[發(fā)明專利]一種管道巡檢機器人及巡檢方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210363211.6
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114738595B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 張云洲;單德興;劉曉正;趙家奇;劉世同;胡自強
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16M11/04;F16M11/10;F16M11/18;F16M11/20;F16M11/38;F16M11/42;F16L101/30
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權代理有限公司 11613
• 代理人: 韓國勝

本發(fā)明提供一種管道巡檢機器人，包括檢測裝置、位姿調(diào)整裝置和用于沿管道內(nèi)壁移動的行走機構；位姿調(diào)整裝置的固定端安裝在支撐平臺上，位姿調(diào)整裝置的位姿輸出端與檢測裝置連接；檢測裝置包括安裝支架和四個以上的相機，安裝支架的第一端與位姿調(diào)整裝置的位姿輸出端固定連接，安裝支架的第二端伸出位姿調(diào)整裝置的位姿輸出端，該四個以上的相機均固定安裝在安裝支架的第二端，并且該四個以上的相機圍繞安裝支架第二端的朝向方向呈均勻環(huán)狀布置；管道巡檢機器人巡檢過程中，每一個相機的鏡頭均朝向管道的內(nèi)壁，以實現(xiàn)沿管道截面方向的360°全向檢測。本發(fā)明還提出一種上述管道巡檢機器人的巡檢方法。

技術領域

本發(fā)明涉及管道機器人技術領域，尤其涉及一種管道巡檢機器人及巡檢方法。

背景技術

隨著機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各行各業(yè)對機器人的需求越來越高，尤其是在工作環(huán)境惡劣、工作空間狹小的管道中巡檢，需要依靠機器人代替人類去完成管道內(nèi)壁缺陷檢測工作。如此需要管道機器人既能對管道內(nèi)壁進行全面和準確的檢測，又能在狹窄的空間內(nèi)具有良好的通過性。

變截面異形狹窄管道具有管道內(nèi)截面形狀多變、局部空間狹窄低矮、空間形態(tài)多變等特點，在這種工作環(huán)境內(nèi)工作，對機器人的通過性和檢測全面性具有較高要求。

目前傳統(tǒng)的管道巡檢機器人在變截面異形狹窄管道巡檢過程中，存在以下問題：1、通過性差，通過效率差，容易與管道發(fā)生碰撞；2、由于管道巡檢機器人的檢測裝置工作自由度較小，導致檢測過程中存在一定的檢測死角，其檢測結果的全面性和可靠性會出現(xiàn)一定程度的問題。

為克服以上問題，現(xiàn)有中存在通過機械臂對檢測裝置的姿態(tài)進行控制調(diào)整，增大了檢測裝置的工作自由度，保證檢測結果的全面性和可靠性，同時提高管道巡檢機器人的通過性?？墒牵瑱C械臂的成本較高，導致管道巡檢機器人的成本過高。

因此，亟需一種檢測全面、通過性好、成本低的管道巡檢機器人。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術中存在的問題，本發(fā)明至少從一定程度上進行解決。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出了一種管道巡檢機器人，檢測全面，成本低。

本發(fā)明的第二個目的在于提出一種上述管道巡檢機器人的巡檢方法。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

本發(fā)明的第一個目的在于提出一種管道巡檢機器人，包括檢測裝置、位姿調(diào)整裝置和用于沿管道內(nèi)壁移動的行走機構；

位姿調(diào)整裝置包括升降機構、俯仰機構和繞行走機構移動方向偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)機構；偏轉(zhuǎn)機構的固定部安裝在支撐平臺上，升降機構的固定部安裝在偏轉(zhuǎn)機構的偏轉(zhuǎn)部，俯仰機構的固定部安裝在升降機構的升降部，檢測裝置安裝在俯仰機構的俯仰部；

檢測裝置包括安裝支架和四個以上的相機，安裝支架的第一端與俯仰機構的俯仰部固定連接，安裝支架的第二端伸出俯仰機構的俯仰部且朝向行走機構的移動方向，該四個以上的相機均固定安裝在安裝支架的第二端，并且該四個以上的相機圍繞安裝支架第二端的朝向方向呈均勻環(huán)狀布置；管道巡檢機器人巡檢過程中，每一個相機的鏡頭均沿管道截面方向朝向管道的內(nèi)壁以形成360°全向檢測。

可選地，偏轉(zhuǎn)機構的偏轉(zhuǎn)部為偏轉(zhuǎn)板；升降機構包括升降驅(qū)動組件、第一連桿、第二連桿、第一滑塊和第一滑槽；第一滑槽設置在偏轉(zhuǎn)板頂部并沿偏轉(zhuǎn)板平面延伸，第一滑塊與第一滑槽滑動連接，第一連桿的第一端與第一滑塊連接，第一連桿的第一端沿第一滑槽滑動的同時能夠相對于第一滑槽轉(zhuǎn)動；第二連桿的第一端鉸接于偏轉(zhuǎn)板的頂部，第二連桿的第二端鉸接于第一連桿的中部；

升降驅(qū)動組件安裝在偏轉(zhuǎn)板上，升降驅(qū)動組件的直線運動輸出端與第一滑塊固定連接，第一滑塊沿第一滑槽滑動，第一連桿的第二端和第二連桿的第二端一塊上升或一塊下降。