一种用于管道检测的载具机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于管道检测的载具机器人，包括有多个相同的驱动模块和多段柔性连接杆,多段柔性连接杆依次连接着所述的多个驱动模块，位于内侧的驱动模块同与其相邻的两侧的驱动模块相比沿轴线方向转动了90°安装；本发明专利技术可负载特定的检测装置延管道运动至管中的任意位置，实现了在超长管道，大型复杂结构管道，管外侧操作环境受限及埋置类型管道的管内侧单边进行管道检测，具有可离线运行，检测效率和精度更高的特点，解决了部分管道在特定工况下无法检测的问题。

A Vehicle Robot for Pipeline Detection

The invention discloses a vehicle robot for pipeline inspection, which comprises several identical driving modules and multi-segment flexible connecting rods, which are connected with the driving modules in turn, and the driving module located in the inner side rotates 90 degrees along the axis direction compared with the driving modules on the two adjacent sides; the device can load a specific detection device to extend the pipeline. Moving to any position in the pipe, it realizes pipeline detection on the inside and side of super-long pipeline, large complex structure pipeline, pipeline with limited operating environment outside and buried type pipeline. It has the characteristics of off-line operation, higher detection efficiency and accuracy, and solves the problem that some pipelines can not be detected under specific working conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种用于管道检测的载具机器人
本专利技术涉及管道检测
，尤其涉及一种用于管道检测的载具机器人。
技术介绍
工业实际中需要用到各种气、液输运管道，管道泄漏不仅会造成设备的故障，有时还会造成人员伤亡等安全事故，因此各种管道在安装前及在役中都需要进行定期的检测，验证管道质量的状态良好。在现有常用的无损检测技术中，对于已安装固定的各种输运管道主要采用正负压差、超声、涡流、红外成像等方法来检测，这些检测方法都需要将特定的检测装置放置在管道表面及附近才能进行，对于一些距离超长管道，埋置类型的管道，或管外侧操作环境受限的管道，通过人工移动探测装置常常效率太低或是难以现实，较小的管径也限制了人工在管道内操作的可能；对此，本专利技术提出一种通过内置在管道中的移动式管道机器人来负载各种探测装置，可经由管道内侧将其送至需要检测的位置，或是实现延全管道的扫略检测。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于管道检测的载具机器人。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于管道检测的载具机器人，包括有多个相同的驱动模块和多段柔性连接杆,多段柔性连接杆依次连接着所述的多个驱动模块，位于内侧的驱动模块同与其相邻的两侧的驱动模块相比沿轴线方向转动了90°安装；所述的驱动模块包括有两个驱动力传递机构、两个辅助支撑机构、机架、舵机、控制器和电池，所述的机架包括有圆环形架，在圆环形架的中间位置沿径向方向设有支撑架，在支撑架的前侧面上固定有机架框，将两个驱动力传递机构以所述的支撑架为对称轴对称的固定安装在机架的左右两侧，两个辅助支撑机构对称的固定在机架的上下两侧，所述的舵机、控制器及电池固定安装在所述的机架框内，通过导线将控制器、舵机、电池连接。所述的柔性连接杆采用弹性材料制成，可一定程度的弯曲回弹，保证机器人通过一定曲率的管道，柔性连接杆的一端固定在前面驱动模块的支撑架的后侧面上，另一端固定在后面驱动模块的机架框上。所述的驱动力传递机构包括有阶梯齿轮、张紧轮支杆一、张紧轮、张紧轮支杆二、驱动轮齿轮、驱动轮伸缩支撑杆、弹簧一、同步齿轮传动带和驱动轮；所述的阶梯齿轮安装在驱动轮伸缩支撑杆的一端，驱动轮及驱动轮齿轮安装在伸缩支撑杆的另一端，张紧轮支杆一和张紧轮支杆二的一端分别安装在伸缩支撑杆的两端的侧面，张紧轮支杆一的另一端安装张紧轮，张紧轮支杆二的另一端安装在张紧轮支杆一的中部，所述的弹簧一套装在驱动轮伸缩支撑杆的伸缩轴上，同步齿轮传动带连接阶梯齿轮的小齿轮、张紧轮和驱动轮齿轮，阶梯齿轮的大齿轮和所述的舵机的转动齿轮啮合，所有的安装关节都可以自由绕转轴转动。所述辅助支撑机构包括支撑轮伸缩支撑杆、弹簧二和支撑轮；所述弹簧二套装在支撑轮伸缩支撑杆的伸缩轴上，支撑轮安装在支撑轮伸缩支撑杆的近管壁端。弹簧一和弹簧二的长度及驱动轮伸缩支撑杆、支撑轮伸缩支撑杆行程保证两个驱动轮和两个支撑轮的外接圆的直径大于待测量管道的管径，以便机器人装置放置入管道时有一定的预紧力。所述舵机的转动齿轮同时和两个驱动力传递机构的阶梯齿轮的大轮咬合，阶梯齿轮的小轮通过同步齿轮传动带将转矩传递到橡胶摩擦驱动轮。所述驱动轮的曲率较小，驱动轮采用软橡胶材质，增大与管壁接触面积，增大摩擦，支撑轮曲率较大，采用硬质塑料，主要提供支撑力。使用过程中，机架的圆环形架的后端连接可替换的检测装置，可以根据不同的检测原理，替换安装不同的检测器，检测器都通过适宜的方式安装在机架上。根据实际需搭载检测装置的需要，可以增加和减少驱动模块的数量。本专利技术的优点是：本专利技术可负载特定的检测装置延管道运动至管中的任意位置，实现了在超长管道，大型复杂结构管道，管外侧操作环境受限及埋置类型管道的管内侧单边进行管道检测，具有可离线运行，检测效率和精度更高的特点，解决了部分管道在特定工况下无法检测的问题。附图说明图1为装置整体示意图。图2为驱动模块和连接杆的连接示意图。图3为驱动模块的结构说明示意图。图4为驱动模块的拆分结构图。图5为驱动传递机构的结构示意图。图6为驱动传递机构正视图。图7为驱动传递机构右视图。图8为辅助支撑机构的结构示意图。图9为驱动模块携带不同检测装置的示例图。图10为整个装置携带检测电刷时通过直管和弯管的示意图。具体实施方式如图1、2所示，一种用于管道检测的载具机器人，包括有多个相同的驱动模块1和多段柔性连接杆2,多段柔性连接杆2依次连接着所述的多个驱动模块1，位于内侧的驱动模块1同与其相邻的两侧的驱动模块相比沿轴线方向转动了90°安装；以3个相同的驱动模块和段柔性连接杆串联来示例说明，柔性连接杆2依次连接着3个驱动模块1，位于中间的驱动模块同两侧相比沿轴线方向转动了90°安装，将3对驱动轮就分置在两个垂直的平面，连接杆的两端固定在驱动模块的机架13上。如图3、4所示，所述的驱动模块1包括有两个驱动力传递机构11、两个辅助支撑机构12、机架13、舵机15、控制器16和电池17，所述的机架13包括有圆环形架19，在圆环形架19的中间位置沿径向方向设有支撑架20，在支撑架20的前侧面上固定有机架框21，将两个驱动力传递机构11以所述的支撑架20为对称轴对称的固定安装在机架13的左右两侧，两个辅助支撑机构12对称的固定在机架13的上下两侧，所述的舵机15、控制器16及电池17固定安装在所述的机架框21内，通过导线18将控制器16、舵机15、电池17连接。所述的柔性连接杆2采用弹性材料制成，可一定程度的弯曲回弹，保证机器人通过一定曲率的管道，柔性连接杆2的一端固定在前面驱动模块1的支撑架20的后侧面上，另一端固定在后面驱动模块1的机架框21上。如图5、6、7所示，所述的驱动力传递机构11包括有阶梯齿轮111、张紧轮支杆一112、张紧轮113、张紧轮支杆二114、驱动轮齿轮115、驱动轮伸缩支撑杆116、弹簧一117、同步齿轮传动带118和驱动轮119；所述的阶梯齿轮111安装在驱动轮伸缩支撑杆116的一端，驱动轮119及驱动轮齿轮115安装在伸缩支撑杆116的另一端，张紧轮支杆一112和张紧轮支杆二114的一端分别安装在伸缩支撑杆116的两端的侧面，张紧轮支杆一112的另一端安装张紧轮113，张紧轮支杆二114的另一端安装在张紧轮支杆一112的中部，所述的弹簧一117套装在驱动轮伸缩支撑杆116的伸缩轴上，同步齿轮传动带118连接阶梯齿轮111的小齿轮、张紧轮113和驱动轮齿轮115，阶梯齿轮111的大齿轮和所述的舵机15的转动齿轮啮合，所有的安装关节都可以自由绕转轴转动。如图8所示，所述辅助支撑机构12包括支撑轮伸缩支撑杆121、弹簧二122和支撑轮123；所述弹簧二122套装在支撑轮伸缩支撑杆121的伸缩轴上，支撑轮123安装在支撑轮伸缩支撑杆121的近管壁端。弹簧一117和弹簧二122的长度及驱动轮伸缩支撑杆116、支撑轮伸缩支撑杆121行程保证两个驱动轮119和两个支撑轮123的外接圆的直径大于待测量管道3的管径，以便机器人装置放置入管道时有一定的预紧力。如图9、10所示，使用过程中，机架13的圆环形架19的后端连接可替换的检测装置14，可以根据不同的检测原理，替换安装不同的检测器，检测器都通过适宜的方式安装在机架上；如图9所示，所述可替换检测装置可以根据不同的检测原理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管道检测的载具机器人，其特征在于：包括有多个相同的驱动模块和多段柔性连接杆,多段柔性连接杆依次连接着所述的多个驱动模块，位于内侧的驱动模块同与其相邻的两侧的驱动模块相比沿轴线方向转动了90°安装；所述的驱动模块包括有两个驱动力传递机构、两个辅助支撑机构、机架、舵机、控制器和电池，所述的机架包括有圆环形架，在圆环形架的中间位置沿径向方向设有支撑架，在支撑架的前侧面上固定有机架框，将两个驱动力传递机构以所述的支撑架为对称轴对称的固定安装在机架的左右两侧，两个辅助支撑机构对称的固定在机架的上下两侧，所述的舵机、控制器及电池固定安装在所述的机架框内，通过导线将控制器、舵机、电池连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于管道检测的载具机器人，其特征在于：包括有多个相同的驱动模块和多段柔性连接杆,多段柔性连接杆依次连接着所述的多个驱动模块，位于内侧的驱动模块同与其相邻的两侧的驱动模块相比沿轴线方向转动了90°安装；所述的驱动模块包括有两个驱动力传递机构、两个辅助支撑机构、机架、舵机、控制器和电池，所述的机架包括有圆环形架，在圆环形架的中间位置沿径向方向设有支撑架，在支撑架的前侧面上固定有机架框，将两个驱动力传递机构以所述的支撑架为对称轴对称的固定安装在机架的左右两侧，两个辅助支撑机构对称的固定在机架的上下两侧，所述的舵机、控制器及电池固定安装在所述的机架框内，通过导线将控制器、舵机、电池连接。2.根据权利要求1所述的一种用于管道检测的载具机器人，其特征在于：所述的柔性连接杆采用弹性材料制成，柔性连接杆的一端固定在前面驱动模块的支撑架的后侧面上，另一端固定在后面驱动模块的机架框上。3.根据权利要求1所述的一种用于管道检测的载具机器人，其特征在于：所述的驱动力传递机构包括有阶梯齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆喜，熊宇，陶腊宝，徐皓，陆坤，宋云涛，燕胜，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34