CN211696226U - 一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，应用目标定位为水下机器人。主要功能为协助水下机器人精确地检测行走距离，应用环境为长输水管道。计程轮安装有可以检测车轮转速、转数、转向的磁检测装置，能够测出机器人的时速以及所行走的路程。计程轮为弹性结构，可适应有30mm凸起的不同水下输水管道，具有专用的接口模块，安装方便，具备气密性检测功能，计程轮接口安装在密闭空间可进行内部气密性检测，同时可以进行抽气操作。每一组水下计程轮安装有两个车轮，既能够保证两个支点贴紧管壁，也可以在出现打滑的情况下进行监测数据的对照纠错。

Description

一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮

技术领域

本实用新型涉及水下检测量装置领域，尤其涉及一种用于辅助测量行走距离的水下计程装置。

背景技术

在浩渺的海洋中，在夯实的地面下，布满了各式各样的输水管道，这种管道长达百里、千里，有的甚至远超这个数字。这种管道经过长达数十年的使用，必然会受到一定的腐蚀，对管道的检测则变得尤为重要。大部分管道都是金属结构，很多探测设备进入以后就无法接受卫星等定位设备，即使找到了缺陷处也难以确定缺陷位置。管道内部充满了水，必须采用水下机器人才能进入探测，但目前大多数的水下机器人定位通过惯性导航传感器、声学多普勒速度仪等仪器辅助测量，由于算法不够成熟，长距离下定位误差特别大。因此为水下机器人装一条可以检测行走距离且不受信号影响的计程装置变得极为迫切，同时还要适应管内凹凸缺陷所带来的不利环境。

实用新型内容

本实用新型涉及了一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，结构小巧，布置合理，可作为一个单独模块安装到大部分的机器人上，计程轮上安装有弹簧，可控制两个支腿的夹角，又能同时保证两个车轮均能同时贴到管壁上，计程轮上的霍尔检测传感器可以实时检测行走路径，车轮上开有U型槽用于降低出现打滑现象的概率，同时两个车轮都具备检测的功能，通过算法更好的提高检测精度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，包括车轮、磁钢、霍尔传感器固定架、弹簧线、支腿一、支腿二、弹簧、轮轴、支腿固定架、锁线环、计程轮连接架、堵头、直径6mm销轴、直径10mm销轴和霍尔传感器，所述的磁钢嵌入到车轮中，采用水下密封胶将车轮与磁钢固定在一起；所述的支腿一与霍尔传感器固定架通过螺纹紧固的方式连接在一起，霍尔传感器封装在霍尔传感器固定架内部，霍尔传感器与磁钢圆周对应；所述的支腿一和支腿二通过轮轴铰接在一起，支腿一和支腿二分别与弹簧一端相连，支腿一与支腿二内部开有圆槽孔，分别与支腿固定架开的圆柱孔配合；所述的锁线环与计程轮连接架圆周配合，堵头与计程轮连接架采用螺纹连接。

作为本方案的优选实施例，所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的磁钢为直径6mm、长度6mm的圆柱体，与车轮上直径6mm长度6mm的圆柱孔配合安装，圆柱孔为等间距分布，阵列成五个圆柱孔。

作为本方案的优选实施例，所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的霍尔传感器的直径为8mm，镶嵌于霍尔传感器固定架内部的圆柱孔内部，采用环氧树脂灌封，以轮轴所在圆心为轴心，霍尔传感器固定架上的圆柱孔所在圆直径与车轮内部的圆柱孔所在圆直径一致，霍尔传感器与磁钢距离为2mm。

作为本方案的优选实施例，所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的支腿一和支腿二内部分别开有两边为直径6mm半圆整体为环状的槽孔，该槽孔与支腿固定架顶部上的圆孔配合，槽孔内插入直径6mm销轴，支腿一和支腿二内部分别开有直径10mm的圆孔，圆孔与支腿固定架上的直径10mm圆孔同心配合，孔内插入直径10mm销轴，支腿一(5)和支腿二(6)中间的弹簧(7)安装状态为拉伸状态。

作为本方案的优选实施例，所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的锁线环为弹性薄片，堵头通过螺纹紧固在计程轮连接架上，计程轮连接架开有竖直朝下的圆柱孔，该圆柱孔与计程轮连接架上的螺纹孔贯通。

作为本方案的优选实施例，所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的弹簧弹性系数满足长度在70-160mm的长度范围波动，对应的车轮沿着支腿固定架轴线方向始末方向能够实现30mm的跳动距离。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

结构小巧，布置合理，可作为一个单独模块安装到大部分的机器人上，计程轮上安装有弹簧，可控制两个支腿的夹角，又能同时保证两个车轮均能同时贴到管壁上，计程轮上的霍尔检测传感器可以实时检测行走路径，车轮上开有U型槽用于降低出现打滑现象的概率，同时两个车轮都具备检测的功能，通过算法更好的提高检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的结构示意图。

图2是本申请实例的车轮与霍尔传感器固定架布置距离示意图。

图3是本申请实例的支腿一的三维结构示意图。

图4是本申请实例的支腿二的三维结构示意图。

图5是本申请实例的车轮、磁钢装配示意图。

图6是本申请实例的霍尔传感器固定架的三维结构示意图。

图1-图6中，1.车轮、2.磁钢、3.霍尔传感器固定架、4.弹簧线、5.支腿一、6.支腿二、7.弹簧、8.轮轴、9.支腿固定架、10.锁线环、11.计程轮连接架、12.堵头、13.直径6mm销轴、14.直径10mm销轴)、15.霍尔传感器

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，结构小巧，布置合理，可作为一个单独模块安装到大部分的机器人上，计程轮上安装有弹簧，可控制两个支腿的夹角，又能同时保证两个车轮均能同时贴到管壁上，计程轮上的霍尔检测传感器可以实时检测行走路径，车轮上开有U型槽用于降低出现打滑现象的概率，同时两个车轮都具备检测的功能，通过算法更好的提高检测精度。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1-图6所示，一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，包括车轮1、磁钢2、霍尔传感器固定架3、弹簧线4、支腿一5、支腿二6、弹簧7、轮轴8、支腿固定架9、锁线环10、计程轮连接架11、堵头12、直径6mm销轴13、直径10mm销轴14和霍尔传感器15，所述的磁钢2嵌入到车轮1中，采用水下密封胶将车轮1与磁钢2固定在一起；所述的支腿一5与霍尔传感器固定架3通过螺纹紧固的方式连接在一起，霍尔传感器15封装在霍尔传感器固定架3内部，霍尔传感器15与磁钢2圆周对应；所述的支腿一5和支腿二6通过轮轴8铰接在一起，支腿一5和支腿二6分别与弹簧7一端相连，支腿一5与支腿二6内部开有圆槽孔，分别与支腿固定架9开的圆柱孔配合；所述的锁线环10与计程轮连接架11圆周配合，堵头12与计程轮连接架11采用螺纹连接。

其中，在实际应用中，所述的直径为6mm的磁钢2安装在车轮1直径6mm的圆柱孔内，五个等间距阵列分布。磁钢2阵列所在圆直径65mm，车轮1外缘直径108mm，保证监测装置在全程的检测精度为68mm(在车轮1不发生打滑的情形下)。

其中，在实际应用中，所述的霍尔传感器15直径为8mm，镶嵌于霍尔传感器固定架3内部的圆柱孔内部，采用环氧树脂灌封，以轮轴8所在圆心为轴心，霍尔传感器固定架3上的圆柱孔所在圆直径与车轮1内部的圆柱孔所在圆直径一致，霍尔传感器15与磁钢2距离为2mm。2mm的距离是为了磁钢2得此信号能够及时准确地被霍尔传感器15检测到。

其中，在实际应用中，所述的支腿一5和支腿二6内部分别开有两边为直径6mm半圆整体为环状的槽孔，该槽孔与支腿固定架9顶部上的圆孔配合，槽孔内插入直径6mm销轴13，支腿一5和支腿二6内部分别开有直径10mm的圆孔，圆孔与支腿固定架9上的直径10mm圆孔同心配合，孔内插入直径10mm销轴14，支腿一5和支腿二6中间的弹簧为预拉力弹簧7。两个椭圆槽孔用于限制支腿一与支腿二张开的角度，弹簧7的作用是保证车轮1时刻能够紧贴在管壁上。

其中，在实际应用中，所述的锁线环10为弹性薄片，用于束缚他弹簧线4，堵头12通过螺纹紧固在计程轮连接架11上，计程轮连接架11开有竖直朝下的圆柱孔，该圆柱孔与该零件上的螺纹孔贯通，堵头12的作用是可以用于检测内部的气密性，需要检测的时候将堵头12拆掉，检测没问题再将堵头12安装上封闭空间。

其中，在实际应用中，所述的弹簧7弹性系数满足弹簧在70-160mm的长度范围波动，对应的车轮1沿着支腿固定架9轴线方向始末位置能够实现30mm的跳动距离，通过该方式能够使计程轮可以越过有30mm误差的凸起或凹槽。

Claims (6)

1.一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，包括车轮(1)、磁钢(2)、霍尔传感器固定架(3)、弹簧线(4)、支腿一(5)、支腿二(6)、弹簧(7)、轮轴(8)、支腿固定架(9)、锁线环(10)、计程轮连接架(11)、堵头(12)、直径6mm销轴(13)、直径10mm销轴(14)和霍尔传感器(15),所述的磁钢(2)嵌入到车轮(1)中，采用水下密封胶将车轮(1)与磁钢(2)固定在一起；所述的支腿一(5)与霍尔传感器固定架(3)通过螺纹紧固的方式连接在一起，霍尔传感器(15)封装在霍尔传感器固定架(3)内部，霍尔传感器(15)与磁钢(2)圆周对应；所述的支腿一(5)和支腿二(6)通过轮轴(8)铰接在一起，支腿一(5)和支腿二(6)分别与弹簧(7)一端相连，支腿一(5)与支腿二(6)内部开有圆槽孔，分别与支腿固定架(9)开的圆柱孔配合；所述的锁线环(10)与计程轮连接架(11)圆周配合，堵头(12)与计程轮连接架(11)采用螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的磁钢(2)为直径6mm、长度6mm的圆柱体，与车轮(1)上直径6mm、长度6mm的圆柱孔配合安装，圆柱孔为等间距分布，阵列成五个圆柱孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的霍尔传感器(15)的直径为8mm，镶嵌于霍尔传感器固定架(3)内部的圆柱孔内部，采用环氧树脂灌封，以轮轴(8)所在圆心为轴心，霍尔传感器固定架(3)上的圆柱孔所在圆直径与车轮(1)内部的圆柱孔所在圆直径一致，霍尔传感器(15)与磁钢(2)距离为2mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的支腿一(5)和支腿二(6)内部分别开有两边为直径6mm半圆整体为环状的槽孔，该槽孔与支腿固定架(9)顶部上的圆孔配合，槽孔内插入直径6mm销轴(13)，支腿一(5)和支腿二(6)内部分别开有直径10mm的圆孔，圆孔与支腿固定架(9)上的直径10mm圆孔同心配合，孔内插入直径10mm销轴(14)，支腿一(5)和支腿二(6)中间的弹簧(7)安装状态为拉伸状态。

5.根据权利要求1所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的锁线环(10)为弹性薄片，堵头(12)通过螺纹紧固在计程轮连接架(11)上，计程轮连接架(11)开有竖直朝下的圆柱孔，该圆柱孔与计程轮连接架(11)上的螺纹孔贯通。

6.根据权利要求1所述的一种用于辅助测量行走距离的水下计程轮，其特征在于，所述的弹簧(7)弹性系数满足弹簧长度在70-160mm的长度范围波动，对应的车轮(1)沿着支腿固定架(9)轴线方向始末方向能够实现30mm的跳动距离。

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