[實用新型]基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人

有效

• 申請號: 201520693758.8
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN204882404U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 郭杰;朱錚濤;鐘宗余;陳君政;陳思;陳暉;歐伯仲;王仕波;王黃燚
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N21/954
• 分類號: G01N21/954;G05D1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型是一種基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人，屬于基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人的創新技術。

背景技術

管道缺陷檢測機器人是針對管道內壁的檢測所研制的一種特種機器人，它綜合了智能移動載體技術和環形激光三維掃描建模技術，視覺檢測技術。這類機器人能進入人所不及、人力所限的復雜多變的非結構管道環境中，通過攜帶的檢測裝置，對工作中的管道進行在線檢測，以保障管道的安全和暢通無阻地工作。特別是針對穿越河流、鐵路、道路的特殊管道或埋地管道的重要部位進行有選擇的檢測時，管道檢測機器人具有獨特的優勢。

目前主流的管道檢測方式是采用輪式或履帶式機器人依靠重力貼附在管道底部行走，搭載攝像機、照明裝置以及其它設備，拍攝獲取管道內部圖像再加以肉眼判斷，確定管道內部缺陷類型、尺寸和位置，此方法準確率和精度均不高且難以實現自動化檢測。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人。本實用新型不僅能提高激光檢測的準確度，同時可自適應不同直徑的管道。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人，包括有激光源、第一連接件、CCD攝像頭、機架主體、支撐件、驅動電機、變速齒輪傳動副、螺旋傳動副、螺母滑塊、平行四邊形機構和履帶行走部件，其中激光源套裝在第一連接件所設中空腔體的一端，CCD攝像頭套裝在第一連接件所設中空腔體的另一端，第一連接件固定在機架主體的一端，支撐件裝設在機架主體的另一端，驅動電機安裝在支撐件上，驅動電機的輸出軸安裝有變速齒輪傳動副的主動齒輪，螺旋傳動副中的絲桿與變速齒輪傳動副的從動齒輪的轉軸連接，螺旋傳動副中的螺母滑塊安裝在機架主體上，且螺母滑塊與平行四邊形機構中的運動件連接，平行四邊形機構中連架桿鉸裝在機架主體上，履帶行走部件與平行四邊形機構的連桿連接。

本實用新型激光源、第一連接件、CCD攝像頭組成圖像采集系統；驅動電機驅動變速齒輪傳動副運動，變速齒輪傳動副的從動齒輪與絲桿同軸安裝，絲桿與螺母滑塊組成螺旋傳動副，螺母滑塊與平行四邊形機構連接，履帶行走部件與平行四邊形機構組成自適應管道直徑的三足機器人；圖像采集系統安裝固定在機架主體組成管道缺陷檢測機器人，本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：

1)本實用新型使用伸縮式三足小車代替傳統的兩足小車，使小車在管道內行駛更為平穩，避免管道內壁裂縫或異物影響小車的行進，提高激光檢測的準確度，同時可自適應不同直徑的管道；

2)本實用新型使用了錐形激光等結構光代替自然光，減少不同管道材質和環境對光源的影響，使掃描獲取信息更為準確。

本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人。

附圖說明

圖1為本實用新型圖像采集系統的組成示意圖；

圖2為本實用新型缺陷檢測機器人的結構示意圖；

圖3為本實用新型三組履帶行走部件彼此之間間隔120度角的分布示意圖；

圖4為本實用新型中平行四邊形機構的運動示意圖。

具體實施方式

實施例：

本實用新型的結構示意圖如圖1、2、3、4所示，本實用新型的基于環形激光三維掃描的管道缺陷檢測機器人，包括有激光源1、第一連接件2、CCD攝像頭3、機架主體5、支撐件6、驅動電機7、變速齒輪傳動副、螺旋傳動副、螺母滑塊10、平行四邊形機構11和履帶行走部件12，其中激光源1套裝在第一連接件2所設中空腔體的一端，CCD攝像頭3套裝在第一連接件2所設中空腔體的另一端，第一連接件2固定在機架主體5的一端，支撐件6裝設在機架主體5的另一端，驅動電機7安裝在支撐件6上，驅動電機7的輸出軸安裝有變速齒輪傳動副的主動齒輪，螺旋傳動副中的絲桿9與變速齒輪傳動副的從動齒輪8的轉軸連接，螺旋傳動副中的螺母滑塊10安裝在機架主體5上，且螺母滑塊10與平行四邊形機構11中的運動件連接，平行四邊形機構11中連架桿鉸裝在機架主體5上，履帶行走部件12與平行四邊形機構11的連桿連接。另外，為確保上述螺母滑塊10的運動自如，機架主體5上設有供螺母滑塊10移動的凹槽，與平行四邊形機構11連接的螺母滑塊10能沿著凹槽移動。

本實施例中，上述第一連接件2為中空套筒，中空套筒內壁為圓柱面。