一种管道巡检机器人及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种管道巡检机器人及控制方法，机器人包括第一行走单元和第二行走单元，两个行走单元之间通过转向装置连接，转向装置用于调整两个行走单元之间的角度。每个行走单元均包括支撑杆、支撑装置和驱动装置，支撑装置设置在支撑杆上，其为伞状结构，通过改变打开角度来适应管道的内径，驱动装置用于驱动行走单元在管道内行走。本发明专利技术通过伞状的支撑装置使机器人能够灵活变换直径，以适应管道的内径变化；同时两个行走单元之间通过转向装置连接，在经过弯管时能够快速通过。在经过弯管时能够快速通过。在经过弯管时能够快速通过。

【技术实现步骤摘要】
一种管道巡检机器人及控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种管道巡检机器人及控制方法。

技术介绍

[0002]“管道”一直广泛使用在煤气输送、水流疏导、石油化工以及热电蒸气传输领域，是日常生活中不可缺少的一环。管道与陆路、水路、空路运输工具一道，构成了油料、燃气的主要传送方式。随着社会经济的不断发展，管道的安全问题一直是国家和社会密切关注的问题。对管道开展定期的线路维护、安全检查和故障排除都非常重要。
[0003]管道巡检机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。它是以运动机构作为载体，根据生产任务可选择性搭载相关检测仪器的管道检测维修平台。目前广泛应用于军事、电力、石油石化、无损检测、市政、考古等行业。
[0004]管道巡检机器人是目前管道检测的常见设备。利用管道巡检机器人可以完成复杂的管线结构的检测工作。现有的检测方式有：摄像头观测、模拟成像、色差判定锈蚀程度，以及无损伤接触式传感器辨别管材质变情况。管道巡检机器人除了常规的检测功能之前，同时可以完成清扫和维修等功能。按照管道巡检机器人在管内行走的类型进行分类，管道巡检机器人可以分为：行走式、轮动式、履带式和伸缩式四种。其中，轮轴驱动的机器人应用较多，它易于操控。尤其在直管中，具有很高的机动性，可以实现更为灵活的变向及曲向运动。该类别机器人的形态正从“单体单动”逐步发展到“多体联动。由于功能需求的复杂性，现有轮轴驱动的管道巡检机器人的功能只能满足结构简单的管道检测需求，例如直管或直径不变的管道中，但是对复杂环境的管道的适应能力比较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种管道巡检机器人及控制方法，用以解决现有技术中轮轴驱动的管道巡检机器人对复杂环境的管道适应能力较弱的问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种管道巡检机器人，包括第一行走单元和第二行走单元，第一行走单元和第二行走单元均包括：
[0007]支撑杆；
[0008]支撑装置，支撑装置包括：
[0009]活动套筒，活动套筒滑动套设在支撑杆上；
[0010]主伞骨，主伞骨的一端与支撑杆转动连接；
[0011]辅伞骨，辅伞骨的一端与活动套筒转动连接，另一端与主伞骨转动连接；
[0012]驱动装置，驱动装置包括：
[0013]驱动控制箱，驱动控制箱与主伞骨的另一端转动连接；
[0014]行走轮，行走轮用于与管道的内壁接触，行走轮在驱动控制箱驱动下转动；
[0015]第一行走单元和第二行走单元之间通过转向装置连接，转向装置用于调节第一行
走单元和第二行走单元之间的角度。
[0016]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种管道巡检机器人控制方法，包括：
[0017]支撑装置打开，使行走轮与管道的内壁接触；
[0018]向管道巡检机器人下达巡检指令，管道巡检机器人在管道内部移动并采集管道内的信息；
[0019]管道巡检机器人根据采集的信息确定是否转弯，如果是，启动转向装置，调整第一行走单元和第二行走单元之间的角度，使管道巡检机器人顺利通过弯道。
[0020]本专利技术中的一种管道巡检机器人及控制方法，具有以下优点：
[0021]1、通过伞状的支撑装置使机器人能够灵活变换直径，以适应管道的内径变化；
[0022]2、两个行走单元之间通过转向装置连接，在经过弯管时能够快速通过。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的一种管道巡检机器人的整体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的支撑装置的轴向结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的支撑杆和支撑装置的局部连接结构示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例提供的支撑装置和驱动轮装置的连接结构示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例提供的配重装置的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例提供的第一行走单元中的转向装置结构示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例提供的第二行走单元中的转向装置结构示意图。
[0031]附图标记说明：1
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管道，2
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行走轮，3
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驱动控制箱，4
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主伞骨，5
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检测装置，6
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辅伞骨，7
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配重装置，8
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支撑杆，9
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活动套筒，10
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主控制箱，11
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电源装置，12
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转向装置，13
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配重拉杆，14
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支撑拉杆，15
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分离装置，16
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限位绳，17
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限位卡尺，18
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配重环，19
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配重固定杆，20
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固定托盘，21
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固定螺母，22
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连接螺栓，23
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套筒固定盘，24
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拉杆固定盘，25
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转向齿轮，26
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驱动齿轮，27
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限位杆，28
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固定钳，29
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连接盘，30
‑
转向杆。
具体实施方式
[0032]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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]图1
‑
7为本专利技术实施例提供的一种管道巡检机器人的结构示意图。本专利技术实施例提供了一种管道巡检机器人，第一行走单元和第二行走单元，第一行走单元和第二行走单元均包括：
[0034]支撑杆8；
[0035]支撑装置，支撑装置包括：
[0036]活动套筒9，活动套筒9滑动套设在支撑杆8上；
[0037]主伞骨4，主伞骨4的一端与支撑杆8转动连接；
[0038]辅伞骨6，辅伞骨6的一端与活动套筒9转动连接，另一端与主伞骨4转动连接；
[0039]驱动装置，驱动装置包括：
[0040]驱动控制箱3，驱动控制箱3与主伞骨4的另一端转动连接；
[0041]行走轮2，行走轮2用于与管道1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道巡检机器人，其特征在于，包括第一行走单元和第二行走单元，所述第一行走单元和第二行走单元均包括：支撑杆(8)；支撑装置，所述支撑装置包括：活动套筒(9)，所述活动套筒(9)滑动套设在所述支撑杆(8)上；主伞骨(4)，所述主伞骨(4)的一端与所述支撑杆(8)转动连接；辅伞骨(6)，所述辅伞骨(6)的一端与所述活动套筒(9)转动连接，另一端与所述主伞骨(4)转动连接；驱动装置，所述驱动装置包括：驱动控制箱(3)，所述驱动控制箱(3)与所述主伞骨(4)的另一端转动连接；行走轮(2)，所述行走轮(2)用于与管道(1)的内壁接触，所述行走轮(2)在所述驱动控制箱(3)驱动下转动；所述第一行走单元和第二行走单元之间通过转向装置(12)连接，所述转向装置(12)用于调节所述第一行走单元和第二行走单元之间的角度。2.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述转向装置(12)包括：转向壳体，所述转向壳体设置在所述第一行走单元的支撑杆(8)的一端；转向杆(30)，所述转向杆(30)的一端插入所述转向壳体中，另一端与所述第二行走单元的支撑杆(8)连接；转向齿轮(25)，所述转向齿轮(25)转动设置在所述转向壳体内部，所述转向齿轮(25)与所述转向杆(30)插入所述转向壳体的一端垂直连接，所述转向齿轮(25)用于驱动所述转向杆(30)转动，以调整所述第一行走单元和第二行走单元之间的角度。3.根据权利要求2所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，还包括：分离装置(15)，所述分离装置(15)设置在所述第二行走单元的支撑杆(8)的一端，所述分离装置(15)包括：固定钳(28)；连接盘(29)，所述固定钳(28)活动连接在所述连接盘(29)上，且所述连接盘(29)与所述第二行走单元的支撑杆(8)的一端固定连接，当所述固定钳(28)闭合时，所述转向杆(30)的另一端卡接在所述固定钳(28)内部。4.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆(8)的一端设置有主控制箱(10)，所述主控制箱(10)内部设置有支撑驱动单元，所述支撑驱动单元与支撑拉杆(14)连接，所述支撑拉杆(14)的末端与所述活动套筒(9)连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫梓涵，刘海龙，沙林秀，马波，毛璀璨，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：