[發(fā)明專利]一種用于管道檢測與清理的軟體微型機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011082120.2
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112212122B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉歡;李云鵬;王俊堯;佘進波;孫功臣;孫琪;陳星宇;王銳;郎天鴻;崔博文
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;B08B9/051;B08B13/00;G05D1/02;F16L101/12;F16L101/30
• 代理公司: 長春市吉利專利事務(wù)所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

1.一種用于管道檢測與清理的軟體微型機器人，其特征在于：包括清理模塊和擺動模塊；清理模塊包括螺旋鉆頭，滑槽，微型馬達，懸臂支架，萬向擺塊，導桿，鰭狀外殼，能實時對管道內(nèi)的堵塞物進行清理；擺動模塊包括永久磁鐵，通電線圈，堵頭，萬向節(jié)，旋轉(zhuǎn)電機，壓力傳感器，利用了磁場力推動頭部進行擺動以擴大視野；采用微型直流電機進行驅(qū)動，位移控制精度高，機械結(jié)構(gòu)簡單；通過對擺動模塊的實時控制，能夠?qū)崿F(xiàn)在管道中進行全方位的檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管道檢測與清理的軟體微型機器人，其特征在于：所述擺動模塊中的永久磁鐵安裝在旋轉(zhuǎn)電機的上表面，其上表面為S極，下表面為N極；通電線圈與萬向節(jié)連接，當線圈通以不同方向的電流時其與永久磁鐵之間產(chǎn)生力的作用進行伸縮，萬向節(jié)在線圈的作用下從而帶動頭部向不同方向進行擺動，擴大其探測視野，其旋轉(zhuǎn)電機的上部安裝堵頭，在堵頭的上表面及擺頭的下表面分別安裝壓力傳器；其擺頭的最大擺動角度為：

其中：a為擺頭旋轉(zhuǎn)點與擺頭下表面之間的垂直距離，b為擺頭旋轉(zhuǎn)點與萬向節(jié)在擺頭的下表面作用點之間的水平距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管道檢測與清理的軟體微型機器人，其特征在于：所述清理模塊滑槽安裝在機器人外殼的鰭狀結(jié)構(gòu)里，每個鰭狀結(jié)構(gòu)之間相隔90°；導桿兩端分別置有一個萬向擺塊，兩端的萬向擺塊分別與微型馬達和滑槽進行連接，通過控制其向不同方向的擺動，使螺旋鉆頭能夠?qū)Σ煌奈恢眠M行清理；當檢測到堵塞時，外殼上的鰭狀結(jié)構(gòu)將在懸臂支架的支撐下向外展開，螺旋鉆頭在滑槽的作用下向外推出，通過導桿和萬向擺塊的作用，使螺旋鉆頭能夠完成對不同位置處堵塞物的清理。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管道檢測與清理的軟體微型機器人的使用方法，其特征在于，其工作步驟如下：

第一步，機器人在螺旋槳的驅(qū)動下向前推進，當前進到管道的拐角處時，中央微處理器會對拐角進行分析，控制擺頭擺動的角度以及旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)的角度，再通過螺旋槳向前推進從而使機器人能夠順利通過拐角；

第二步，通過中央微處理器的輸入輸出端口直接采集圖像信息，中央微處理器對通電線圈電流大小和方向以及擺動模塊下方旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)角度的實時控制，能夠使擺頭帶動圖像采集模塊對管道內(nèi)部進行全方位檢測；

第三步，當圖像采集模塊檢測到管道內(nèi)部出現(xiàn)堵塞時，上位機會根據(jù)對采集出來的圖像進行分析，向下位機輸入對應的執(zhí)行指令；

第四步，當下位機接收到上位機發(fā)出的執(zhí)行指令時，通過中央微處理器對清理模塊進行控制，使鰭狀結(jié)構(gòu)在懸臂支架的作用下向外展開，然后螺旋鉆頭在滑槽的作用下向前推出，通過導桿和萬向擺塊的作用，使螺旋鉆頭能夠完成對不同位置處堵塞物的清理。