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一種可變徑管道檢測機(jī)器人的制作方法

文檔序號:9370675閱讀:844來源:國知局
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
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