CN217081881U - 一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人，可广泛的应用于管道检测机器人领域，其由车身主体，摄像头，两组车轮和两组履带组成，摄像头安装在车身主体上用于拍摄管道内的图像信息，达到管道检测的主要目的，两组车轮分别装在车身主体的两侧，车身主体依靠车轮在管道内正常行走，两组履带分别安装在车身主体的前端和尾部，履带底部高度高于车轮底部，保证履带不会影响车轮正常行走，当遇到障碍物时，依靠履带爬升可顺利的越过障碍物。本实用新型提供的管道检测机器人解决了传统法单一的四轮固定式车身和履带式车身存在的问题，使得管道检测更为高效和稳定。

Description

一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人

技术领域

本实用新型涉及管道检测领域。更具体地说，本实用新型涉及一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人。

背景技术

当前管道检测技术中，传统管道机器人要么采用四轮固定式的车身，要么采用履带式的车身，当管道内有高于轮胎的障碍物时，四轮固定式的车身难以翻越前行，而履带式的车身虽然在翻越障碍物方面表现较好，但是正常行驶状态下履带式车身行进效率较低，且长时间依靠履带行走容易造成履带损坏，从而影响管道检测的进程。

实用新型内容

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其包括：

车身主体；

摄像头，其安装在所述车身主体上，用于采集管道内的图像信息；

两组车轮，其分别通过车轮支架安装在所述车身主体的两侧，在车轮动力机构的带动下所述车轮转动，用以带动所述车身主体正常行走；

两组履带，其分别安装在所述车身主体的前端和尾部，在履带动力机构的带动下所述履带转动，用以辅助所述车身主体翻越障碍物；

其中，所述履带底部所在的高度高于所述车轮底部所在的高度。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述车轮支架采用可伸缩结构，通过对所述车轮支架进行伸缩调节，可实现对所述车身主体离地高度的调节。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述车轮支架上安装有减震器。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述车身主体的前端设有障碍物切割装置，所述障碍物切割装置由机械拐臂、安装在所述机械拐臂前端的切削轮以及用于带动所述切削轮转动的切割动力机构组成。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述车身主体的尾部连接有装置回收线。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述车身主体的顶部设有可旋转的摄像头安装支座，所述摄像头架设在所述摄像头安装支座上。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述摄像头安装支座上设有可伸缩支架，所述摄像头安装在所述可伸缩支架的顶端。

另一种优选的实施例中，对于所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，所述摄像头安装支座上在所述摄像头旁侧位置设有辅助照明设备。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型提供的管道检测机器人，采用履带和车轮组合式的车身结构，且履带底部所在的高度高于车轮底部的高度，正常状态下，车身主体依靠车轮在管道底部行走，行进效率较高，且不易出现故障，当遇到高于车轮的障碍物时，车身主体前端的履带接触障碍物并在障碍物表面爬升，同时车身主体尾部的履带持续接触管道底部提供推力，使车身主体能够顺利越过障碍物继续前行。该管道检测机器人解决了四轮固定式车身和履带式车身存在的问题，使得管道检测机器人能够在管道内顺利越障，同时还可持续稳定行进，保障管道检测过程顺利进行。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型中越障管道检测机器人的立体结构示意图。

图2为本实用新型中越障管道检测机器人的侧视图。

图3为本实用新型中越障管道检测机器人的车轮结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其包括车身主体1、摄像头2、两组车轮3和两组履带5，摄像头2安装在车身主体1上，其可以采集管道内部的图像信息，达到管道检测的主要目的，两组车轮3分别通过车轮支架4安装在车身主体1的两侧，根据车身主体1的长度，每组车轮3可以包括排列的两个车轮、三个车轮或多个车轮，车身主体1上安装有车轮动力机构，用于带动车轮转动，正常状态下，车身主体1在车轮3的带动下向前行走，两组履带4分别位于车身主体1的前端和尾部，且履带4底部的高度高于车轮3底部的高度，从而保证车轮3正常行走状态下，履带4不接触地面，并且也不会妨碍车轮前行，当车身主体1前方出现高于车轮3的障碍物时，履带4在履带动力机构的带动下开始转动，辅助车身主体1进行爬坡越障，具体越障过程如下：

第一步：车身主体1前端的履带4与前方障碍物进行接触，贴附在障碍物上向上爬升，对车身主体1产生向上的拉力；

第二步：车身主体1前端被抬高之后呈倾斜状态，此时车身主体1尾部的履带4开始与地面(即管道底部)接触，对车身主体1产生一个推力，从而达到推拉结合越障的目的；

通过上述步骤，车身主体1即可顺利越过高于轮胎的障碍物，之后可继续依靠车轮3行进继续管道检测工作。

与管道检测机器人相配合的，在管道检测工作人员的手上具有一操作端，该操作端与管道检测机器人之间进行有线或无线信号连接，通过操作端可控制车轮动力机构和履带动力机构工作，同时操作端上还具有一显示屏，摄像头2采集到的图像信息可传输至操作端并在显示屏上实时显示，工作人员可通过显示屏上的显示的管道内部状态选择执行对应操作。

为了使管道检测机器人在翻越障碍物时更为方便，如图1所示，在本实用新型的另一种实施例中，车轮支架4采用可伸缩结构，通过对车轮支架4进行伸缩调节，可实现对车身主体离地高度的调节。这种结构中，一方面，在通过履带4翻越障碍物时，可将车轮3向内收缩，避免车轮3与障碍物之间产生抵触，方便履带4在障碍物上翻过，另一方面，如果障碍物过高(高于车身主体前端履带二分之一及以上的情况)，则履带4不易贴附在障碍物上，可先伸展车轮3，将车身主体1和履带4向上抬升，之后再重复上述第一步和第二步的过程进行越障。

为了提升管道检测机器人在行驶过程中的平稳性，如图3所示，在本实用新型的另一种实施例中，车轮3采用蜂巢轮，其中心处设有安装板31，安装板31上具有多个安装孔32，车轮支架4的下端设有轮轴41，轮轴41的一端具有与安装孔32对应的安装螺杆42，通过安装孔32和安装螺杆42的配合将车轮3可拆卸的安装在轮轴41上，在车轮支架4上还安装有减震器6。蜂巢轮胎是新式轮胎，其内部是同蜂巢式的镂空，使其具备较好的柔韧性，在越障功能上比其他形式轮胎更具备优势，采用如图3所述的结构完成蜂巢轮的稳固安装，还可方便的进行拆卸更换不同直径的蜂巢轮，以适应不同管道内部的环境，减震器6具体为减震弹簧，通过减震弹簧可以减小管道检测机器人在越障过程中产生的颠簸，从而对车身主体起到有效的保护，并提高车身主体行进时的稳定性。

管道检测机器人在管道内行进的过程中，会遇到各种不同的障碍物，如若是较大的石块，砂石堆等障碍物时，需要靠履带爬行越障，而若障碍物仅仅是树枝、木杆等细小的物体时，依靠履带进行越障就有些去简求繁了，不仅越障速度慢，而且能耗也高，因此针对这种情况，在本实用新型的另一种实施例中，如图1所示，在车身主体1的前端设有障碍物切割装置，障碍物切割装置由机械拐臂7、安装在机械拐臂7前端的切削轮8以及用于带动切削轮8转动的切割动力机构组成，当遇到树枝或木杆等细小障碍物时，切削轮8转动进行切割将障碍物破除，车身主体1即可继续向前行进，不需要靠履带4进行爬升越障，提高了效率且降低了能耗。

为了便于对管道检测机器人进行回收，在本实用新型的另一种实施例中，如图1所示，在车身主体1的尾部连接有装置回收线9，通过装置回收线9，不仅能够实现操作端与车身主体1之间备用的有线信号连接(无线信号丢失或较弱的情况下可启动有线信号连接)，而且在装置出现故障的情况下，通过装置回收线9可以方便的对装置进行回收，无需人工进入管道回收装置。

为了能够准确的采集管道内某个方向上的图像信息，以便于在对管道某处状况有疑点时进一步的确认，在本实用新型的另一种实施例中，如图1所示，在车身主体1的顶部设有可旋转的摄像头安装支座10，摄像头2架设在摄像头安装支座10上，摄像头安装支座10也配有支座动力机构带动其旋转，车身主体1在行进的过程中，当工作人员在操作端看到管道侧壁有疑点时，可实时停车，然后控制摄像头安装支座10旋转，使摄像头2朝向疑点方向，拍摄到更为清晰和准确的图像，以便工作人员做出准确的判断。

为了进一步的获得上述疑点处的更为准确的图像信息，在本实用新型的另一种实施例中，，如图1所示，在摄像头安装支座10上设有可伸缩支架11，摄像头2安装在可伸缩支架11的顶端，当工作人员发现管道内某处存有疑点时，可先通过摄像头安装支座10转动将摄像头2对准疑点方向，然后再控制可伸缩支架11伸展(可伸缩支架11连接有与操作端信号连接的推拉动力机构)使摄像头2更加的靠近疑点处，拍摄到疑点处更为清洗的图像。图1给出了可伸缩支架的其中一种设计形式，即由三个转轴和连接在三个转轴之间的两个支杆组成一个拐臂结构，其中一端的转轴安装在摄像头安装支座10上，另一端的转轴上安装摄像头2，在这种结构中，通过转轴的转动配合，可实现伸缩，同时还可以使摄像头翻转拍摄管道顶壁。

当管道内壁光照条件较差时，摄像头2拍摄到的图像会较为阴暗，难以清楚的看到管道内部状况，为了解决这一问题，在本实用新型的另一种实施例中，如图1所示，摄像头安装支座10上在摄像头2旁侧位置设有辅助照明设备12，辅助照明设备12可以是探照灯或者其他照明装置，当管道内较为昏暗是，打开辅助照明设备12提供光照，使摄像头2能够拍摄到清晰的图像。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，包括：

车身主体；

摄像头，其安装在所述车身主体上，用于采集管道内的图像信息；

两组车轮，其分别通过车轮支架安装在所述车身主体的两侧，在车轮动力机构的带动下所述车轮转动，用以带动所述车身主体正常行走；

两组履带，其分别安装在所述车身主体的前端和尾部，在履带动力机构的带动下所述履带转动，用以辅助所述车身主体翻越障碍物；

其中，所述履带底部所在的高度高于所述车轮底部所在的高度。

2.根据权利要求1所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述车轮支架采用可伸缩结构，通过对所述车轮支架进行伸缩调节，可实现对所述车身主体离地高度的调节。

3.根据权利要求1所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述车轮支架上安装有减震器。

4.根据权利要求1所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述车身主体的前端设有障碍物切割装置，所述障碍物切割装置由机械拐臂、安装在所述机械拐臂前端的切削轮以及用于带动所述切削轮转动的切割动力机构组成。

5.根据权利要求1所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述车身主体的尾部连接有装置回收线。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述车身主体的顶部设有可旋转的摄像头安装支座，所述摄像头架设在所述摄像头安装支座上。

7.根据权利要求6所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述摄像头安装支座上设有可伸缩支架，所述摄像头安装在所述可伸缩支架的顶端。

8.根据权利要求6所述的履带车轮组合式的越障管道检测机器人，其特征在于，所述摄像头安装支座上在所述摄像头旁侧位置设有辅助照明设备。

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