CN117823753B - 一种管道无损检测爬行机器人及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管道无损检测爬行机器人及检测方法，涉及检测仪器及机器人技术领域，包括供电模块、控制机构、端部套环、中间套环，端部套环设有检测机构，相邻的中间套环之间及相邻的中间套环与端部套环之间连接有伸缩机构，端部套环与中间套环的内壁分别均匀分布有若干移动式定位机构，端部套环及中间套环的内壁分别与待检测的管道通过移动式定位机构连接，移动式定位机构用以使端部套环及中间套环相对于待检测管道定位或者相对转动至新的定位角度后定位，供电模块用以为控制机构、检测机构、移动式定位机构、伸缩机构供电，控制机构配置为接收检测机构的信息，并对定位机构和伸缩机构进行控制。本发明可实现水下、陆上管道的全程自动化检测。

Description

一种管道无损检测爬行机器人及检测方法

技术领域

本发明涉及检测仪器及机器人技术领域，具体涉及一种管道无损检测爬行机器人及检测方法。

背景技术

压力管道是指所有承受内压或外压的管道，无论其管内介质如何，压力管道是管道中的一部分，管道是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的，由管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件组成的装配总成，在压力管道的生产与使用中需要对其进行无损检测，通常采用X射线进行检测。

现有的检测装置存在以下问题：

1、依赖人工操作，操作人员的主观因素对检测结果有较大影响；2、自动化程度低，仅能实现对取样位置进行检测，难以实现对压力管道进行全方位的检测；3、对于一些不便操作人员参与的场合，如水下压力管道的检测，现有的设备难以实现自动化检测功能；4、针对检测到损伤的部位，缺乏精确定位，导致后期维护需要重复检测；5、针对管道转弯或连接有法兰的位置，难以进行连续检测作业。

发明内容

本发明提供了一种管道无损检测爬行机器人及检测方法，该机器人及检测方法能够解决背景技术部分1-5所述的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种管道无损检测爬行机器人，包括供电模块、控制机构、位于前后端的端部套环以及位于2个端部套环之间的多个中间套环，所述的端部套环的外侧端均一体成型有检测机构，相邻的中间套环之间及相邻的中间套环与端部套环之间均连接有伸缩机构，所述的端部套环与中间套环的内壁分别均匀分布有若干移动式定位机构，所述的端部套环及中间套环的内壁分别与待检测的管道通过移动式定位机构连接，所述的移动式定位机构用以使端部套环及中间套环相对于待检测管道定位或者相对转动至新的定位角度后定位，所述的供电模块用以为控制机构、检测机构、移动式定位机构、伸缩机构供电，所述的控制机构配置为接收检测机构的信息，并对定位机构和伸缩机构进行控制。

优选的，所述的端部套环和中间套环分别由2个半圆形的环体对接而成，2个环体的左右端的外侧分别设有第一连接板，2个相邻的第一连接板之间通过螺栓固定连接，在第一连接板内侧端所在的端部套环外壁上以及第一连接板两端所在的中间套环外壁上分别一体成型有第二连接板。

优选的，所述的端部套环的外侧端一体成型有环状基座，所述的环状基座包括上半环及下半环，上半环及下半环对接成整体的圆环结构，所述的上半环、下半环分别与端部套环的2个半圆形环体一体成型，2个半圆形环体的第一连接板延伸至上半环或下半环左或右端的外侧，所述的上半环和下半环也通过穿过2个第一连接板的螺栓固定连接，所述的检测机构包括开设于上半环及下半环内壁的半环形滑槽，2个半环形滑槽对接后形成完整的环形滑槽结构，在2个半环形滑槽内分别滑动连接有半环形滑块，2个半环形滑块在2个半环形滑槽对接后也对接为整体的环形滑块，所述的环形滑块的外壁同轴设有环形槽，所述的环形槽内设有啮齿结构，所述的环状基座的底部设有贯通环形槽的通孔，所述的通孔内贯穿有齿轮，所述的齿轮与啮齿结构啮合连接，所述的齿轮的中心轴与预设于端部套环外表面的伺服电机的输出轴固定连接，在伺服电机的带动下，环形滑块在设定角度内滑动；2个环形滑块的内表面分别设有多个X射线的发射端及接收端，多个发射端和接收端一一相对，所述的伺服电机、发射端、接收端分别与控制机构电连接。

优选的，所述的环形滑块的内壁上绕轴线等间隔设有4组X射线的发射端及接收端，其中4个发射端位于上侧的半环形滑块内壁，另外4个接收端位于下侧的半环形滑块内壁，工作时，同一组发射端和接收端之间的中心X射线与待检测管道轴线相交；所述的控制机构设有图像信息分析与处理模块、存储模块、输出模块，所述的图像信息分析与处理模块对接收端接收到的检测信息进行分析和处理，并将分析处理结果传送给存储模块和输出模块。

优选的，所述的环状基座外表面还固定安装有倾角传感器，所述的倾角传感器通过导线与控制机构信号连接；所述的伸缩机构包括设于端部套环与相邻的中间套环之间、相邻的中间套环之间的相邻的第二连接板之间的伺服电动缸；所述的伺服电动缸的两端分别与相邻的第二连接板外表面球铰接；所述的伺服电动缸通过导线与控制机构电连接。

优选的，所述的控制机构设有定位模块和计时模块，检测过程中，所述的定位模块依据倾角传感器的角度信息判定环状基座与初始位置角度相比相对于管道转动的角度A，并结合伺服电机带动齿轮转动的角度B判断各组发射端和接收端之间的X射线线的检测角度C，针对每组检测图像记录X射线的检测角度C，同时，记录前后端的检测机构的起点位置，根据伺服电动缸的伸缩量累计，计算检测机构相对起点位置的位移，根据计时模块统计检测图像拍摄时间所对应的检测机构的检测位置D，并针对每组检测图像记录该检测图像对应的检测位置D，根据检测图像的检测角度C和检测位置D判别检测图像相对于管道的精确位置。

优选的，所述的移动式定位机构包括绕轴线等间隔设于中间套环及端部套环内壁上的电动推杆，所述的电动推杆的活塞杆沿端部套环及中间套环的径向设置，电动推杆的活塞杆端部通过压力传感器连接有挤压部件，所述的挤压部件为橡胶轮，所述的橡胶轮的轮轴与端部套环及中间套环的轴向平行，所述的活塞杆固定连接有步进电机，所述的步进电机与轮轴的端部连接，所述的电动推杆、步进电机通过导线与控制机构电连接，所述的压力传感器通过导线与控制机构信号连接。

优选的，所述的中间套环至少有2个，所述的端部套环的外壁上还分别设有用以采集前方或后方视觉信息的视觉传感器，所述的视觉传感器通过导线与控制机构信号连接，所述的中间套环内表面还设有控制盒，所述的控制盒内设有控制机构和蓄电池，所述的端部套环与相邻的中间套环之间、相邻的中间套环之间分别连接有可伸缩软管，所述的可伸缩软管内用以穿过导线，所述的控制机构还电连接有人机交互装置，所述的爬行机器人的各个电路元件均经过防水防腐处理。

一种管道无损检测爬行机器人的检测方法，包括如下步骤：

步骤1、机器人的安装：将连带环状基座的端部套环以及中间套环依次拼接在管道上，并分别通过螺栓连接固定，通过导线将各个电器元件连接，检查线路是否工作正常，打开控制机构开关，各个电动推杆同时伸长相同的长度，当各个压力传感器检测的压力值在设定误差内一致时，停止电动推杆的伸长，此时，各个橡胶轮锁止并压紧在管道外表面，控制机构记录倾角传感器检测的环状基座的初始位置角度，此时，伺服电机未启动，2个半环形滑块分别位于各自的半环形滑槽内，并相互压紧；

步骤2、机器人沿管道行进：包括直线行进及转弯行进；其中，直线行进时，位于前后端的端部套环的橡胶轮保持对管道外壁的压紧，位于前端的端部套环后侧相邻的中间套环的电动推杆缩短并使橡胶轮与管道外壁脱离，该中间套环前侧的伺服电动缸收缩、后侧的伺服电动缸伸长，使该中间套环前移设定距离，如此，依次使各个中间套环向前移动设定距离，然后，通过最后侧的2个伺服电动缸收缩使后端的端部套环向前移动设定距离，最后，前端的端部套环在最前侧的2个伺服电动缸伸长下向前移动设定距离；重复以上步骤，实现机器人沿管道的蠕动式爬行；在管道转弯时，根据视觉传感器检测到的管道转弯朝向信息，控制机构控制步进电机启动，使机器人相对于管道转动，并使机器人两侧的伺服电动缸位于转弯管道轴线所在平面的两侧，然后依据蠕动式爬行的方式使机器人通过管道转弯段；在蠕动式爬行过程中，遇到法兰时，控制机构依据管道的设计参数，将电动推杆缩短至设定程度，并使橡胶轮依次跨越法兰；

步骤3、在蠕动式爬行过程中，根据预设程序，检测机构随着端部套环移动设定距离后，启动检测程序：检测时，伺服电机带动齿轮转动，使环形滑块旋转45度，4组发射端和接收端在各自的45度检测范围内检测管道内部的损伤情况，接收端将检测图像发送给控制机构，控制机构记录每组检测图像的检测角度C和检测位置D；

步骤4，检测结束后，工作人员通过人机交互装置查阅检测数据，并通过数据线将检测数据导入到计算机内。

本发明一种管道无损检测爬行机器人及检测方法具有如下有益效果：

1、本发明不但能够应用于陆上管道的全程自动化检测，还可应用于水下压力管道的全程检测，自动化程度高，无需人工参与，可极大降低检测难度，提高检测效率。

2、本发明在检测时，能够精确确定检测图像对应的检测时间、检测角度C、检测位置D，在发现管道损伤问题时，可快速找到损伤位置进行维护。

3、本发明的机器人不但能够适应于直线管道的检测，还可适用于各种转弯管道的检测，能够跨越法兰，适用于复杂恶劣的检测环境。

4、本发明适用于不同外径的管道检测，尤其适用于大型水下管道的损伤检测。

附图说明

图1是本发明检测时的主体结构示意图；

图2是本发明检测时的右视结构示意图；

图3是本发明中间套环右视结构示意图；

图4是本发明半环形滑块的仰视结构图；

图5是转弯管道轴线所在平面的示意图；

1、端部套环；2、中间套环；3、步进电机；4、伺服电动缸；5、环状基座；51、上半环；52、下半环；53、半环形滑槽；54、半环形滑块；541、环形槽；542、啮齿结构；55、发射端；56、接收端；6、管道；7、后端视觉传感器；8、滑动面；9、第一连接板；10、第二连接板；11、球座；12、可伸缩软管；13、前端视觉传感器；14、伺服电机；15、防护罩；16、齿轮；17、螺栓孔；18、电动推杆；19、橡胶轮；20、管道轴线；21、控制盒；22、转弯管道轴线所在平面。

需要说明的是：以上附图均为示意图，不应以图中所绘出的比例关系理解本发明各个结构之间的大小比例，实际的大小比例根据需要设定。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1，在最开始的实施例中，本发明一种管道无损检测爬行机器人，如图1-5所示，包括供电模块、控制机构、位于前后端的端部套环1以及位于2个端部套环1之间的多个中间套环2，所述的端部套环1的外侧端均一体成型有检测机构，相邻的中间套环2之间及相邻的中间套环2与端部套环1之间均连接有伸缩机构，所述的端部套环1与中间套环2的内壁分别均匀分布有若干移动式定位机构。

所述的端部套环1及中间套环2的内壁分别与待检测的管道6通过移动式定位机构连接，所述的移动式定位机构用以使端部套环1及中间套环2相对于待检测管道6定位或者相对转动至新的定位角度后定位，所述的供电模块用以为控制机构、检测机构、移动式定位机构、伸缩机构供电，所述的控制机构配置为接收检测机构的信息，并对定位机构和伸缩机构进行控制。

电源模块可以为电缆连接的配电箱，也可以为设置于机器人上的蓄电池。如果是水下检测管道，则电缆可连接路基平台上的配电箱，可实现数据的实时传递，如果使用蓄电池在陆地测量，则可通过设置无线通信模块实时传输数据，或者使用蓄电池在陆上或水下检测，可在检测结束后再对检测数据进行查阅。

实施例2，进一步的实施例中，如图1-3所示，所述的端部套环1和中间套环2分别由2个半圆形的环体对接而成，2个环体的左右端的外侧分别设有第一连接板9，2个相邻的第一连接板9之间通过螺栓固定连接，在第一连接板9内侧端所在的端部套环1外壁上以及第一连接板9两端所在的中间套环2外壁上分别一体成型有第二连接板10。

如图1-3所示，所述的端部套环的外侧端一体成型有环状基座5，所述的环状基座5包括上半环51及下半环52，上半环51及下半环52对接成整体的圆环结构，所述的上半环51、下半环52分别与端部套环1的2个半圆形环体一体成型，2个半圆形环体的第一连接板9延伸至上半环51或下半环52左或右端的外侧，所述的上半环51和下半环52也通过穿过2个第一连接板9的螺栓固定连接。

检测机构包括开设于上半环51及下半环52内壁的半环形滑槽53，2个半环形滑槽53对接后形成完整的环形滑槽结构，在2个半环形滑槽53内分别滑动连接有半环形滑块54，2个半环形滑块54在2个半环形滑槽53对接后也对接为整体的环形滑块，如图4所示，所述的环形滑块的外壁同轴设有环形槽541，所述的环形槽541内设有啮齿结构542，所述的环状基座5的底部设有贯通环形槽541的通孔（图中未画出）。

所述的通孔内贯穿有齿轮16，所述的齿轮16与啮齿结构542啮合连接，所述的齿轮16的中心轴与预设于端部套环1外表面的伺服电机14的输出轴固定连接，在伺服电机14的带动下，环形滑块在设定角度内滑动；2个环形滑块的内表面分别设有多个X射线的发射端55及接收端56，多个发射端55和接收端56一一相对，所述的伺服电机14、发射端55、接收端56分别与控制机构电连接。

实施例3，进一步的实施例中，如图1-4所示，所述的环形滑块的内壁上绕轴线等间隔设有4组X射线的发射端55及接收端56，其中4个发射端55位于上侧的半环形滑块54内壁，另外4个接收端56位于下侧的半环形滑块54内壁。工作时，同一组发射端55和接收端56之间的中心X射线与待检测管道6轴线相交；所述的控制机构设有图像信息分析与处理模块、存储模块、输出模块，所述的图像信息分析与处理模块对接收端接收到的检测信息进行分析和处理，并将分析处理结果传送给存储模块和输出模块，关于无损X射线检测的机理及相关技术结构为现有技术，本发明未述及的内容以现有方案解决。

如图1-4所示，所述的环状基座外表面还固定安装有倾角传感器（图中未画出），所述的倾角传感器通过导线与控制机构信号连接；所述的伸缩机构包括设于端部套环1与相邻的中间套环2之间、相邻的中间套环2之间的相邻的第二连接板10之间的伺服电动缸4；所述的伺服电动缸4的两端分别与相邻的第二连接板10外表面球铰接；所述的伺服电动缸4通过导线与控制机构电连接。如图1、2所示，在第二连接板10上预设有用以连接球座11的螺栓孔17，球座11通过螺栓安装在第二连接板10上后再与伺服电动缸4的端部连接。

实施例4，进一步的实施例中，如图1-4所示，控制机构设有定位模块和计时模块，检测过程中，所述的定位模块依据倾角传感器的角度信息判定环状基座与初始位置角度相比相对于管道转动的角度A，比如，在机器人安装好后，控制机构接收到倾角传感器检测的环状基座的角度为0，则设定检测时间后，检测到角度A为5度，即可计算出环状基座相对于初始位置角度转动了的角度A的度数；并结合伺服电机带动齿轮转动的角度B判断各组发射端和接收端之间的X射线线的检测角度C。也就是说，如环状基座顺时针转动了5度，在此基础上，齿轮又带动环形滑块顺时针转动了5度，则检测角度C应为10度（即相对于初始状态下该组发射端和接收端之间X射线的位置顺时针转过了10度）。如此，就可以使每个检测图像都基于初始位置角度有1个属于自身的角度定位。

针对每组检测图像记录X射线的检测角度C，同时，记录前后端的检测机构的起点位置，以便于依据此起点位置找到后续检测到损伤位置，根据伺服电动缸4的伸缩量累计，计算检测机构相对起点位置的位移，根据计时模块统计检测图像拍摄时间所对应的检测机构的检测位置D，即检测机构相对于起点位置的位移量。并针对每组检测图像记录该检测图像对应的检测位置D，根据检测图像的检测角度C和检测位置D判别检测图像相对于管道的精确位置。如管道某位置检测出损伤时，可根据此精确位置快速找到损伤部位，从而方便提高对管道维护的效率。

需要说明的是，本发明设置了前后端共2个检测机构，方便于对管道的尾端和首端进行检测，也可以针对检测的损伤位置进行复核，比如前端的检测机构在某位置检测到损伤，后端的检测机构可在移动至该位置后对损伤进行复核检测，从而保证了检测的精度，避免了检测误差。

实施例5，进一步的实施例中，如图1-4所示，移动式定位机构包括绕轴线等间隔设于中间套环2及端部套环1内壁上的电动推杆18，所述的电动推杆18的活塞杆沿端部套环1及中间套环2的径向设置，电动推杆18的活塞杆端部通过压力传感器（图中未画出）连接有挤压部件，所述的挤压部件为橡胶轮19，所述的橡胶轮19的轮轴与端部套环1及中间套环2轴向平行，所述的活塞杆固定连接有步进电机3。

步进电机3与轮轴的端部连接，所述的电动推杆18、步进电机3通过导线与控制机构电连接，所述的压力传感器通过导线与控制机构信号连接。压力传感器用以检测橡胶轮与管道表面的压紧程度，从而通过控制压力确保机器人在管道表面相对固定，保证检测过程中的稳定性，进而保证了检测位置定位的精确性。同时，橡胶轮可起到驱动机器人绕管道转动的作用，如图1、5所示，由于管道转弯时，伺服电动缸不能与管道发生干涉，将2个伺服电动缸4旋转至转弯管道轴线所在平面22的左右侧后，即可通过蠕动式爬行顺利通过转弯段。

如图1-4所示，所述的中间套环2至少有2个，所述的端部套环1的外壁上还分别设有用以采集前方或后方视觉信息的视觉传感器，所述的视觉传感器通过导线与控制机构信号连接，所述的中间套环2内表面还设有控制盒21，所述的控制盒21内设有控制机构和蓄电池（即电源模块），所述的端部套环1与相邻的中间套环2之间、相邻的中间套环2之间分别连接有可伸缩软管12，所述的可伸缩软管12内用以穿过导线，避免导线与机器人其他部件相互干涉，所述的控制机构还电连接有人机交互装置（图中未画出），所述的爬行机器人的各个电路元件均经过防水防腐处理。

实施例6，一种管道无损检测爬行机器人的检测方法，如图1-5所示，包括如下步骤：

步骤1、机器人的安装：如图1所示，将连带环状基座5的端部套环1以及中间套环2依次拼接在管道6上，并分别通过螺栓连接固定，即通过螺栓连接相邻的第一连接板9，通过导线将各个电器元件连接，检查线路是否工作正常，打开控制机构开关，各个电动推杆18同时伸长相同的长度；当各个压力传感器检测的压力值在设定误差内一致时，停止电动推杆18的伸长，此时，各个橡胶轮锁止并压紧在管道外表面，端部套环、中间套环与管道同轴，控制机构记录倾角传感器检测的环状基座5的初始位置角度，此时，伺服电机14未启动，2个半环形滑块54分别位于各自的半环形滑槽53内，并相互压紧；即各组发射端和接收端也位于初始位置，控制机构内预存有各组发射端和接收端之间的X射线初始位置的位置信息，如图2所示，该位置信息可用图形表示，在环状基座及环形滑块均发生转动后，可进一步推算X射线的位置信息；

步骤2、机器人沿管道行进：包括直线行进及转弯行进；其中，直线行进时，位于前后端的端部套环1的橡胶轮19保持对管道6外壁的压紧，位于前端的端部套环1后侧相邻的中间套环2的电动推杆缩短并使橡胶轮19与管道6外壁脱离，该中间套环2前侧的伺服电动缸4收缩、后侧的伺服电动缸4伸长，使该中间套环2前移设定距离，如此，依次使各个中间套环2向前移动设定距离。然后，通过最后侧的2个伺服电动缸4收缩使后端的端部套环1向前移动设定距离，最后，前端的端部套环1在最前侧的2个伺服电动缸4伸长下向前移动设定距离；重复以上步骤，实现机器人沿管道6的蠕动式爬行。在管道转弯时，根据视觉传感器检测到的管道转弯朝向信息，控制机构控制步进电机3启动，使机器人相对于管道6转动，并使机器人两侧的伺服电动缸4位于转弯管道轴线所在平面22的两侧，然后依据蠕动式爬行的方式使机器人通过管道转弯段。在蠕动式爬行过程中，遇到法兰时，控制机构依据管道的设计参数，将电动推杆缩短至设定程度，并使橡胶轮19依次跨越法兰；本发明涉及的设定距离可根据检测需要而设置，比如，需要每间隔5m进行一次全面检测，则设定距离就可以定为5m，其他关于设定的有关数据以此类推；

步骤3、在蠕动式爬行过程中，根据预设程序，检测机构随着端部套环移动设定距离后，启动检测程序，此时机器人停止行进：检测时，伺服电机14带动齿轮16转动，使环形滑块旋转45度，4组发射端和接收端在各自的45度检测范围内检测管道内部的损伤情况，实现了该位置处管道的全方位损伤检测，接收端将检测图像发送给控制机构，控制机构记录每组检测图像的检测角度C和检测位置D；

步骤4，检测结束后，工作人员通过人机交互装置查阅检测数据，并通过数据线将检测数据导入到计算机内。对于水下检测来说，机器人沿着管道爬升或移动至设定位置至检测结束后，工作人员从管道上取下机器人，然后对所存储的数据进行查阅或导出。

Claims (7)

1.一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：包括供电模块、控制机构、位于前后端的端部套环以及位于2个端部套环之间的多个中间套环，所述的端部套环的外侧端均一体成型有检测机构，相邻的中间套环之间及相邻的中间套环与端部套环之间均连接有伸缩机构；

所述的端部套环与中间套环的内壁分别均匀分布有若干移动式定位机构，所述的端部套环及中间套环的内壁分别与待检测的管道通过移动式定位机构连接，所述的移动式定位机构用以使端部套环及中间套环相对于待检测管道定位或者相对待检测管道的环向转动至新的定位角度后定位；

所述的供电模块用以为控制机构、检测机构、移动式定位机构、伸缩机构供电，所述的控制机构配置为接收检测机构的信息，并对定位机构和伸缩机构进行控制；

所述的端部套环和中间套环分别由2个半圆形的环体对接而成，2个环体的左右端的外侧分别设有第一连接板，2个相邻的第一连接板之间通过螺栓固定连接，在第一连接板内侧端所在的端部套环外壁上以及第一连接板两端所在的中间套环外壁上分别一体成型有第二连接板；

所述的端部套环的外侧端一体成型有环状基座，环状基座包括上半环及下半环，上半环及下半环对接成整体的圆环结构；

所述的上半环、下半环分别与端部套环的2个半圆形环体一体成型，2个半圆形环体的第一连接板延伸至上半环或下半环左或右端的外侧，所述的上半环和下半环也通过穿过2个第一连接板的螺栓固定连接；

所述的检测机构包括开设于上半环及下半环内壁的半环形滑槽，2个半环形滑槽对接后形成完整的环形滑槽结构，在2个半环形滑槽内分别滑动连接有半环形滑块，2个半环形滑块在2个半环形滑槽对接后也对接为整体的环形滑块；

所述的环形滑块的外壁同轴设有环形槽，所述的环形槽内设有啮齿结构，所述的环状基座的底部设有贯通环形槽的通孔，所述的通孔内贯穿有齿轮，齿轮与啮齿结构啮合连接，齿轮的中心轴与预设于端部套环外表面的伺服电机的输出轴固定连接，在伺服电机的带动下，环形滑块在设定角度内滑动；

2个环形滑块的内表面分别设有多个X射线的发射端及接收端，多个发射端和接收端一一相对，所述的伺服电机、发射端、接收端分别与控制机构电连接；

所述的伸缩机构包括设于端部套环与相邻的中间套环之间、相邻的中间套环之间的相邻的第二连接板之间的伺服电动缸；所述的伺服电动缸的两端分别与相邻的第二连接板外表面球铰接；所述的伺服电动缸通过导线与控制机构电连接。

2.如权利要求1所述的一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：所述的环形滑块的内壁上绕轴线等间隔设有4组X射线的发射端及接收端，其中4个发射端位于上侧的半环形滑块内壁，另外4个接收端位于下侧的半环形滑块内壁；

工作时，同一组发射端和接收端之间的中心X射线与待检测管道轴线相交；所述的控制机构设有图像信息分析与处理模块、存储模块、输出模块，所述的图像信息分析与处理模块对接收端接收到的检测信息进行分析和处理，并将分析处理结果传送给存储模块和输出模块。

3.如权利要求2所述的一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：所述的环状基座外表面还固定安装有倾角传感器，所述的倾角传感器通过导线与控制机构信号连接。

4.如权利要求3所述的一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：所述的控制机构设有定位模块和计时模块，检测过程中，所述的定位模块依据倾角传感器的角度信息判定环状基座与初始位置角度相比相对于管道转动的角度A，并结合伺服电机带动齿轮转动的角度B判断各组发射端和接收端之间的X射线线的检测角度C，针对每组检测图像记录X射线的检测角度C，同时，记录前后端的检测机构的起点位置，根据伺服电动缸的伸缩量累计，计算检测机构相对起点位置的位移，根据计时模块统计检测图像拍摄时间所对应的检测机构的检测位置D，并针对每组检测图像记录该检测图像对应的检测位置D，根据检测图像的检测角度C和检测位置D判别检测图像相对于管道的精确位置。

5.如权利要求4所述的一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：所述的移动式定位机构包括绕轴线等间隔设于中间套环及端部套环内壁上的电动推杆，电动推杆的活塞杆沿端部套环及中间套环的径向设置，电动推杆的活塞杆端部通过压力传感器连接有挤压部件，所述的挤压部件为橡胶轮；

所述的橡胶轮的轮轴与端部套环及中间套环的轴向平行，所述的活塞杆固定连接有步进电机，所述的步进电机与轮轴的端部连接，所述的电动推杆、步进电机通过导线与控制机构电连接，所述的压力传感器通过导线与控制机构信号连接。

6.如权利要求5所述的一种管道无损检测爬行机器人，其特征为：所述的中间套环至少有2个，所述的端部套环的外壁上还分别设有用以采集前方或后方视觉信息的视觉传感器；

所述的视觉传感器通过导线与控制机构信号连接，所述的中间套环内表面还设有控制盒，所述的控制盒内设有控制机构和蓄电池，所述的端部套环与相邻的中间套环之间、相邻的中间套环之间分别连接有可伸缩软管，所述的可伸缩软管内用以穿过导线，所述的控制机构还电连接有人机交互装置，所述的爬行机器人的各个电路元件均经过防水防腐处理。

7.如权利要求6所述的一种管道无损检测爬行机器人的检测方法，其特征为：包括如下步骤：

步骤1、机器人的安装：将连带环状基座的端部套环以及中间套环依次拼接在管道上，并分别通过螺栓连接固定，通过导线将各个电器元件连接，检查线路是否工作正常，打开控制机构开关，各个电动推杆同时伸长相同的长度；当各个压力传感器检测的压力值在设定误差内一致时，停止电动推杆的伸长，此时，各个橡胶轮锁止并压紧在管道外表面，控制机构记录倾角传感器检测的环状基座的初始位置角度，此时，伺服电机未启动，2个半环形滑块分别位于各自的半环形滑槽内，并相互压紧；

步骤2、机器人沿管道行进：包括直线行进及转弯行进；

其中，直线行进时，位于前后端的端部套环的橡胶轮保持对管道外壁的压紧，位于前端的端部套环后侧相邻的中间套环的电动推杆缩短并使橡胶轮与管道外壁脱离，该中间套环前侧的伺服电动缸收缩、后侧的伺服电动缸伸长，使该中间套环前移设定距离，如此，依次使各个中间套环向前移动设定距离，然后，通过最后侧的2个伺服电动缸收缩使后端的端部套环向前移动设定距离，最后，前端的端部套环在最前侧的2个伺服电动缸伸长下向前移动设定距离；重复以上步骤，实现机器人沿管道的蠕动式爬行；

在管道转弯时，根据视觉传感器检测到的管道转弯朝向信息，控制机构控制步进电机启动，使机器人相对于管道转动，并使机器人两侧的伺服电动缸位于转弯管道轴线所在平面的两侧，然后依据蠕动式爬行的方式使机器人通过管道转弯段；在蠕动式爬行过程中，遇到法兰时，控制机构依据管道的设计参数，将电动推杆缩短至设定程度，并使橡胶轮依次跨越法兰；

步骤3、在蠕动式爬行过程中，根据预设程序，检测机构随着端部套环移动设定距离后，启动检测程序：检测时，伺服电机带动齿轮转动，使环形滑块旋转45度，4组发射端和接收端在各自的45度检测范围内检测管道内部的损伤情况，接收端将检测图像发送给控制机构，控制机构记录每组检测图像的检测角度C和检测位置D；

步骤4，检测结束后，工作人员通过人机交互装置查阅检测数据，并通过数据线将检测数据导入到计算机内。