体外壳，机器主体外壳的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳外壁滑动的活动套，活动套的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；通过控制活动套沿着机器主体外壳活动，从而通过活动套带动活动机构“收缩变形”，从而适应不同的管径，且通过活动机构带动该机器人沿着管道进行移动检查；并且，在实施中，设置的活动机构均包括活动连接足，活动连接足的一端通过铰接座与活动套的外壁铰接，活动连接足的另一端可转动的连接有滚轮，活动连接足靠近机器主体外壳的一端面连接有用于带动活动连接足可收缩变形的伸缩机构，伸缩机构靠近机器主体外壳的一端与机器主体外壳连接。这样设计，可以具体通过控制伸缩机构带动与伸缩机构连接的活动连接足根据检查的管道的管径大小，进行“活动变形”，从而适应不同的管径大小，且通过控制滚轮沿着管道的内壁滚动，带动该机器人在不同管径中移动且进行检查，从而满足管道检查的要求。从该机器人设计上来说，该机器人具有一定的“变形”功能，能够适应不同管径的管道检查，从而增加了该机器人适应多种环境的目的，并且通过该机器人能够节省检查过程遇见“变径管道”更换机器人的频率，从而提高了检查的效率，节约了时间和成本。

附图说明

图1为本发明一种管道检查机器人的结构示意图；

图2为本发明一种管道检查机器人的结构部分爆炸示意图；

图中，1-机器主体外壳，2-活动套，3-活动连接足，4-滚轮，5-液压杆，6-液压缸，7-SMA弹簧，8-保护头罩，9-机器尾部。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1至图2所示，一种管道检查机器人，该机器人运用于管道检查的过程中，通过该机器人能够适应不同管径下的管道检查。该机器人在具体结构设计上包括了机器主体外壳1，机器主体外壳1的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳1外壁滑动的活动套2，活动套2的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；通过控制活动套2沿着机器主体外壳1活动，从而通过活动套2带动活动机构“收缩变形”，从而适应不同的管径，且通过活动机构带动该机器人沿着管道进行移动检查；并且，在实施中，设置的活动机构均包括活动连接足3，活动连接足3的一端通过铰接座与活动套2的外壁铰接，活动连接足3的另一端可转动的连接有滚轮4，活动连接足3靠近机器主体外壳1的一端面连接有用于带动活动连接足3可收缩变形的伸缩机构，伸缩机构靠近机器主体外壳1的一端与机器主体外壳1连接。这样设计，可以具体通过控制伸缩机构带动与伸缩机构连接的活动连接足3根据检查的管道的管径大小，进行“活动变形”，从而适应不同的管径大小，且通过控制滚轮4沿着管道的内壁滚动，带动该机器人在不同管径中移动且进行检查，从而满足管道检查的要求。

进一步的，在实施中，为了能够让该机器人“适应”不同的管径，所以在设计的时候，在该机器人的机器主体外壳1的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳1外壁滑动的活动套2，活动套2的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；该机器人的机器主体外壳1内部用于安装设置现有的电学控制模块，由于电学控制模块不是本申请重点保护的对象且是现有技术，所以描述中没有对其进行详细的说明。通过该机器主体外壳1内设置相应的电学控制模块来控制活动机构以及伸缩机构来实现该机器人的适应性“变形”。其中，该活动机构均包括活动连接足3，活动连接足3的一端通过铰接座与活动套2的外壁铰接，活动连接足3的另一端可转动的连接有滚轮4，活动连接足3靠近机器主体外壳1的一端面连接有用于带动活动连接足3可收缩变形的伸缩机构，伸缩机构靠近机器主体外壳1的一端与机器主体外壳1连接；同时，该伸缩机构包括液压杆5，液压杆5设置在远离活动套2的一端，液压杆5的一端通过铰接座与活动连接足3铰接且与活动连接足3倾斜设置，液压杆5的另一端与机器主体外壳1通过铰接座铰接，液压杆5的伸缩用于带动活动连接足3收缩变形。并且，在活动套2远离活动连接足3的一端设置有液压缸6，液压缸6的杆体输出端空心设置且可活动的穿设在机器主体外壳1的一端，液压缸6的杆体输出端与活动套2连接，液压缸6的杆体伸缩带动活动套2沿着机器主体外壳1外壁滑动；液压缸6的缸体外壳通过螺栓与机器主体外壳1的一端连接。

这样设计，可以在实施的时候，为了适应需要检查的管径的大小，通过控制液压缸6带动活动套2沿着机器主体外壳1外壁滑动，从而活动套2带动各个活动连接足3的活动，并且根据管径的大小，此时通过各个与活动连接足3铰接的液压杆5的伸缩，从而“微调”整各个活动连接足3与机器主体外壳1之间的距离，从而实现“伸缩变形”，让该机器人的活动连接足3上连接的滚轮4与检查的管径相适配，从而可以控制实现让活动连接足3上远离机器主体外壳1一端连接的滚轮4与管道的内部接触，从而再通过控制各个活动连接足3上连接的滚轮4沿着管道的内壁移动，带动这整个机器人沿着管道进行“前进”移动，从而通过该机器人的机器主体外壳1上安装连接的用于检查的现有设备根据检测的目的进行相适应的检查。而为了提高该机器人的适应“不同环境不同管径”下的管道检查，提高检查的效率，就在液压缸6的杆体上穿设有SMA弹簧7，SMA弹簧7的一端与活动套2连接，SMA弹簧7的另一端与液压缸6的杆体连接（即SMA弹簧7的另一端与液压缸6的杆体靠近缸体的一端连接）；活动套2靠近SMA弹簧7的一端面上安装连接有若干传感器。设置在此的SMA弹簧7与传统的“弹簧”有着本质的不同：传统的“弹簧”只能起着“弹性保护”，而在此的SMA弹簧7是根据“SMA弹簧具有记忆”的特性来设计安装的，当第一次使用该机器人在管道下进行检查以后，以后再遇见同样的“同样的环境的管道”的时候，此时的SMA弹簧7根据“记忆”发生变形，从而将数据通过机器主体外壳1内部电联的“控制感应模块”，将数据反馈给外部设置的控制器，控制器根据反馈的数据进行分析判断，然后再通过控制器来控制液压缸6根据上次控制器根据SMA弹簧7“记忆”的数据来调整液压缸6的伸缩，从而通过液压缸6的伸缩来带动活动套2沿着机器主体外壳1相对移动的位置，并且通过根据上次控制器根据SMA弹簧7“记忆”的数据来调整控制各个液压杆5的收缩，从而实现快速将该机器人的各个活动连接足3来适应“管道的管径”以及“管道变径”，达到快速适应环境和不同管径、提高检查的效率、节省检查时间的目的。

进一步的，在实施中，还在液压缸6的缸体远离机器主体外壳1的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的导向头，导向头上安装有若干传感器，且导向头上安装连接有摄像机，该摄像机用于实时对管道内的情况进行拍照摄像，且通过“信号方式”传递给控制器（现有的摄像机技术可以实现）；导向头的外壁包裹设置有用于对导向头进行保护且透明设置的保护头罩8，保护头罩8通过螺栓与导向头连接。同时，机器主体外壳1远离导向头的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的机器尾部9。这样，当控制该机器人在检查的管道中进行“前进移动”的时候，为了能够更好地控制该机器人适应“管径”且控制机器人在管道中“前进移动”，所以就让滚轮4均通过转轴与活动连接足3连接，滚轮4通过轴承与转轴转动连接，轴承可转动安装在滚轮4的内部，轴承上连接有用于带动轴承绕着转轴转动的转动齿轮，转动齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮与微型驱动电机的输出轴连接，微型驱动电机安装连接在转轴上，通过微型驱动电机转动带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动与驱动齿轮啮合的转动齿轮带动轴承绕着转轴转动，轴承转动带动滚轮4转动，驱动机器主体外壳1沿着管道内壁移动。这样即使当该机器人检查时遇见同一段的管道的“变径”的时候，此时虽然通过控制器根据SMA弹簧7“记忆”的数据来调整控制好了滚轮4的距离，但是为了能够让机器人在管道“变径”的时候能够“自适应”“变径管道”以及根据需要进入到“变径管道”中进行检查，此时可以根据摄像机传输的“管道”内情况，通过控制控制相对应的液压杆5的伸缩，来实现“微调整”相对应的活动连接足3与管道的内壁接触的位置，实现进一步的“变形调节”，进而适应“变径管道”，且能够实现让该机器人在控制器控制作用下进入到相对应的“管道”进行检查，进而不需要花时间进行调整机器人或者更换机器人来适应“变径管道”，并且通过设置的可柔性控制的“导向头”以及“机器尾部”，能够让该机器人更好地在管道中“自适应”地管道中“不同环境和管道变径”（即可以像“鱼”一样自由“摆动”，设置的可柔性控制的“导向头”以及“机器尾部”可以根据“柔性机器人”相对应的结构来实现控制），从而提高了该机器人适应环境的能力，并且通过滚轮4内部安装的微型驱动电机通过驱动转轴上的轴承带动整个滚轮4滚动，从而通过各个滚轮4的滚动带动整个机器人在管道中进行“前进移动”，最终根据检查的目的，在液压缸6的缸体上安装相对应的检查用的设备，通过机器人在管道中的“前进移动”带动检查用的设备一起“前进移动”，从而再根据摄像机拍照摄像的数据，通过控制检查用的设备对管道相应的位置进行检查，从而达到使用的目的。从该机器人整体设计上来说，该机器人具有一定的“变形”功能，能够适应不同管径的管道检查，从而增加了该机器人适应多种环境的目的，并且通过该机器人能够节省检查过程遇见“变径管道”更换机器人的频率，从而提高了检查的效率，节约了时间和成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述说明书中实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内；同时，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种管道检查机器人，其特征在于，包括机器主体外壳，所述机器主体外壳的外壁可活动的套设有沿着机器主体外壳外壁滑动的活动套，所述活动套的外壁四周均布设置有若干可收缩活动的活动机构；

所述活动机构均包括活动连接足，所述活动连接足的一端通过铰接座与活动套的外壁铰接，所述活动连接足的另一端可转动的连接有滚轮，所述活动连接足靠近机器主体外壳的一端面连接有用于带动活动连接足可收缩变形的伸缩机构，所述伸缩机构靠近机器主体外壳的一端与机器主体外壳连接。

2.根据权利要求1所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括液压杆，所述液压杆设置在远离活动套的一端，所述液压杆的一端通过铰接座与活动连接足铰接且与活动连接足倾斜设置，所述液压杆的另一端与机器主体外壳通过铰接座铰接，所述液压杆的伸缩用于带动活动连接足收缩变形。

3.根据权利要求2所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述活动套远离活动连接足的一端设置有液压缸，所述液压缸的杆体输出端空心设置且可活动的穿设在机器主体外壳的一端，所述液压缸的杆体输出端与活动套连接，所述液压缸的杆体伸缩带动活动套沿着机器主体外壳外壁滑动；

所述液压缸的缸体外壳通过螺栓与机器主体外壳的一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述液压缸的杆体上穿设有SMA弹簧，所述SMA弹簧的一端与活动套连接，所述SMA弹簧的另一端与液压缸的杆体连接；

所述活动套靠近SMA弹簧的一端面上安装连接有若干传感器。

5.根据权利要求4所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述液压缸的缸体远离机器主体外壳的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的导向头，所述导向头上安装有若干传感器，且所述导向头上安装连接有摄像机；

所述导向头的外壁包裹设置有用于对导向头进行保护且透明设置的保护头罩，所述保护头罩通过螺栓与导向头连接。

6.根据权利要求5所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述机器主体外壳远离导向头的一端安装连接有可通过微型电机驱动的且柔性设置的机器尾部。

7.根据权利要求1所述的一种管道检查机器人，其特征在于，所述滚轮均通过转轴与活动连接足连接，所述滚轮通过轴承与转轴转动连接，所述轴承可转动安装在滚轮的内部，所述轴承上连接有用于带动轴承绕着转轴转动的转动齿轮，所述转动齿轮啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮与微型驱动电机的输出轴连接，微型驱动电机安装连接在转轴上，通过微型驱动电机转动带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动与驱动齿轮啮合的转动齿轮带动轴承绕着转轴转动，轴承转动带动滚轮转动，驱动机器主体外壳沿着管道内壁移动。