[發(fā)明專利]管道機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410781211.3
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN105757397A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 海安蘇州大學先進機器人研究院
• 主分類號: F16L55/26
• 分類號: F16L55/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發(fā)明涉及機器人領域，特別是涉及一種管道機器人。

【背景技術】

管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛的應用。為了提高管道壽命、防止泄露等事故的發(fā)生，必須對管道進行有效的檢測維護。在人工檢測方式存在諸多缺點的情況下，管道檢測機器人作為一種有效的管道檢測設備，得到了越來越多的應用。

目前已有的管道檢測機器人主要采用輪式或者履帶式移動載體。由于輪式驅動具有結構簡單，運行平穩(wěn)等優(yōu)點，管道檢測機器人移動載體多采用輪式驅動方式。

傳統(tǒng)的采用輪式結構的管道檢測機器人輪的布置分為平面和空間兩種。輪子平面布置的管道檢測機器人所有輪子與地面接觸點在同一平面上，主要用于通風管道、天然氣管道等。空間多輪結構的管道檢測機器人通常是三組支承輪沿圓周方向，相互間隔一百二十度分布。早期研究的管道檢測機器人主要用于石油管道、天然氣管道的探測，多采用空間多輪結構。輪子平面布置的輪式機器人結構簡單、動作靈活，但由于其輪緣和管道壁面是線接觸，所以剛性、穩(wěn)定性較差。而空間多輪結構的輪式機器人輪子的輪平面與壁面垂直接觸，為面接觸，所以穩(wěn)定性好，但這種機器人結構較復雜，可控性差且對彎管和支岔管的通過性不佳。

【發(fā)明內容】

為了解決傳統(tǒng)的輪子平面布置的輪式機器人與管道壁是線接觸，因而穩(wěn)定性較差的技術問題，有必要提供一種可適應不同管徑的管道，即確保在不同管徑管道工作時可以保證輪平面與管道壁面垂直接觸的管道機器人。

—種管道機器人，包括管道機器人本體，所述管道機器人本體包括移動載體和所述移動載體上的作業(yè)機構，所述移動載體包括車身、輪、連接所述車身和輪的柔性輪軸，以及與所述車身和柔性輪軸連接、用于調節(jié)所述輪與車身之間的夾角的擺桿滑塊機構。

優(yōu)選的，所述擺桿滑塊機構包括位于所述車身中部并與所述車身垂直連接的絲桿，置于所述絲桿上的輪調節(jié)螺母，固定于所述輪調節(jié)螺母上的螺母扣件，與所述柔性輪軸連接的輪固定板，以及鉸接所述輪固定板和螺母扣件的連桿。

優(yōu)選的，所述柔性輪軸為軟軸，所述軟軸包括內芯和外管，所述輪固定板與外管固定連接，所述內芯用于將扭矩傳遞給輪。

優(yōu)選的，所述車身包括箱體和與車身密封連接的上蓋板，所述車身還包括箱體內與柔性輪軸配合的軸承，以及緊貼箱體內壁且與軸承接觸、并箍住柔性輪軸的輪軸密封蓋板。

優(yōu)選的，所述箱體和上蓋板之間采用硅膠密封條進行靜密封；所述車身還包括設于輪軸密封蓋板和柔性輪軸之間的軸用防水組合斯特封，以及設于所述輪軸密封蓋板內且與所述箱體接觸的O型密封圈；所述輪軸密封蓋板與柔性輪軸為密封連接。

優(yōu)選的，所述移動載體采用后輪驅動。

優(yōu)選的，所述作業(yè)機構包括所述移動載體上的機座，云臺，連接所述云臺與機座的桿機構，所述云臺上的照明燈以及和云臺連接的攝像頭。

優(yōu)選的，所述攝像頭通過叉狀件與所述云臺連接，所述叉狀件通過垂直于云臺的叉狀件轉軸與云臺連接，該轉軸可帶動叉狀件三百六十度轉動；叉狀件的兩個平行的叉頭之間連接有垂直于所述叉狀件轉軸的攝像頭軸，所述攝像頭可繞攝像頭軸一百八十度轉動。

優(yōu)選的，所述管道機器人本體還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制器下位機，傳感模塊，攝像頭控制模塊，電機控制模塊以及數(shù)據采集模塊；所述控制器下位機接收對所述管道機器人本體的控制信號，并分別傳送給所述攝像頭控制模塊、電機控制模塊以及數(shù)據采集模塊，還用于接收傳感模塊產生的傳感信息，傳送給數(shù)據采集模塊；所述傳感模塊包括傾角傳感器和距離傳感器，所述傾角傳感器用于測量所述移動載體的姿態(tài)，以防止所述移動載體在管道內傾覆；所述距離傳感器用于檢測管道機器人本體前進方向的障礙物，防止在行進中與障礙物產生碰撞；所述傳感模塊將傾角傳感器和距離傳感器產生的所述傳感信息傳送給所述控制器下位機；所述攝像頭控制模塊接收所述控制信號，用于控制所述攝像頭的轉動，包括通過所述叉狀件轉軸控制叉狀件繞叉狀件轉軸轉動，以及通過所述攝像頭軸控制攝像頭繞攝像頭軸轉動；還用于調整攝像頭的焦距；所述電機控制模塊接收所述控制信號，用于控制設于車身內的電機，所述電機包括驅動所述輪運動的電機和調節(jié)所述桿機構的電機。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)還包括數(shù)據采集模塊接收所述控制信號和所述傳感信息并進行存儲。