[發明專利]基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人及方法

在審

• 申請號: 201910040359.4
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109737267A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 賈鑫明;孫顯彬;譚繼文
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青島銘彧智能裝備技術研究院
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16L101/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：包括至少三節機體，分別為依次相連的第一機體、第二機體和第三機體，其中：

所述第一機體的外沿圓周分布有若干機械臂，所述機械臂上設置有第一調節機構，所述第一調節機構使機械臂相對于第一機體軸心的距離可調，所述機械臂端部設置有導向件；

所述第二機體通過可旋轉件分別與第一機體末端和第三機體前端連接，所述第二機體包括旋轉機構、第二調節機構和檢測臂，所述檢測臂設置于第二機體的外沿處，通過第二調節機構改變檢測臂末端與管道內壁的間距，所述旋轉機構帶動所述檢測臂沿周向旋轉；

所述第三機體的外沿圓周分布有若干機械臂，所述機械臂相對于第一機體軸心的距離可調，所述機械臂端部設置有驅動件，第三機體上設置有動力機構，所述動力機構驅動所述驅動件，使整個檢測機器人沿管道延伸方向行進；

所述檢測臂上設置有檢測機構。

2.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第一機體上設置有視頻傳感器和/或超聲波傳感器。

3.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第一機體包括前板和底板，前板和底板之間通過機架連接，所述第一機體上的第一調節機構包括絲杠，所述絲杠的中心軸與所述第一機體的中心軸重合，所述絲杠上套有絲杠滑塊，所述第一機體上套有伸縮環，所述伸縮環可在所述第一機體上沿軸線方向滑動，所述伸縮環與所述絲杠滑塊通過伸縮環連桿連接，用于調節所述大腿與所述第一機架的距離，所述伸縮環上套設有若干大腿，所述大腿內部均有開口，所述伸縮環能夠通過所述開口沿所述大腿的延伸方向運動，所述大腿連接著小腿，形成機械臂整體。

4.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第一調節機構包括位于所述小腿的扭轉彈簧，鋼絲繩的一端繞制在所述扭轉彈簧上，另一端繞過所述伸縮環固定在所述大腿上，用于調節所述大腿與所述小腿的距離。

5.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第二機體包括機架和固定板，所述機架包括位于兩端的齒圈，和若干連接板，所述連接板位于兩個齒圈之間，連接板與齒圈通過連接桿連接，所述固定板至少為兩個，位于機架的不同端部，所述固定板外部通過齒輪與對應的齒圈嚙合。

6.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第二調節機構包括位于所述第二機體的絲杠，所述絲杠的中心軸與所述第二機體的中心軸重合，所述絲杠上套有絲杠滑塊，通過連接在所述絲杠滑塊上的檢測臂連桿推動檢測臂張開，所述檢測臂末端設置有檢測板，所述檢測板與管壁通過位于所述檢測板上的輔助輪接觸；

或進一步的，所述檢測板與所述檢測臂通過扭轉彈簧鉸接，并與檢測板上的所述輔助輪共同保持所述漏磁傳感器、所述超聲波傳感器與所述管壁的間距。

7.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述檢測機構包括漏磁傳感器及超聲波傳感器；

或，所述機器人還包括控制機構，具體包括控制板和通訊板，所述控制板接收檢測機構各個傳感器檢測的信號，并將其通過通訊板遠程傳輸給控制中心。

8.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述旋轉機構包括位于第二機體兩端的行星輪系，所述行星輪系的太陽輪與伺服電機相連，所述行星輪系的固定在所述第二機體上，所述伺服電機安裝于所述第二機體上，實現所述檢測機構沿管壁內側旋轉。

9.如權利要求1所述的一種基于多傳感器信息融合的管道檢測機器人，其特征是：所述第三機體的機械臂通過第三調節機構調節機械臂端部與第三機體中心的距離，所述第三調節機構與第一調節機構結構相同。

10.基于權利要求1-9中任一項所述的檢測機器人的工作方法，其特征是：利用第三機體作為動力機體，第一機體作為導向機體，通過兩個機體對應的機械臂與中心軸的距離可調，機器人自適應于管徑，在行進過程中，調節第二機體旋轉和檢測臂的張開/收縮，實現檢測板的位置調整，實現全范圍檢測點的信息采集。