【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人，具体为一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人。
技术介绍
1、随着现代科技的发展，在当下的城市中，管道运输是一种极其便捷的输送方式，用来运输天然气、石油和其他流体。地下管道系统因材料的限制以及管道使用年限的延长，管道老化、出现裂缝、发生腐蚀以及其他各种情况导致的管道受损是不可避免的，若这些管道损坏得不到及时的处理，会给环境、社会和国家带来十分巨大的损失。因此对管道定期的检查和维护以及发现损坏及时维修是十分必要的。
2、管道机器人作为探测设备时，可以较为方便的进入一些人类难以到达或者存在潜在危险的狭小空间内部执行勘探任务。目前管道机器人普遍存在过弯困难的问题，这主要是由于大多数的管道机器人是由若干零件刚接组成，导致对于管道弯度有了一定的要求，如果需要通过绝大多数弯道，则需要降低管道机器人的刚性，这就对管道机器人结构有了更高的要求。
技术实现思路
1、专利技术目的：为解决现有管道机器人存在过弯困难的问题，本专利技术提出了一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人。
2、技术方案：一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，包括：连接软管、2个动力模块、切换杆件、转换模块、姿态检测模块和控制模块；
3、所述连接软管连接2个动力模块，所述动力模块内部设置有多个步进电机，所述切换杆件的一端固定有用于前进的导轮，其另一端固定有刹车块，每个步进电机均通过转换模块驱动一个切换杆件，完成导轮与刹车块的切换；
5、所述控制模块用于基于姿态检测模块反馈的加速度信息，判定得到管道状态和机器人姿态，基于管道状态和机器人姿态，控制动力模块；所述管道状态包括：直管道和弯曲管道；所述机器人姿态包括：机器人正常行进姿态和机器人打滑姿态；
6、所述的基于管道状态和机器人姿态，控制动力模块，包括：
7、当x轴加速度和y轴加速度均小于设定阈值时，判定此时管道状态为直管道，控制动力模块，使与两动力模块连接的切换杆件切换至导轮，以导轮接触管壁行进；
8、当x轴加速度和y轴加速度均大于设定阈值时，判定此时管道状态为弯曲管道，控制动力模块，使与前端的动力模块连接的切换杆件切换至刹车块，与后端的动力模块连接的切换杆件切换至导轮，随后，使与前端的动力模块连接的切换杆件切换至导轮，与后端的动力模块连接的切换杆件切换至刹车块，交替进行，完成过弯；
9、当z轴加速度大于设定阈值时，判定机器人姿态为机器人打滑姿态，使与两动力模块连接的切换杆件切换至刹车块，以刹车块接触管道，直至z轴加速度不大于设定阈值。
10、进一步的，所述切换杆件为一根夹角为120°的杆件，在该切换杆件的转角外侧壁上设有齿纹，所述转换模块为齿轮，所述齿轮与齿纹适配。
11、进一步的，还包括能源管理模块，所述能源管理模块用于给动力模块和姿态检测模块供能，并实时同步剩余电量给控制模块；
12、所述控制模块根据剩余电量，控制动力模块和姿态检测模块，具体包括：
13、仅当剩余电量小于设定电量时，关闭姿态检测模块，控制动力模块中的步进电机反转。
14、进一步的，还包括超声波模块，所述超声波模块用于在行进过程中，检测管道的破损位置。
15、进一步的，所述能源管理模块还包括：储能模块、热载体、热电元件和外部相关电路；
16、所述储能模块为由填充在切换杆件内部的相变蓄热材料构成；该储能模块产生的温差通过热载体传递至热电元件中，热电元件产生的电动势通过热电元件两侧的电极进行电流输出，输出的电流通过外部相关电路给动力模块和姿态检测模块供能。
17、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
18、(1)本专利技术通过连接软管连接动力模块，实现能够顺利通过任意角度的管道弯道；
19、(2)本专利技术通过导轮和刹车块交替结构，并配合机器人姿态检测模块，便于进行运动模式的切换，从而提高了运动效率，以及不易产生打滑，大大提高机器人工作稳定性；
20、(3)本专利技术通过在橡胶-轮子切换杆件中填充相变蓄热材料，并配合能源管理模块，大大增加了机器人检测距离。
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1.一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：包括：连接软管、2个动力模块、切换杆件、转换模块、姿态检测模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：所述切换杆件为一根夹角为120°的杆件，在该切换杆件的转角外侧壁上设有齿纹，所述转换模块为齿轮，所述齿轮与齿纹适配。
3.根据权利要求1所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：还包括能源管理模块，所述能源管理模块用于给动力模块和姿态检测模块供能，并实时同步剩余电量给控制模块；
4.根据权利要求1所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：还包括超声波模块，所述超声波模块用于在行进过程中，检测管道的破损位置。
5.根据权利要求3所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：所述能源管理模块还包括：储能模块、热载体、热电元件和外部相关电路；
【技术特征摘要】
1.一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：包括：连接软管、2个动力模块、切换杆件、转换模块、姿态检测模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其特征在于：所述切换杆件为一根夹角为120°的杆件，在该切换杆件的转角外侧壁上设有齿纹，所述转换模块为齿轮，所述齿轮与齿纹适配。
3.根据权利要求1所述的一种相变自供能姿态自适应蠕动式过弯管道维检机器人，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰志强，施政，张亚芪，张源，王洁，朱坤，陈涛，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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