一種可變徑管道檢測機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種可變徑管道檢測機(jī)器人，即能適應(yīng)不同管徑的管道檢測機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]管道在當(dāng)今生活和生產(chǎn)中扮演著無可替代的作用。然而管道在使用過程中，由于腐蝕、外力磕碰等原因難免會(huì)造成損傷，所以，只有定期進(jìn)行管道清洗、檢測和維修才能保證管道使用的安全性。但是管道多埋在地下，管道內(nèi)可能存在腐蝕性污物、毒氣等，人工作業(yè)環(huán)境惡劣。而且有些管道，管徑較小，人工難以進(jìn)入作業(yè)。因此，管道機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的管道機(jī)器人，或者體積較大、結(jié)構(gòu)繁瑣、由多段組成，或者應(yīng)用于某一種管徑的管道的檢測，或者應(yīng)用于直管的管道中，對于單段，且能適應(yīng)不同管徑的管道檢測的，還沒有相關(guān)的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可變徑管道檢測機(jī)器人，該管道機(jī)器人，能夠適用于不同管徑的管道。
[0005]—種可變徑管道檢測機(jī)器人，包括殼體，為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的行進(jìn)機(jī)構(gòu)，控制轉(zhuǎn)向的主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和使整個(gè)裝置可行使在不同管徑的支撐裝置；所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)行進(jìn)輪、步進(jìn)電機(jī)、減速機(jī)、軸承和軸承座，所述兩個(gè)行進(jìn)輪呈V型設(shè)置，由步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，通過軸承及軸承座連接左右兩部分殼體上；所述減速機(jī)連接于步進(jìn)電機(jī)和行進(jìn)輪之間；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)置在行進(jìn)機(jī)構(gòu)的后方，包括適用于管道內(nèi)壁的鼓形轉(zhuǎn)向輪和為轉(zhuǎn)向提供動(dòng)力的伺服電機(jī)；所述轉(zhuǎn)向輪通過軸承及軸承座連接于殼體上；所述伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器連接到轉(zhuǎn)向輪上；所述支撐裝置由四連桿、支撐輪和伸縮桿組成，支撐輪固定在四連桿的一端；四連桿的另一端連接有調(diào)節(jié)其的長度的伸縮桿。
[0006]所述可變徑管道檢測機(jī)器人，還包括用于檢測管道內(nèi)壁損傷的檢測機(jī)構(gòu)；所述檢測機(jī)構(gòu)包括位于殼體中部的中央處理器模塊、位于裝置最前面的CCD攝像模塊和位于裝置最后面的裂縫檢測傳感器模塊。
[0007]所述行進(jìn)輪優(yōu)選為鼓形橡膠輪，增大行進(jìn)輪與管道內(nèi)壁的接觸面積。
[0008]所述行進(jìn)輪與步進(jìn)電機(jī)之間的減速機(jī)優(yōu)選為渦輪蝸桿減速機(jī)。
[0009]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的位置優(yōu)選為位于行進(jìn)輪的對稱面上，且處于行進(jìn)輪的前方。
[0010]所述為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的伺服電機(jī)為直流伺服減速電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)角度為±95° ο
[0011]所述支撐裝置的四連桿優(yōu)選為平行四連桿機(jī)構(gòu)。
[0012]所述支撐輪位于平行四連桿上，一個(gè)連桿的延長軸端，四連桿在變形過程中，支撐輪所在連桿始終垂直于管壁。
[0013]所述CXD攝像模塊，整體可上下擺動(dòng)；包括一個(gè)攝像頭可以左右擺動(dòng)。
[0014]有益效果是:
1、本發(fā)明擯棄傳統(tǒng)的固定尺寸設(shè)計(jì)，固定尺寸導(dǎo)致管道機(jī)器人只能適用于某一種管徑的管道；而本發(fā)明，可變徑管道機(jī)器人的兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)行進(jìn)輪，配合可伸縮的支撐輪，可以調(diào)節(jié)三個(gè)輪組成的外接圓的直徑，進(jìn)而適用于不同管徑的管道。本發(fā)明采用單段式設(shè)計(jì)，方便保證管道機(jī)器人在管道內(nèi)不會(huì)與自身模塊發(fā)生碰撞干涉，且方便攜帶，易于組裝。
[0015]3、行進(jìn)輪采用鼓形橡膠輪，可以在不同管徑下，保證行進(jìn)輪與管道內(nèi)壁的充分接觸。行進(jìn)輪表面還分布有橡膠凸起，能夠保該管道機(jī)器人在行進(jìn)和轉(zhuǎn)彎時(shí)，行進(jìn)輪與內(nèi)壁之間不會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)。
[0016]4、轉(zhuǎn)向輪采用主動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向輪由直流減速伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合兩個(gè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪的差速，能夠在折角為60度的管道中順利轉(zhuǎn)彎。
[0017]5、裝置前部的可擺動(dòng)CCD攝像模塊，可以完成管道前方的可視觀測，方便機(jī)器人巡檢路徑的規(guī)劃，且能夠給出管道損傷的具體位置；固定于裝置后部可旋轉(zhuǎn)圓盤上的管道裂縫檢測傳感器能夠360度覆蓋管道的內(nèi)壁，不留檢測死角。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例1的殼體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例2的行進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例3的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例4的支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例4的檢測裝置前視圖；
圖7為本發(fā)明可變徑管道檢測機(jī)器人實(shí)施例4的檢測裝置后視圖；
圖中標(biāo)記是:1、殼體，2、行進(jìn)機(jī)構(gòu)，3、主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，4、支撐裝置，5、檢測機(jī)構(gòu)，101、后檔板，102、行進(jìn)電機(jī)固定板，103、行進(jìn)輪固定板，104、傳感器固定板，105轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)固定板，201、閉環(huán)反饋編碼器，202、伺服電機(jī)I，203、凸緣聯(lián)軸器，204、渦輪蝸桿減速機(jī)，205、行進(jìn)輪，301轉(zhuǎn)向輪，302轉(zhuǎn)向支架，303、軸承座，304、聯(lián)軸器，305、電機(jī)固定架、306、伺服電機(jī)II，307、位置反饋編碼器，401、支撐桿，402、支撐力調(diào)節(jié)彈簧，403、滑動(dòng)支撐桿，404、四連桿，405、銷軸，406、支撐輪架、407支撐輪，501、CCD攝像模塊，502、可調(diào)光源，503、距離傳感器模塊，504、超聲檢查頭，505、旋轉(zhuǎn)盤，506、渦流檢測頭。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例的可變徑管道檢測機(jī)器人，整個(gè)機(jī)器人僅有一段，包括殼體1，為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的行進(jìn)機(jī)構(gòu)2，設(shè)置在殼體后部的主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3，保證整個(gè)裝置能夠行使在不同管徑的支撐裝置4，用于檢測管道內(nèi)壁的檢測機(jī)構(gòu)5。如圖2，殼體由后檔板101、行進(jìn)電機(jī)固定板102、行進(jìn)輪固定板103、傳感器固定板104和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)固定板105共同組成。
[0020]所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)成V型布置的行進(jìn)輪，連接于行進(jìn)輪和左、右殼體之間的軸承及軸承座，為行進(jìn)輪提供動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)，連接于步進(jìn)電機(jī)和行進(jìn)輪之間的減速機(jī)； 所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)置在行進(jìn)機(jī)構(gòu)的后方，包括適用于管道內(nèi)壁的鼓形轉(zhuǎn)向輪，連接于轉(zhuǎn)向輪和殼體之間的軸承及軸承座，為轉(zhuǎn)向提供動(dòng)力的伺服電機(jī)，連接于伺服電機(jī)與轉(zhuǎn)向輪之間的聯(lián)軸器；
所述支撐裝置為可調(diào)節(jié)四連桿機(jī)構(gòu)，包括四連桿機(jī)構(gòu)、固定在四連桿一端的支撐輪，調(diào)節(jié)四連桿位置的伸縮桿；
所述檢測機(jī)構(gòu)包括位于殼體中部的中央處理器模塊、位于裝置最前面的CCD攝像模塊、位于裝置最后面的裂縫檢測傳感器模塊。
[0021]實(shí)施例2
一種可變徑管道檢測機(jī)器人，包括殼體，為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的行進(jìn)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在殼體后部的主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，保證整個(gè)裝置能夠行使在不同管徑的支撐裝置；結(jié)合圖3，行進(jìn)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)202，渦輪蝸桿減速機(jī)204，行進(jìn)輪205。其中，伺服電機(jī)202通過凸緣聯(lián)軸器203和渦輪蝸桿減速機(jī)204的輸入軸連接在一起；渦輪蝸桿減速機(jī)204的輸出軸連接在行進(jìn)輪205上；其中伺服電機(jī)202后部有用于行進(jìn)位置閉環(huán)反饋的閉環(huán)反饋編碼器201。左右兩個(gè)行進(jìn)輪205都為鼓形行進(jìn)輪，并且表面有增加行進(jìn)附著力的橡膠凸起；左右兩個(gè)行進(jìn)輪205都為可閉環(huán)控制的主動(dòng)行進(jìn)輪，可以精確控制行進(jìn)速度及方向。
[0022]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)置在行進(jìn)機(jī)構(gòu)的后方，包括適用于管道內(nèi)壁的鼓形轉(zhuǎn)向輪，連接于轉(zhuǎn)向輪和殼體之間的軸承及軸承座，為轉(zhuǎn)向提供動(dòng)力的伺服電機(jī)，連接于伺服電機(jī)與轉(zhuǎn)向輪之間的聯(lián)軸器；所述支撐裝置為可調(diào)節(jié)四連桿機(jī)構(gòu)，包括四連桿機(jī)構(gòu)、固定在四連桿一端的支撐輪，調(diào)節(jié)四連桿位置的伸縮桿。
[0023]實(shí)施例3
一種可變徑管道檢測機(jī)器人，包括殼體，為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的行進(jìn)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在殼體后部的主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，保證整個(gè)裝置能夠行使在不同管徑的支撐裝置；
結(jié)合圖4