CN219675396U - 一种巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种巡检机器人，包括：载台、驱动机构以及检测机构。驱动机构安装在载台上并用于驱使载台沿一条巡检导轨线性移动。检测机构包括伸缩件、检测筒、气囊和气压传感器。伸缩件的一端固定连接在载台上，另一端为伸长端并与检测筒同轴固定连接，且伸缩方向与至少一个待检测管道的轴向相互平行。气囊设置有两个，每个气囊呈环形，且外圈可随充气沿径向膨胀，两个气囊的内圈分别固定套接在检测筒沿轴向的相对两端。检测筒内部设置有空腔，且检测筒的侧壁上开设有与空腔连通的通孔。气压传感器的探头安装在检测筒上。通孔和探头均位于两个气囊之间。该巡检机器人可针对大型管道进行高效率的气密性检测。

Description

一种巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及管道检测技术领域，特别是涉及一种巡检机器人。

背景技术

管道是长距离输送流体的装置，广泛用于给排水、供热、长距离输送石油和天然气等领域。

目前管道在出厂前需要进行气密性以及缺陷检测，通常采用水检作业的方式来检测管道气密性。具体地，需要将管道放置在水槽内，管道内形成密闭后往管道内输入气体，观察水面是否出现气泡来判断管道的密封性。此种方式需要产线上有人工或机械手协同进行检测，对于某些尺寸、重量较大的管道(如长距离输送管道)，人工或机械手难以挪动这些管道，搬运、操作起来十分麻烦，需要耗费大量的时间和人力，不利于气密性检测的进行。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中大型管道气密性检测的效率较低的技术问题，本实用新型提供一种巡检机器人。

本实用新型公开一种巡检机器人，包括：载台、驱动机构以及检测机构。

驱动机构安装在载台上并用于驱使载台沿一条巡检导轨线性移动。

检测机构包括伸缩件、检测筒、气囊和气压传感器。伸缩件的一端固定连接在载台上，另一端为伸长端并与检测筒同轴固定连接，且伸缩方向与至少一个待检测管道的轴向相互平行。气囊设置有两个，每个气囊呈环形，且外圈可随充气沿径向膨胀，两个气囊的内圈分别固定套接在检测筒沿轴向的相对两端。检测筒内部设置有空腔，且检测筒的侧壁上开设有与空腔连通的通孔。气压传感器的探头安装在检测筒上。通孔和探头均位于两个气囊之间。

作为上述方案的进一步改进，驱动机构包括支撑架、齿轮和驱动件。齿轮的轴向垂直于巡检导轨的延伸方向。支撑架呈开口朝向载台的“Π”型，且齿轮沿轴向的相对两端分别与支撑架的相对两侧转动连接。齿轮与一个齿条啮合连接，该齿条沿巡检导轨的延伸方向分布且与巡检导轨相固定。驱动件用于驱动齿轮转动。

作为上述方案的进一步改进，驱动机构还包括转动轴。转动轴的两端分别与支撑架的相对两侧转动连接，齿轮套设在转动轴是，且与转动轴通过键连接。其中，转动轴上还固定套接有两个固定环，齿轮位于两个固定环之间并与固定环接触。

作为上述方案的进一步改进，驱动件采用伺服电机，且伺服电机的输出轴与齿轮的一端同轴固定。

作为上述方案的进一步改进，驱动机构还包括至少一组导向组件。每组导向组件包括可转动式连接在载台上的两个导向轮，两个导向轮以巡检导轨的延伸直线为对称轴，轴对称分布在巡检导轨的相对两侧，且导向轮与巡检导轨接触但不固定。

作为上述方案的进一步改进，导向组件设置有两组，且沿巡检导轨的延伸方向分布在载台上。

作为上述方案的进一步改进，伸缩件采用气缸。

作为上述方案的进一步改进，巡检机器人还包括：储气罐。储气罐内部储存有压缩气体。储气罐固定连接在载台上，且设置有相互独立的第一出气口、第二出气口和第三出气口。第一出气口通过第一气管与气缸内部连通，第二出气口通过第二气管与两个气囊连通，第三出气口通过第三气管与检测筒的空腔连通。

作为上述方案的进一步改进，检测筒的侧壁中开设有输气通道，输气通道具有一个输入口和两个输出口。其中，输气通道的输入口与第三气管连通，输气通道的两个输出口分别与两个气囊连通。

作为上述方案的进一步改进，第一气管、第二气管和第三气管上均设置有独立的电动阀。

与现有技术相比，本实用新型公开的技术方案具有如下有益效果：

该巡检机器人通过驱动机构可实现在巡检导轨上携带检测机构进行线性移动，依次经过多个静置的待检测管道，在进行检测作业时，无需人工或机械手挪动、搬运或调整待检测管道，检测机构自动伸入待检测管道内进行气密性检测，完成单次检测后检测机构归位并沿巡检导轨移动至下一工位，从而可针对大型管道进行高效率的气密性检测。

另外，该巡检机器人可根据待检测管道的垂直或水平姿态进行选择性布置，既可以布置在竖直待检测管道的上方，也可以布置在水平待检测管道的一侧，从而可根据生产空间的需求而定，具有较高的通用性和兼容性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中巡检机器人设置在多个待测管道上方时的立体结构示意图；

图2为图1中巡检机器人的局部立体结构示意图；

图3为图2中巡检机器人的俯视图；

图4为图2中齿轮通过固定环与转动轴装配的爆炸示意图；

图5为图2中巡检机器人的检测机构的立体结构示意图；

图6为图5中检测筒位于待检测管道之外时的剖面图；

图7为图6中检测筒位于待检测管道之内并形成密封区域时的剖面图；

图8为图7中检测筒在另一视角的剖面图。

主要元件符号说明

1、载台；2、驱动机构；21、支撑架；22、齿轮；23、驱动件；24、转动轴；241、固定环；25、导向组件；251、导向轮；3、检测机构；31、伸缩件；32、检测筒；321、空腔；322、通孔；323、输气通道；33、气囊；34、气压传感器；4、巡检导轨；5、储气罐；61、第一气管；62、第二气管；63、第三气管；7、待检测管道；8、齿条。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本实施例提供一种巡检机器人，包括：载台1、驱动机构2以及检测机构3，还可包括储气罐5。该巡检机器人可架设在多个线性排布的待检测管道7的上方，这些待检测管道7的轴向可垂直于水平面，静置在一个台面上。

驱动机构2安装在载台1上并用于驱使载台1沿一条巡检导轨4线性移动。巡检导轨4上沿着延伸方向可以固定连接有齿条8，从而可供驱动机构2行走。

本实施例中，驱动机构2可包括支撑架21、齿轮22、驱动件23、转动轴24和导向组件25。齿轮22的轴向垂直于巡检导轨4的延伸方向。支撑架21呈开口朝向载台1的“Π”型，转动轴24的相对两端分别与支撑架21的相对两侧转动连接。而齿轮22可通过转动轴24上设置的键，以及其内孔处开设的键槽，实现固定套接在转动轴24上，并可随转动轴24一起转动。齿轮22与一个齿条啮合连接，该齿条8沿巡检导轨4的延伸方向分布且与巡检导轨4相固定。驱动件23用于驱动齿轮22转动。

另外，请结合图4，转动轴24上还可固定套接有两个固定环241，齿轮22位于两个固定环241之间并与固定环241接触，固定环241可通过螺栓实现紧固或拆卸，从而实现齿轮22在转动轴24上的轴向位置调节。

载台1和支撑架21一起与巡检导轨4滑动连接，当驱动件23带动齿轮22转动时，由于齿轮22与齿条8啮合，因此齿轮22会产生与齿条8的相对运动，该运动过程可以视作轮胎在地面上进行滚动，从而可以带动载台1沿巡检导轨4进行线性移动，携带检测机构3依次经过各个待检测管道7。

其中，驱动电机23可采用伺服电机，且伺服电机可固定安装在支撑架21的一侧上，电机的输出轴可以与转动轴24同轴固定，以此精准调节齿轮22的旋转，进而精准地调节检测机构3沿巡检导轨4延伸方向的位置。导向组件25可设置有至少一组，本实施例中，导向组件25设置为两组。每组导向组件25包括可转动式连接在载台1上的两个导向轮251，两个导向轮251以巡检导轨4的延伸直线为对称轴，轴对称分布在巡检导轨4的相对两侧，且导向轮251与巡检导轨4侧面的凹槽配合接触，在载台1沿巡检导轨4线性移动时，导向轮251沿巡检导轨4侧面凹槽滚动，从而起到载台1移动更加稳固流畅的效果，进而保障了对各个待检测管道7的检测精准度。

请结合图5，检测机构3包括伸缩件31、检测筒32、气囊33和气压传感器34。

伸缩件31可采用气缸，其一端固定连接在载台1上，另一端为伸长端并与检测筒32同轴固定连接，且伸缩方向与至少一个待检测管道7的轴向相互平行。这样，位于各个待检测管道7上方的检测机构3在进行检测作业时，只需通过调节驱动机构2实现检测筒32位于其中一个待检测管道7的正上方，通过气缸伸长，使得检测筒32伸入待检测管道7内部。

气囊33设置有两个，每个气囊33呈环形，且外圈可随充气沿径向膨胀，两个气囊33的内圈分别固定套接在检测筒32沿轴向的相对两端。检测筒32内部设置有空腔321，且检测筒32的侧壁上开设有与空腔321连通的通孔322。气压传感器34的探头安装在检测筒32上。通孔322和探头均位于两个气囊33之间。

请结合图6和图7，当检测筒32伸入待检测管道7内部并移动到预设位置时，通过向气囊33注入气体，使得两个气囊33的外圈沿径向膨胀并与待检测管道7的内壁接触，两个气囊33之间在待检测管道7中形成密封区域(图7中的A表示密封区域)，这时通过向检测筒32内注入加压气体，加压气体经过通孔322进入密封区域内，使得密封区域内的压力逐渐升高，在这个过程中气压传感器34的探头时刻采集压力变化，在向密封区域内注入预设时间或预设量的气体后，静置一段时间，观察气压传感器34采集到的压力值，若压力值在静置一段时间后仍保持一定的水平，说明待管道的气密性良好或合格；若压力值下降超过预设的范围，则说明管道的气密性不良。

另外，检测筒32的轴向长度(或两个气囊33的间距)可根据待检测管道7的长度进行设置，检测筒32的直径(或气囊33所能膨胀到的最大直径)可根据待检测管道7的内径进行设置。

为了使巡检机器人可在较长的巡检导轨4上长时间能够进行管道气密性检测工作，储气罐5可以固定连接在载台1上。储气罐5内部储存有7压缩气体，在一些实施例中，载台1上还可以集成有气泵，为储气罐5提供加压的压缩气体。

请结合图8，储液罐5可设置至少三个独立的出气口，其中，第一出气口通过第一气管61与气缸内部连通，第二出气口通过第二气管62与两个气囊33连通，第三出气口通过第三气管63与检测筒32的空腔321连通。另外，第一气管61、第二气管62和第三气管63上均可设置有独立的电动阀，这样可以分别控制向气缸、气囊33和空腔321注入气体的量。

具体地，气囊33的内圈与检测筒32的外侧壁贴合，且检测筒32的侧壁中开设有中空的输气通道323，输气通道323具有一个输入口和两个输出口。其中，输气通道323的输入口与第三气管63连通，输气通道323的两个输出口分别与两个气囊33连通。这样一来，不影响检测筒32伸入待检测管道7内时密封区域的形成。

需要说明的是，在一些实施例中，巡检机器人也可架设在多个线性排布的待检测管道7的一侧，这些待检测管道7的轴向可平行于水平面，为了使得待见管道7在被检测时不会产生晃动或滚动，每个管道的底部可垫有相应的支撑块。相应地，检测机构3的检测筒32在检测时沿水平方向伸入待检测侧管道7内，原理在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种巡检机器人，其特征在于，包括：

载台(1)；

驱动机构(2)，安装在载台(1)上并用于驱使载台(1)沿一条巡检导轨(4)线性移动；以及

检测机构(3)，包括伸缩件(31)、检测筒(32)、气囊(33)和气压传感器(34)；伸缩件(31)的一端固定连接在载台(1)上，另一端为伸长端并与检测筒(32)同轴固定连接，且伸缩方向与至少一个待检测管道(7)的轴向相互平行；气囊(33)设置有两个，每个气囊(33)呈环形，且外圈可随充气沿径向膨胀，两个气囊(33)的内圈分别固定套接在检测筒(32)沿轴向的相对两端；检测筒(32)内部设置有空腔(321)，且检测筒(32)的侧壁上开设有与所述空腔(321)连通的通孔(322)；气压传感器(34)的探头安装在检测筒(32)上；通孔(322)和所述探头均位于两个气囊(33)之间。

2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述驱动机构(2)包括支撑架(21)、齿轮(22)和驱动件(23)；齿轮(22)的轴向垂直于巡检导轨(4)的延伸方向；支撑架(21)呈开口朝向载台(1)的“Π”型，且齿轮(22)沿轴向的相对两端分别与支撑架(21)的相对两侧转动连接；齿轮(22)与一个齿条(8)啮合连接，该齿条(8)沿巡检导轨(4)的延伸方向分布且与巡检导轨(4)相固定；驱动件(23)用于驱动所述齿轮(22)转动。

3.根据权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述驱动机构(2)还包括转动轴(24)；转动轴(24)的两端分别与支撑架(21)的相对两侧转动连接，齿轮(22)套设在转动轴(24)上，且与转动轴(24)通过键连接；其中，转动轴(24)上还固定套接有两个固定环(241)，齿轮(22)位于两个固定环(241)之间并与固定环(241)接触。

4.根据权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，驱动件(23)采用伺服电机，且所述伺服电机的输出轴与齿轮(22)的一端同轴固定。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述驱动机构(2)还包括至少一组导向组件(25)；每组导向组件(25)包括可转动式连接在载台(1)上的两个导向轮(251)，两个导向轮(251)以所述巡检导轨(4)的延伸直线为对称轴，轴对称分布在巡检导轨(4)的相对两侧，且导向轮(251)与巡检导轨(4)接触但不固定。

6.根据权利要求5所述的巡检机器人，其特征在于，所述导向组件(25)设置有两组，且沿所述巡检导轨(4)的延伸方向分布在载台(1)上。

7.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述伸缩件(31)采用气缸。

8.根据权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括：

储气罐(5)，其内部储存有压缩气体；储气罐(5)固定连接在载台(1)上，且设置有相互独立的第一出气口、第二出气口和第三出气口；所述第一出气口通过第一气管(61)与所述气缸内部连通，所述第二出气口通过第二气管(62)与两个所述气囊(33)连通，所述第三出气口通过第三气管(63)与检测筒(32)的空腔(321)连通。

9.根据权利要求8所述的巡检机器人，其特征在于，所述检测筒(32)的侧壁中开设有输气通道(323)，输气通道(323)具有一个输入口和两个输出口；其中，输气通道(323)的输入口与所述第三气管(63)连通，输气通道(323)的两个输出口分别与两个气囊(33)连通。

10.根据权利要求8所述的巡检机器人，其特征在于，所述第一气管(61)、所述第二气管(62)和所述第三气管(63)上均设置有独立的电动阀。