【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于检测设备，具体涉及一种蛇形管道检测机器人。
技术介绍
1、在管道工程中，长期使用可能导致管道内壁存在腐蚀、磨损等缺陷，为确保管道系统的可靠运行，定期检测至关重要。管道检测机器人可以对管道内部情况进行检测。传统管道检测机器人面临多方面的技术挑战。如多尺寸的管径适应能力、管内复杂支路的应变能力、变换方向的能力难以同时满足以适应复杂管道结构，导致检测任务难以顺利完成。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提出一种能够满足多尺寸直径变化、模块化设计安装方便、可实现管道内垂直支路的跨越动作以适应管道复杂结构管道内部作业的蛇形管道检测机器人。
2、本专利技术提供如下技术方案：一种蛇形管道检测机器人，包括检测模块、驱动模块以及实现检测模块和驱动模块、驱动模块与驱动模块两两相连的伸缩限位连接模块；所述检测模块和驱动模块内部均设置有能够调整径向尺寸以实现机器人外径的变径结构；所述变径结构能够调整径向尺寸以实现机器人外径的调整；所述检测模块用于前方路况的检测，根据检测结果控制所述变径结构实现机器人直径调整；所述伸缩限位连接模块具有刚性连接和自由连接两种工作状态，并能够根据检测模块的检测结果在两个工作状态进行切换；所述驱动模块用于驱动机器人移动。
3、进一步讲，所述检测模块用于管道内情况检测，既用于管道污渍和前方路况的检测，以实现管道污渍清理；同时根据前方路况情况指导变径结构和伸缩限位连接模块工作；所述检测模块用于配合所述变径结构实现
4、检测模块、驱动模块以及实现检测模块和驱动模块、驱动模块与驱动模块利用伸缩限位连接模块两两相连，在轴向形成蛇形的结构，利用伸缩限位连接模块实现机器人方向的灵活调整。
5、本专利技术中，检测模块可以设置一个或多种，一般在机器人最前端设置一个。驱动模块可以设置一个或多种，位置没有太大的限制，主要是实现对机器人的驱动。
6、作为优选，所述蛇形管道检测机器人包括依次通过伸缩限位连接模块相连的检测模块和驱动模块以及安装在检测模块和驱动模块内部的变径结构，检测模块位于机器人的前端；所述检测模块检测到存在垂直支路时，所述伸缩限位连接模块转换为刚性连接工作状态，机器人进行直线移动。
7、作为优选，所述伸缩限位连接模块包括：
8、伸缩限位主体；
9、设置在伸缩限位主体内的主动齿轮以及配合的驱动电机；
10、滑动设置在伸缩限位主体内且同时与主动齿轮啮合的从动齿条i和从动齿条ii，两个齿条在所述主动齿轮驱动下能够沿伸缩限位主体轴向方向进行伸缩移动；两个齿条的另一端能够伸出所述伸缩限位主体；
11、分别固定在两个齿条另一端用于与相邻部件实现连接的万向节i和万向节ii；
12、当两个齿条收缩到位后，两个万向节受伸缩限位主体的限制，所述伸缩限位连接模块进入刚性连接工作状态；当两个齿条伸长到位后，两个万向节脱离伸缩限位主体的限制，所述伸缩限位连接模块进入自由连接工作状态，能够自由调整方向。作为进一步优选，所述伸缩限位连接模块进入刚性连接工作状态时，所述伸缩限位主体与相邻连接部件端部相抵，进一步增强了机器人轴向的刚性。
13、作为优选，所述从动齿条i和从动齿条ii另一端固定有连接板i和连接板ii，所述万向节i和万向节ii分别固定在连接板i和连接板ii上；所述伸缩限位主体两端设有内壁尺寸分别与连接板i和连接板ii互相配合的限位滑动槽，实现对从动齿条i和从动齿条ii的限位导向。作为优选，主动齿轮以及配合的驱动电机安装在滑动槽内。连接板i和连接板ii既可以在限位槽内自由移动，又受到限位槽尺寸的限制，仅仅能在轴向进行伸缩移动。
14、实际安装时，所述伸缩限位连接模块包括万向节i设置在连接板i上、伸缩限位主体、万向节ii设置在连接板ii上、伸缩限位主体包括：从动齿条i设置在伸缩限位主体内部的滑动槽内、主动齿轮安装在伸缩限位主体内部与驱动电机连接、从动齿条ii设置在伸缩限位主体内部的限位槽、从动齿条i和从动齿条ii分别与主动齿轮啮合，由驱动电机的驱动下在伸缩限位主体的滑动槽内滑动、连接板i固定在从动齿条i的一端、连接板ii固定在从动齿条ii的一端。
15、作为进一步优选，所述从动齿条i和从动齿条ii均为l型结构，l型结构的长臂段设有啮合用的齿结构；两个l型结构的短臂段用于限制从动齿条i和从动齿条ii收缩时的极限位置。所述连接板i和连接板ii同时起到限制从动齿条i和从动齿条ii伸长时极限位置的作用。
16、作为优选，所述变径结构包括：
17、变径结构主体；
18、安装在变径结构主体上的传动齿轮；
19、径向滑动设置在变径结构主体上并与传动齿轮啮合的一个或多个从动齿条iii；
20、安装在变径结构主体内与所述传动齿轮啮合的主动齿圈以及配合的轴向永磁电机；
21、在需要直径调整时，在所述轴向永磁电机带动下，所述从动齿条iii可以沿变径结构主体进行径向的收缩，以实现机器人外径的调整。
22、作为优选，所述变径结构主体包括同心设置的内筒结构、外筒结构以及固定在外筒结构外壁的安装板；所述传动齿轮、主动齿圈以及轴向永磁电机周向安装在所述内筒结构和外筒结构外筒之间；同时所述内筒结构上设有供从动齿条iii穿过且尺寸配合的变径结构限位孔。利用限位孔，可以实现对从动齿条iii方向的导向和限位。作为优选，所述轮组件上设有与限位孔配合的导向块结构，两者配合实现对轮组件的导向。
23、安装时，变径结构主体、传动齿轮均布安装在变径结构主体上、从动齿条iii设置在变径结构主体的滑动槽内并与传动齿轮啮合、主动齿圈安装在轴向永磁电机上并与均布的传动齿轮啮合、轴向永磁电机安装在变径结构主体上。
24、所述变径结构内部通过轴向永磁电机顺时针驱动主动齿圈，主动齿圈带动均布在变径结构主体的传动齿轮，传动齿轮带动从动齿条iii在变径结构主体的滑动槽内径向移动实现蛇形管道检测机器人的收缩动作。同理，轴向永磁电机逆时针转动，实现蛇形管道检测机器人的扩张动作。
25、运行时，所述驱动电机顺时针驱动主动齿轮，主动齿轮顺时针转动带动从动齿条i和从动齿条ii在伸缩限位主体内部滑动槽向内移动，从而带动万向节i和万向节进入伸缩限位主体实现蛇形管道检测机器人的收缩动作，同时伸缩限位装置转变为刚性连接实现蛇形管道检测机器人活动角度的固定。同理，驱动电机逆时针转动，实现蛇形管道检测机器人的延伸动作，同时伸缩限位装置转变为柔性连接实现蛇形管道检测机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蛇形管道检测机器人，其特征在于：包括检测模块、驱动模块以及实现检测模块与驱动模块、驱动模块与驱动模块两两相连的伸缩限位连接模块；所述检测模块和驱动模块内部均设置有能够调整径向尺寸以实现机器人外径的变径结构；所述检测模块用于前方路况的检测，根据检测结果控制所述变径结构实现机器人直径调整；所述伸缩限位连接模块具有刚性连接和自由连接两种工作状态，并能够根据检测模块的检测结果在两个工作状态进行切换；所述驱动模块用于驱动机器人移动。
2.根据权利要求1所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述蛇形管道检测机器人包括依次通过伸缩限位连接模块相连的检测模块和驱动模块，检测模块位于机器人的前端；所述检测模块检测到存在垂直支路时，所述伸缩限位连接模块转换为刚性连接工作状态，机器人进行直线移动。
3.根据权利要求1所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述伸缩限位连接模块包括：
4.根据权利要求3所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述从动齿条I和从动齿条II另一端固定有连接板I和连接板II，所述万向节I和万向节II分别固定在连接板I和连接板II上；所述
5.根据权利要求1所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述变径结构包括：
6.根据权利要求5所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述变径结构主体呈圆盘结构包括同心设置的内筒结构、外筒结构以及固定在外筒结构外壁的安装板；所述传动齿轮、主动齿圈以及轴向永磁电机周向安装在所述内筒结构和外筒结构之间；所述内筒结构和外筒结构上均设有均布的供从动齿条III穿过且尺寸配合的变径结构导向孔。
7.根据权利要求6所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述驱动模块为多个。
8.根据权利要求5所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述检测模块包括：
9.根据权利要求8所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述轮组件为沿变径结构主体周向均匀布置的多个，每个轮组件包括：
10.根据权利要求5所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述驱动模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种蛇形管道检测机器人，其特征在于：包括检测模块、驱动模块以及实现检测模块与驱动模块、驱动模块与驱动模块两两相连的伸缩限位连接模块；所述检测模块和驱动模块内部均设置有能够调整径向尺寸以实现机器人外径的变径结构；所述检测模块用于前方路况的检测，根据检测结果控制所述变径结构实现机器人直径调整；所述伸缩限位连接模块具有刚性连接和自由连接两种工作状态，并能够根据检测模块的检测结果在两个工作状态进行切换；所述驱动模块用于驱动机器人移动。
2.根据权利要求1所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述蛇形管道检测机器人包括依次通过伸缩限位连接模块相连的检测模块和驱动模块，检测模块位于机器人的前端；所述检测模块检测到存在垂直支路时，所述伸缩限位连接模块转换为刚性连接工作状态，机器人进行直线移动。
3.根据权利要求1所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述伸缩限位连接模块包括：
4.根据权利要求3所述的蛇形管道检测机器人，其特征在于：所述从动齿条i和从动齿条ii另一端固定有连接板i和连接板ii，所述万向节i和万向节ii分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：景立挺，黄明阳，窦宇博，蒋林，彭翔，李吉泉，姜少飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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