[發明專利]一種多維檢測兩棲作業管道機器人

有效

• 申請號: 201310690884.3
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103672293A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 王軍;路光;宋有聚;王楨;鄔皓天;宋曉輝;萬文彪;樊太岳;王倩倩
• 申請（專利權）人: 王軍;宋有聚;鄔皓天;王楨;路光
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30;F16L101/12
• 代理公司: 北京市首信律師事務所 11445
• 代理人: 孫小軻

技術領域

本發明涉及一種管道機器人，具體涉及一種用于管道多維檢測和兩棲管道作業的機器人。?

背景技術

管道機器人是一種可以在管道內爬行并開展檢測、清理或維修等作業的設備。其可運用圖像采集及圖像處理技術、信息處理技術、機械工程、傳感器技術、電子工程、自動化控制工程、計算機工程以及人工智能控制系統，結合實時嵌入式技術、聲納探測技術等完成狹小空間（管道）遠距離（5公里）檢測及作業。管道機器人可應用于市政管網、電力、石油、軍事、考古等多個領域危險、人工無法到達的遠距離復雜環境下多維檢測及作業設備。?

目前使用較多的管道機器人車體長度在300-600mm之間，寬高在100-300?mm之間。目前的管道機器人通常防水性能較差，允許浸泡在水中。但是如果水深超過300mm，或水下有少量淤泥，常規的管道機器人就無法進行檢測工作。另外，目前的管道機器人檢測距離通常是幾十米，最大不超過300m。?

常規管道機器人在管道檢測施工前，要求關閉管道的進水閥門，排掉管道中的水，影響管道的使用。而排水管網的主干道是不能關閉的，始終有水流動，目前的管道機器人通常難以開展檢測和作業。排水管網的主干道的兩個相鄰井口之間的距離可能達到1千米至幾千米，車體尺寸較小的常規管道機器人難以在排水管網主干道內施工。?

發明內容

為克服管道機器人的上述缺陷，需要開發一種體型大、通過能力強、綜合作業能力完善的管道機器人，并注重改善管道機器人的防水性能，用來執行排水管網主干道內的檢測及作業。?

本發明提供一種多維檢測兩棲作業管道機器人，其中管道機器人車體包括：車架，左主履帶組件和右主履帶組件，履帶角度調節機構，聲納固定架，聲納探頭，攝像頭升降架，攝像單元，輔助光源，電子控制箱，電子控制箱抽拉門及線纜牽引架；左主履帶和右主履帶通過履帶轉軸孔位安裝在車體下方左右兩側；左主履帶和右主履帶之間設置履帶角度調節機構，左主履帶和右主履帶可以向外調整到某一個角度，呈八字形；聲納探頭通過聲納固定架安裝在車架上；攝像頭升降架一端設置在車架上另一端安裝攝像單元和輔助光源；左主履帶組件、右主履帶組件、履帶角度調節機構、聲納固定架、攝像頭升降架、電子控制箱及線纜牽引架均直徑安裝在車架上。?

履帶式結構可實現地面支撐面積大，接地比壓小，滾動摩擦小，通過性能較好，轉彎半徑小，牽引附著性能、越野機動性、爬坡、越溝等性能。上述兩側履帶的八字形設置方式，一方面可以提高履帶與管壁的摩擦力，另一方面可避開管底部淤泥及其他沉積物。?

優選的，電子控制箱安裝在車架上方，車架的平面上設置有多個電子控制箱固定孔位，使電子控制箱能夠與車架緊密配合。?

上述整體結構方式節省空間，同時還提高了管道機器人車體的整體強度。?

優選的，車架由相互平行的兩根管材作為主要骨架而形成，兩根管材之間通過多個橫向肋骨件相連接。兩根相互平行的管材與肋骨件共同形成了電子控制箱的容納槽，電子控制箱可整體容納在車架上方形成的容納槽中，肋骨件上還分布有多個電子控制箱固定孔位，電子控制箱固定在車架上時電子控制箱與車架形成整體結構。?

這些肋骨件一方面與兩根平行管材共同構成穩定的車架結構體，另一方面肋骨件也形成了管道機器人的多個其它部件的安裝面。車體設計考慮了各功能部件的集成安裝要求，車架結構簡單，但功能緊湊，整體強度高，設計合理。?

進一步優選的，位于車架兩根平行管材兩端的肋骨件上分別設置了兩側履帶轉軸孔位，履帶角度調節轉軸孔位，角度調節軸旋轉手柄，角度定位孔和聲納固定架孔位。?

進一步優選的，兩根平行管材兩側緊靠平行管材位置設置了攝像組件安裝翅片，該翅片上設有多組升降架固定孔位，分別用于安裝攝像頭升降架和可定位氣彈簧，攝像頭升降架和可定位氣彈簧安裝在沿兩根平行管材延伸方向不同位置的孔位中；在兩根平行管材兩側離開一段距離位置，還設置有線纜牽引架的安裝翅片，該安裝翅片外部設置有線纜牽引架連接軸和線纜引導架的限位塊。?

可以根據實際需要（例如：調整車體重心或改變攝像作業方向）調整安裝孔位。線纜牽引架的安裝翅片離開兩根平行管材一段距離，從而使攝像頭升降架與線纜牽引架之間互不影響?

優選的，履帶角度調節機構的調節轉軸設置在車架的履帶角度調節轉軸孔位中。

使得履帶角度調節機構及左、右主履帶均與車架相結合。?

優選的，左主履帶和右主履帶前方分別設置前置左輔助履帶和前置右輔助履帶。前置左輔助履帶和前置右輔助履帶包括輔助履帶主動輪，輔助履帶，輔助履帶從動輪，輔助履帶支架，盤式減速電機及外護板。?