CN210822515U - 一种电动居中变径打磨爬行机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动居中变径打磨爬行机器人，包括镜体和与所述镜体对应连接的爬行器，所述爬行器包括支撑机构和伸缩机构，所述伸缩机构包括丝杆、可移动式安装在所述丝杆上的移动卡环和固定安装在所述丝杆前端的固定卡环，所述固定卡环的外侧与所述镜体固定连接；在所述连接轴上垂直设有打磨机构，所述支撑机构为3组，沿所述丝杆的圆周等距分布。本实用新型可实用于大小直径管道、稳定性高，有效避免了因管道内部情况不明造成的爬行器晃动或侧翻的情况，提高了爬行器的稳定性，保证拍摄效果。

Description

一种电动居中变径打磨爬行机器人

技术领域

本实用新型涉及工业内窥镜设备技术领域，具体涉及一种电动居中变径打磨爬行机器人。

背景技术

在许多工业领域，需要对管道、容器、腔体内部进行探测，以了解其内部的情况，这样的探测一般采用爬行器小车搭载视频、超声、测厚、涡流等检测仪器进入到管道、容器或腔体内部，并将检测到的信息传输到外部。其中视频探测仪器是最常用设备，能够将待测环境内部的影像更直接地传输到外部。现有的爬行器以采用小车式为主，在小车行使过程中遇到杂物时会发生晃动或翻车的情况，导致内窥镜不稳定，拍摄画面不清晰，影响对管道内情况的准确判定，尤其是对于待测的竖直管道或腔体，这种小车式爬行器无法使用，这时就要采用一些辅助设备来保持内窥镜的稳定性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种可实用于大小直径管道、稳定性高的电动居中变径打磨爬行机器人，避免了因管道内部情况不明造成的爬行器晃动或侧翻的情况，提高了爬行器的稳定性，保证拍摄效果。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电动居中变径打磨爬行机器人，包括镜体和与所述镜体对应连接的爬行器，所述爬行器包括支撑机构和伸缩机构，所述伸缩机构包括丝杆、可移动式安装在所述丝杆上的移动卡环和固定安装在所述丝杆前端的固定卡环，所述固定卡环的外侧通过连接轴与所述镜体固定连接，在所述丝杆的后段设有固定座，所述移动卡环位于所述固定座和固定卡环之间；

在所述连接轴上垂直设有打磨机构，所述打磨机构包括固定设置在所述连接轴上的驱动电机、与所述驱动电机的输出轴固定连接的液压缸，以及与所述液压缸的连接杆底部固定连接的打磨头；

所述支撑机构为3组，沿所述固定卡环与移动卡环的圆周等距分布。

针对上述技术方案，伸缩机构用来调节支撑机构的高低，支撑机构用来平衡镜体的稳定性；丝杆转动使移动卡环在丝杆上左右从而实现调节移动卡环和固定卡环之间的距离，进行实现支撑机构的高低调节，使爬行器可以适应不同直径的管道和空腔；在爬行器爬行过程中，3个支撑机构呈等边三角形状位于管道的内壁上，使镜体位于整个装置的中间，增加镜体的平稳度，避免爬行器在遇到凸起或凹陷时发生晃动或翻车，保证镜体拍摄质量；打磨头通过液压杆实现伸缩运动，进行高低调节，以适应于不同管径的管道打磨；驱动电机带动打磨头做旋转运动，实现对管道内壁杂物的打磨；当镜体反应出管道内壁有异物时，直接由打磨头进行打磨，避免杂物粘在管道内壁清理不掉的情况。

优选的，所述支撑机构包括相交叉设置的第一支撑件和第二支撑件，且相交叉处通过转轴铰支连接；所述第一支撑件和第二支撑件的初始端分别与所述固定卡环和移动卡环相铰支连接，两者的末端均设有滚轮；所述第一支撑件与其相对应设置的滚轮之间通过微型电机马达连接。

微型电机马达驱动第一支撑件上的滚轮转动，由于第一支撑件和第二支撑件交叉设置，从而带动第二支撑件上的滚轮转动，滚轮由微型电机马达驱动，使装置的移动更加方便。

优选的，在所述镜体前端设有椭圆形的相机壳，在所述相机壳内设有探测相机，在所述相机壳的前侧设有圆形的探测窗口，所述探测相机的镜头安装在所述探测窗口内；在所述相机壳上位于所述探测窗口的外侧设有2个射灯孔，在所述射灯孔内分别设有激光定位灯。

镜体设置在爬行器的前端，探测相机设置在相机壳内，在相机壳上设置激光定位灯，能够在相机的可视范围内投射出激光射线，当探测相机因环境问题、光线问题或者调焦问题等造成图像与实际有误差时，可以作为参照物，根据成像来判断实际情况，纠正视觉误差。

优选的，所述激光定位灯的波长为532nm或635nm；所述激光定位灯投射到10米处的光点小于φ10mm*15mm。激光定位灯可用点状光斑、一字线光斑或十字线光斑。

优选的，所述第一支撑件包括两个相平行设置的支撑板；两个所述支撑板的下端分别固定设置在所述微型电机马达的两侧，上端通过销轴与铰接件相铰支连接，所述铰接件的另一端固定在所述固定卡环上。

优选的，所述第二支撑件为一个单独设置的支撑板，所述第二支撑件穿插在所述第一支撑件的两个支撑板中间，且所述第一支撑件和第二支撑件的中间相交叉设置，交叉点通过转轴铰支连接。

两个支撑板设置在微型电机马达的两侧，使装置结构更加紧凑；第一支撑件安装在固定卡环上，将第二支撑件安装在移动卡环上，降低移动卡环的承重量，使移动卡环移动更加便捷，设计合理，动力消耗低；将第一支撑件插入第二支撑件中间，在一定程度上对第二支撑件进行限位，使支撑机构始终具有一定的最低高度，使爬行器处于可站立的状态，避免镜体的损坏。

优选的，所述第二支撑件为一个单独设置的支撑板，所述第二支撑件位于所述第一支撑件的外侧，并通过转轴相交叉设置。该连接方式可以用在于管壁顶部接触的支撑机构，可以使支撑机构的高度降为最低，扩大该爬行机器人的使用范围，应用于更小的管径内。

优选的，所述丝杆为中空结构，在所述丝杆的末端设有用于与外部设备对应连接的电子信号接口，所述镜体内的线路和所述相机壳内的控制线均穿过所述丝杆与所述电子信号接口对应电连接。

电子信号接口可以通过电缆线与外部设备对应连接，外部设备可以包括显示器、外部控制器或控制开关、外部电源等，显示器可以实时获取探测相机拍摄的画面；外部电源用于为内窥镜供电。这里未曾说明的设备、控制方式、连接方式，均可采用本领域常规的设备、控制方式、连接方式来实现。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型可保证镜体的稳定性，通过移动卡环在丝杆上的移动来调节支撑机构的高度，使爬行器适用于不同大小的腔体或管道；同时可以适用于竖直管道的探测；

2.通过微型电机马达驱动滚轮转动，使爬行器移动更加方便，无需人为推动，有利于使该爬行机器人适用于更长管道的探测；

3.第一支撑件和第二支撑件的结构实现了整体结构的轻便化、设计合理、结构紧凑，使装置小型化，以适应于更小径向的管道；

4.将探测相机设置在相机壳内，在相机壳上设置激光定位灯，能够在探测相机的可视范围内投射参照射线，用于纠正探测相机拍摄画面的视觉误差，使探测结果更加准确；

5.通过设置打磨机构，实现对管道内壁的清理，避免粘在管道内壁上的杂物清洗不掉的情况，在镜体探测到后，直接进行打磨清理，无需在单独进行清理，作业更加方便，效率更高。

6.本实用新型能够保证探测相机拍摄画面清晰、稳定，避免晃动或侧翻，更加安全可靠，适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为第一支撑件的结构示意图。

图中：1丝杆，2第二支撑件，3第一支撑件，4微型电机马达，5滚轮，6转轴，7移动卡环，8固定卡环，9连接轴，10镜体，11固定座，12电子信号接口，13支撑板，14铰接件，15相机壳，16探测窗口，17激光定位灯,18驱动电机，19液压缸，20打磨头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1-3所示，一种电动居中变径打磨爬行机器人，包括镜体10和与所述镜体10对应连接的爬行器，所述爬行器包括支撑机构和伸缩机构，所述伸缩机构包括丝杆1、可移动式安装在所述丝杆1上的移动卡环7和固定安装在所述丝杆1前端的固定卡环8，所述固定卡环8的外侧通过连接轴9与所述镜体10固定连接，在所述丝杆1的后段设有固定座11，所述移动卡环7位于所述固定座11和固定卡环8之间；

在所述连接轴9上垂直设有打磨机构，所述打磨机构包括固定设置在所述连接轴9上的驱动电机18、与所述驱动电机18的输出轴固定连接的液压缸19，以及与所述液压缸19的连接杆底部固定连接的打磨头20。

所述支撑机构包括相交叉设置的第一支撑件3和第二支撑件2，且相交叉处通过转轴6铰支连接；所述第一支撑件3和第二支撑件2的初始端分别与所述移动卡环7和固定卡环8相铰支连接，两者的末端均设有滚轮5；所述第一支撑件3与其相对应设置的滚轮5之间通过微型电机马达4连接；

所述支撑机构为3组，沿所述固定卡环8与移动卡环7的圆周等距分布。

在所述镜体10前端设有椭圆形的相机壳15，在所述相机壳15内设有探测相机，在所述相机壳15的前侧设有圆形的探测窗口16，所述探测相机的镜头安装在所述探测窗口16内；在所述相机壳15上位于所述探测窗口16的外侧设有2个射灯孔，在所述射灯孔内分别设有激光定位灯17。所述激光定位灯17的波长为532nm或635nm；所述激光定位灯17投射到10米处的光点小于φ10mm*15mm。

所述第一支撑件3包括两个相平行设置的支撑板13；两个所述支撑板13的下端分别固定设置在所述微型电机马达4的两侧，上端通过销轴与铰接件14相铰支连接，所述铰接件14的另一端固定在所述移动卡环7或固定卡环8上。所述第二支撑件2为一个单独设置的支撑板13。

第一支撑件3和第二支撑件2的连接方式分别两种：

采用中间交叉方式连接：所述第二支撑件2穿插在所述第一支撑件3的两个支撑板13中间，且所述第一支撑件3和第二支撑件2的中间相交叉设置，交叉点通过转轴6铰支连接。

采用外侧交叉方式连接：所述第二支撑件2位于所述第一支撑件3的外侧，并通过转轴6相交叉设置。

3组支撑机构可以均采用中间交叉方式连接或外侧交叉方式连接中的一种连接方式；或者相邻2组支撑机构采用中间交叉方式连接，另外1组支撑机构采用外侧交叉方式连接。当采用第二种方式安装时，将2组采用中间交叉方式连接的支撑机构与管内壁的底部接触，这样有利于整个装置的更加稳定。

所述丝杆1为中空结构，在所述丝杆1的末端设有用于与外部设备对应连接的电子信号接口12，所述镜体10内的线路和所述相机壳15内的控制线均穿过所述丝杆1与所述电子信号接口12对应电连接。

本实用新型爬行机器人的工作原理：在使用时，爬行器上的支撑板13末端的滚轮5可贴合在管道内壁上，使前部的镜体10稳定保持在管道中央；当进入直径较小的管道中时，丝杆1转动使移动卡环7向左侧移动，带动第二支撑件2的底部向左移动，从而使支撑机构的高度降低，靠近丝杆1，进入到直径较大的管道中时，丝杆1反向转动使移动卡环7向右侧移动，带动第二支撑件2的底部向右移动，从而使支撑机构的高度升高，远离丝杆1，使滚轮5始终贴合在管道内壁上，滚轮5在微型电机马达4的带动下向前移动；前端的探测相机工作时，激光定位灯17能够在相机的可视范围内投射出激光射线，当探测相机因环境问题、光线问题或者调焦问题等造成图像与实际有误差时，可以作为参照，根据成像来判断实际情况，纠正视觉误差。当探测相机探测到有异物粘在管道内壁时，可以直接启动打磨头对相对位置进行现场打磨，打磨头通过液压缸进行高度调节，并由驱动电机带动进行旋转式打磨。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电动居中变径打磨爬行机器人，包括镜体和与所述镜体对应连接的爬行器，其特征在于，所述爬行器包括支撑机构和伸缩机构，所述伸缩机构包括丝杆、可移动式安装在所述丝杆上的移动卡环和固定安装在所述丝杆前端的固定卡环，所述固定卡环的外侧通过连接轴与所述镜体固定连接，在所述丝杆的后段设有固定座，所述移动卡环位于所述固定座和固定卡环之间；

在所述连接轴上垂直设有打磨机构，所述打磨机构包括固定设置在所述连接轴上的驱动电机、与所述驱动电机的输出轴固定连接的液压缸，以及与所述液压缸的连接杆底部固定连接的打磨头；

所述支撑机构为3组，沿所述丝杆的圆周等距分布。

2.根据权利要求1所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述支撑机构包括相交叉设置的第一支撑件和第二支撑件，且相交叉处通过转轴铰支连接；所述第一支撑件和第二支撑件的初始端分别与所述移动卡环和固定卡环相铰支连接，两者的末端均设有滚轮；所述第一支撑件与其相对应设置的滚轮之间通过微型电机马达连接。

3.根据权利要求1所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，在所述镜体前端设有椭圆形的相机壳，在所述相机壳内设有探测相机，在所述相机壳的前侧设有圆形的探测窗口，所述探测相机的镜头安装在所述探测窗口内；在所述相机壳上位于所述探测窗口的外侧设有2个射灯孔，在所述射灯孔内分别设有激光定位灯。

4.根据权利要求3所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述激光定位灯的波长为532nm或635nm；所述激光定位灯投射到10米处的光点小于φ10mm*15mm。

5.根据权利要求2所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述第一支撑件包括两个相平行设置的支撑板；两个所述支撑板的下端分别固定设置在所述微型电机马达的两侧，上端通过销轴与铰接件相铰支连接，所述铰接件的另一端固定在所述固定卡环上。

6.根据权利要求2所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述第二支撑件为一个单独设置的支撑板，所述第二支撑件穿插在所述第一支撑件的两个支撑板中间，且所述第一支撑件和第二支撑件的中间相交叉设置，交叉点通过转轴铰支连接。

7.根据权利要求2所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述第二支撑件为一个单独设置的支撑板，所述第二支撑件位于所述第一支撑件的外侧，并通过转轴相交叉设置。

8.根据权利要求3所述的电动居中变径打磨爬行机器人，其特征在于，所述丝杆为中空结构，在所述丝杆的末端设有用于与外部设备对应连接的电子信号接口，所述镜体内的线路和所述相机壳内的控制线均穿过所述丝杆与所述电子信号接口对应电连接。

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