CN202884375U

CN202884375U - 小管道检测机器人

Info

Publication number: CN202884375U
Application number: CN 201220472137
Authority: CN
Inventors: 李天剑; 尹利君; 陈晓; 刘相权
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Information Science and Technology University
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-09-14

Abstract

本实用新型的小管道机器人采用变径设计机构，可根据管道的管径调整姿态，确保管径与机器人同轴，且适用范围管径为60-120mm的管道；该小管道机器人实现了一个电机同时带动三个齿轮运动，从而实现小管道机器人的同轴移动；该小管道机器人具有双级弹簧的缓冲结构，适应管道的细微变形。根据本实用新型的一个实施例的小管道检测机器人包括：一个本体（30，29），与本体（30，29）相连的变径机构，驱动所述变径机构与所述本体之间的径向距离的改变的驱动机构。

Description

小管道检测机器人

技术领域

本实用新型涉及一种小管道检测机器人。

背景技术

管道是工业、能源、军事装备、城市建筑等领域中使用广泛的物料运输手段，城市污水、天然气和工业物料运输、给排水和建筑物的通风系统等，均使用大量复杂隐蔽的管道。保障这些管道系统的安全性和有效性至关重要。但是随着使用年限的增加，管道不可避免地会出现老化、裂缝、腐蚀或者受到外来施工的破坏。如果不及时处理，一旦发生事故不但会带来巨大的经济损失，对环境也会造成严重的污染。因此，定期对管道进行勘查和维护，就显得非常必要。为提高管道的寿命，就必须对管道进行有效的检测维护，管道检测机器人为满足该需要而产生。

管道检测机器人是针对油、气等输送管道的检测、喷涂、接口焊接、异物清理等维护检修作业所研制的一种特种机器人，它能进入人所不及、复杂多变的非结构管道环境中，通过携带的无损检测装置和作业装置，对工作中的管道进行在线检测、清理、维护，以保障管道的安全和畅通无阻地工作。

但是，现有管道机器人大多数适用于管径为150mm以上的石油管道、地下污水管道等大管径作业，无法完成小管道环境检测。为了实现管径为诸如60-120mm范围内的金属管道自动检测，需开发一种变径小管道检测机器人，通过管道机器人采集、处理及分析管道内图像数据，进而检测出故障。以实现管道疏通、检测、维修的自动化要求,并广泛应用于排水、电力系统、工业输送等领域。

发明内容

本实用新型公开了一种皮带移动式小管道检测机器人，包括爬行器，单自由度摄像头。所述单自由度摄像头放置在爬行器顶部。所述爬行器包括壳体、主传动系、被动齿轮组、皮带轮组、变径机构。所述壳体内安置一个电机。电机与主动传动系上的蜗杆相连。所述主传动系包括一个蜗杆一个斜齿轮。蜗杆一端与电机相连，一端与斜齿轮相连，斜齿轮与被动齿轮组相连，起传输作用。所述被动齿轮组包括三个被动齿轮，被动齿轮与主动斜齿轮相啮合，被动齿轮伸出部分通过同步带与皮带轮组中的主动轮相连。所述皮带轮组包括一个主动轮，一个从动轮，六个导向轮，一条皮带。本小管道机器人包括3个皮带轮组。单个皮带轮组中主动轮通过同步带与被动齿轮组中的被动齿轮相连，然后通过皮带带动从动轮，从而实现小管道机器人的移动。所述变径机构包括一个调整圈，一个表面有螺纹滑块座，一个滑块底座，一个套管，弹簧，一个支撑，两个支撑肋，一个锁紧螺母。套管一端与滑块座相连，一端与滑块底座相连，在滑块座与滑块底座间安放弹簧。支撑一端固定在滑块座上，一端与导槽相连。支撑肋一端与导槽相连，一端固定在底座上，其支撑和旋转轴作用。当旋转调整圈，调整圈带动滑块座轴向移动，压缩弹簧时，弹簧推动滑块底座轴向移动，从而带动支撑轴向移动，带动导槽径向伸张。当旋转调整圈带动滑块座轴向移动，弹簧伸张时，滑块底座通过套管带动滑块座轴向移动，从而带动支撑轴向移动，带动导槽径向收缩。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种轮式移动小管道机器人，其特征在于包括：

爬行器，其包括壳体及固定在壳体上的电机，蜗杆齿轮传动系、皮带轮组，变径机构。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实例的爬行器的主视图；

图2为根据本实用新型的一个实例的爬行器的俯视图。

图3为图1所示实例的旋转剖视图；

附图标记：

1摄像机 2前壳体 3调整圈 4支撑臂

5平行臂 6导槽盖 7同步带 8后壳体盖

9后盖 10变节器 11摄像头接口 12螺柱

13锁紧螺母 14滑块座 15弹簧 16滑块

17锁紧垫片 18套管 19从动轮 20辅助轮

21皮带 22导槽 23主动轮 24被动齿轮

25电机 26拉钩 27主动斜齿轮 28齿轮座

29连柱 30平行臂座 31后壳体

具体实施方式

根据本实用新型的一个实施例，根据管道直径的大小，通过变径机构调整皮带导槽的伸张度。如图1－3所示的机器人包括本体、变径机构和变径驱动机构；本体包括至少两个平行臂座30和连接该至少两个平行臂座30的连柱29。变径驱动机构包括一个调整圈3、一个外表面具有螺纹的滑块座14，一个套管18，一个锁紧螺母13，一个滑块16，支撑臂4，一个锁紧垫片17；变径机构包括平行臂5和导槽22。弹簧15套放在套管18上。其中锁紧螺母13将滑块16与套管18固定在一起。锁紧垫片17将套管18与滑块座14固定在一起。弹簧15围绕套管18设置。其中滑块14通过套管18与滑块座14相连，在两者之间放有弹簧15。支撑臂4的一端与滑块座14相连，另一端与导槽22相连。平行臂5共有六个，分为三组；每个平行臂的一端与导槽22相连，另一端与平行臂座30相连。其中滑块座14固定在后壳体31上，后壳体盖8被设置在后壳体31上，对后壳体31起保护作用。两平行壁座30之间通过连柱29相连。

根据本实用新型的一个实施例的具体调整方式如下：当需要使导槽22伸张时，旋转调整圈3，调整圈3与滑块座14之间通过螺纹相连接，滑块座14沿螺柱12轴向移动，滑块座14通过压缩弹簧15，带动滑块16产生轴向移动，从而带动支撑臂4的轴向移动，支撑臂4的轴向移动导致导槽22产生径向的伸张。当需要使导槽22收缩时，旋转调整圈3，调整圈3与滑块座14之间通过螺纹相连接，滑块座14沿螺柱12产生轴向移动，弹簧15伸张，滑块座14通过套管18带动滑块16轴向移动，从而带动支撑臂4轴向移动，支撑臂4的轴向移动导致导槽22产生径向的收缩。从而完成变径。

在如图2所示的实施例中，移动动力的传递方式为：电机25与主动斜齿轮（或者蜗杆）27相连，主动斜齿轮（或者蜗杆）27与从动齿轮（或者蜗轮）24相连，从动齿轮（或者蜗轮）24通过同步带7与主动轮23相连，主动轮23通过皮带21带动从动轮19转动，从而实现爬行器的移动。其中辅助轮20安放在导槽22中其中皮带21的沿着由安装在导槽22与导槽盖6之间的辅助轮20移动。主动齿轮27，从动齿轮24安装在齿轮座28中。齿轮座28固定在后壳体31上。导槽盖6、导槽22固定在支撑臂4和平行臂5上。

根据本实用新型的一个实施例的机器人的尾部有拉钩26，可与绳索连接，当机器人出现故障时，可进行人工回收。其中拉钩26安放在后盖9上。后盖9上安装有变节器10，为电机电源接头。

本小机器人视频采集通过与前壳体2相连接的摄像机1完成，摄像机1与摄像头接口11相连接，进行信号传递。

本实用新型的优点包括：

一、本小管道机器人包括爬行器、摄像机1两部分，全部采用模块化设计，连接方便，使用可靠

二、本小管道机器人采用变径设计机构，可根据管道的管径进行调整，适用范围广；并且具有双级弹簧的缓冲结构，适应管道的细微变形。

三、本小管道机器人与管道同轴，且与管壁紧密接触，无侧翻危险，越障能力强，图像采集性稳定，便于定位。

四、本小管道机器人与管道同轴，摄像机1旋转时，物距不发生变化，方便进行图像的自动测量。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或修改，这些更动或修改仍属于本实用新型技术方案的范围内。

本实用新型的优点包括：

1.本小管道机器人采用变径设计机构，可根据管道的管径调整姿态，确保管径与机器人同轴，且适用范围管径为60-120mm的管道；

2.该小管道机器人实现了一个电机同时带动三个齿轮运动，从而实现管道机器人的同轴移动；

3.该小管道机器人具有双级弹簧的缓冲结构，适应管道的细微变形。

Claims

1.小管道检测机器人，其特征在于包括：

一个本体（30，29），

与本体（30，29）相连的变径机构，

驱动所述变径机构与所述本体之间的径向距离的改变的驱动机构,

其中所述变径机构包括：

导槽（22），

连接本体和导槽（22）的平行臂（5），

所述驱动机构包括：

一个调整圈（3），

一个外表面具有螺纹的滑块座（14），所述调整圈（3）与滑块座（14）之间通过螺纹相连接，

一个滑块（16），

支撑臂（4），其一端与滑块座（14）相连，另一端与导槽（22）相连，设置在滑块（16）与滑块座（14）之间的压缩弹簧（15）。

2.根据权利要求1的小管道检测机器人，其特征在于所述驱动机构进一步包括：

一个套管（18），所述压缩弹簧（15）套放在套管（18）上，且所述压缩弹簧（15）围绕套管（18）设置。

3.根据权利要求1的小管道检测机器人，其特征在于所述本体（30，29）包括：

至少两个平行臂座（30），

连接所述至少两个平行臂座（30）的连柱（29），每个所述平行臂的一端与导槽（22）相连，另一端与所述至少两个平行臂座（30）之一相连。

4.根据权利要求1的小管道检测机器人，其特征在于进一步包括：

后壳体（31），

设置在后壳体（31）上的后壳体盖（8），其中，滑块座（14）被固定在后壳体（31）上。

5.根据权利要求1－4之一的小管道检测机器人，其特征在于进一步包括：

导槽盖（6）,

齿轮座（28），

同步带（7）,

主动轮(23),

从动轮(19),

皮带(21),

安装在导槽（22）与导槽盖（6）之间的辅助轮（20），

齿轮座28，

安装在齿轮座（28）中的主动齿轮（27）和从动齿轮（24），其中从动齿轮（24）通过同步带（7）与主动轮（23）相耦合，

与主动齿轮（27）相连的电机（25），

从动轮（19），其通过皮带（21）受到主动轮（23）的带动。

6.根据权利要求5的小管道检测机器人，其特征在于：

主动齿轮（27）是主动斜齿轮/蜗杆（27），

从动齿轮（24）是从动齿轮/蜗轮（24）。

7.根据权利要求1－4之一的小管道检测机器人，其特征在于进一步包括：

后盖（9），

设置在后盖（9）上的拉钩（26），

安装在后盖（9）上的变节器（10）。