一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，包括微控制器，微控制器的输入端连接有摄像头、超声探测器、功能按键和电源；微控制器的输出端连接有电机、红外灯和显示器；电机的输出端依次连接有减速箱、柔性轴和导向装置；电源还分别与电机、摄像头、超声探测器和红外灯连接；导向装置包括第一导向体和第二导向体，第一导向体一端与第二导向体一端之间连接有转向驱动器，第一导向体另一端与柔性轴相连；摄像头、超声探测器和红外灯均安装在第二导向体另一端；第一导向体和第二导向体两侧分别相对安装有一对车轮变径机构。本发明专利技术通过设计管道内环境检测机器人，有利于节约成本以及提高管道检测的自动化和智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人
本专利技术属于机器人
，特别是涉及一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人。
技术介绍
随着人们生活质量的提高，人们对水质的要求也越来越高，从健康的角度来说，要求洗漱、烹调灯与身体直接接触的用水也要求达到饮用水的标准。而目前自来水厂的水经处理后，由于管道运输过程中的二次污染，到达用户家中的水质一直无法得到实质的提高；其中，对于新建楼房的水管可以通过采用新材料支撑的管道来避免二次污染，而旧有楼房的金属管道由于拆旧换新的成本太高，因此把重点放在了对水管的改造上，目前来说，对于大口径的送水管道，主要采用内衬工艺，而对于小口径的楼房自来水管道的改造，主要是对管道进行除锈和内部喷涂处理。然而改造后的难点，在于如何判断喷涂好的管道是否达到改造要求。因此，需要设计一种便于操作和灵活控制的管道内环境检测机器人，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，通过设计和应用该机器人，解决了现有的问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，包括微控制器，所述微控制器的输入端连接有摄像头、超声探测器、功能按键和电源；所述微控制器的输出端连接有电机、红外灯和显示器；所述电机的输出端依次连接有减速箱、柔性轴和导向装置；所述电源还分别与电机、摄像头、超声探测器和红外灯连接；所述导向装置包括第一导向体和第二导向体，第一导向体一端与第二导向体一端之间连接有转向驱动器，第一导向体另一端与柔性轴相连；所述摄像头、超声探测器和红外灯均安装在第二导向体另一端；所述柔性轴外围均匀分布有环状的齿牙；所述第一导向体和第二导向体两侧分别相对安装有一对车轮变径机构。进一步地，所述摄像头用于采集图像信息并将其传输至微控制器，所述超声探测器用于探测行进方向上的障碍物信息并将其传输至微控制器，所述微控制器对收到的图像信息和障碍物信息分别进行分析处理后，继而控制电机的动作，该电机的动作包括启动和停止；所述显示器用于实时显示图像信息。进一步地，所述第二导向体一端连接有罩体，该罩体为透明的半球面结构，所述摄像头、超声探测器和红外灯均位于罩体内侧。进一步地，所述柔性轴内部并排设有电源线和信号线，所述电源线一端与电源相连，其另一端分别与摄像头、超声探测器和红外灯连接；所述信号线一端与微控制器相连，其另一端分别与摄像头、超声探测器相连。进一步地，所述车轮变径机构包括沿径向可伸缩调节的支撑杆和安装在支撑杆上的车轮，所述支撑杆包括外杆和内杆，其中外杆为一端封闭的中空结构，所述外杆封闭端内侧与内杆一端连接有弹簧，所述内杆另一端安装在第一导向体上或第二导向体上。进一步地，所述微控制器为单片机，所述转向驱动器为SMA柔性扭转驱动器，所述电机为直流电机，所述减速箱的输出端包括大齿轮，该大齿轮与柔性轴外表面的齿牙相啮合。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过采用机器人进行管道内环境检测，大大节省了人力物力，有利于节约成本；通过机器人进行管道检测工作，有利于提高管道检测工作的自动化以及智能化水平；通过将柔性轴外表面设置有齿牙结构，并与减速箱输出端大齿轮相啮合，继而电机经减速箱驱动柔性轴移动，同时导向装置起到导向作用，继而使导向装置在管道内移动，导向装置上安装的摄像头和超声探测装置实时回传相关信号，在微控制器的分析处理下对柔性轴的移动进行控制，有利于避免机器人与障碍物发生碰撞以及操作人员通过显示器观测实时图像信息；通过设置红外灯，继而有利于辅助摄像头采集管道内的图像信息；通过在导向装置两侧设置车轮变径机构，便于支撑导向装置在不同内径尺寸的管道内滑动的可靠性和稳定性；通过设置透明罩体，有利于对摄像头、超声探测器和红外灯进行防护。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人的组成框图；图2为本专利技术中导向装置的结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-微控制器，2-电机，3-减速箱，4-柔性轴，401-电源线，402-齿牙，403-信号线，5-导向装置，501-第一导向体，502-第二导向体，503-转向驱动器，504-车轮变径机构，505-罩体，6-摄像头，7-超声探测器，8-红外灯，9-功能按键，10-显示器，11-电源。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术为一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，包括微控制器1，微控制器1的输入端连接有摄像头6、超声探测器7、功能按键9和电源11，微控制器1的输出端连接有电机2、红外灯8和显示器10，电机2的输出端依次连接有减速箱3、柔性轴4和导向装置5；电源11还分别与电机2、摄像头6、超声探测器7和红外灯8连接。其中，电机2用于驱动减速箱3运转，减速箱3将电机2的转速进行一定减速后再输出并带动柔性轴4移动，柔性轴4的移动带动导向装置5的移动，继而导向装置5在管道内进行方向引导和相应的检测工作。其中，红外灯8的发散角与摄像头6的视场角相匹配，摄像头6用于采集图像信息并将其传输至微控制器1，超声探测器7用于探测行进方向上的障碍物信息并将其传输至微控制器1，微控制器1对收到的图像信息和障碍物信息分别进行分析处理后，继而控制电机2的动作，电机2的动作包括启动和停止；功能按键9用于操作人员经微控制器1对电机运转进行手动控制，便于后期维保；显示器10用于实时显示摄像头6采集的图像信息。如图2所示，导向装置5包括第一导向体501和第二导向体502，第一导向体501一端与第二导向体502一端之间连接有转向驱动器503，第一导向体501另一端与柔性轴4相连；第二导向体502另一端连接有罩体505，摄像头6、超声探测器7和红外灯8安装在第二导向体502另一端，摄像头6、超声探测器7和红外灯8均位于罩体505内侧；柔性轴4经第一导向体501和转向驱动器503贯通连接至第二导向体502，柔性轴4外围均匀分布有环状齿牙402，柔性轴4内部并排设有电源线401和信号线403，电源线401一端与电源11相连，另一端分别与摄像头6、超声探测器7和红外灯8连接；信号线403一端与微控制器1相连，另一端分别与摄像头6、超声探测器7相连。其中，第一导向体501和第二导向体502两侧分别相对安装有一对车轮变径机构504，车轮变径机构504包括沿径向可伸缩调节的支撑杆和安装在支撑杆上的车轮(图中未示出)，支撑杆包括外杆(图中未示出)和内杆(图中未示出)，外杆为一端封闭的中空结构，外杆封闭端内侧与内杆一端连接有弹性连接件(图中未示出)，该弹性连接件为弹簧，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，其特征在于：包括微控制器(1)，所述微控制器(1)的输入端连接有摄像头(6)、超声探测器(7)、功能按键(9)和电源(11)；所述微控制器(1)的输出端连接有电机(2)、红外灯(8)和显示器(10)；所述电机(2)的输出端依次连接有减速箱(3)、柔性轴(4)和导向装置(5)；所述电源(11)还分别与电机(2)、摄像头(6)、超声探测器(7)和红外灯(8)连接；所述导向装置(5)包括第一导向体(501)和第二导向体(502)，第一导向体(501)一端与第二导向体(502)一端之间连接有转向驱动器(503)，第一导向体(501)另一端与柔性轴(4)相连；所述摄像头(6)、超声探测器(7)和红外灯(8)均安装在第二导向体(502)另一端；所述柔性轴(4)外围均匀分布有环状的齿牙(402)；所述第一导向体(501)和第二导向体(502)两侧分别相对安装有一对车轮变径机构(504)。

【技术特征摘要】
1.一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，其特征在于：包括微控制器(1)，所述微控制器(1)的输入端连接有摄像头(6)、超声探测器(7)、功能按键(9)和电源(11)；所述微控制器(1)的输出端连接有电机(2)、红外灯(8)和显示器(10)；所述电机(2)的输出端依次连接有减速箱(3)、柔性轴(4)和导向装置(5)；所述电源(11)还分别与电机(2)、摄像头(6)、超声探测器(7)和红外灯(8)连接；所述导向装置(5)包括第一导向体(501)和第二导向体(502)，第一导向体(501)一端与第二导向体(502)一端之间连接有转向驱动器(503)，第一导向体(501)另一端与柔性轴(4)相连；所述摄像头(6)、超声探测器(7)和红外灯(8)均安装在第二导向体(502)另一端；所述柔性轴(4)外围均匀分布有环状的齿牙(402)；所述第一导向体(501)和第二导向体(502)两侧分别相对安装有一对车轮变径机构(504)。2.根据权利要求1所述的一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，其特征在于：所述摄像头(6)用于采集图像信息并将其传输至微控制器(1)，所述超声探测器(7)用于探测行进方向上的障碍物信息并将其传输至微控制器(1)，所述微控制器(1)对收到的图像信息和障碍物信息分别进行分析处理后，继而控制电机(2)的动作，该电机(2)的动作包括启动和停止；所述显示器(10)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵其三，
申请(专利权)人：合肥科的星测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34