一种多维检测两栖作业管道机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多维检测两栖管道作业机器人，属于管道机器人领域。其车体包括：车架，左主履带组件和右主履带组件，履带角度调节机构，声纳固定架，声纳探头，摄像头升降架，摄像单元，辅助光源，电子控制箱，电子控制箱抽拉门及线缆牵引架。主履带通过履带转轴孔位安装在车体下方左右两侧。主履带之间设置履带角度调节机构，主履带可以向外调整到某一个角度，呈八字形。声纳探头通过声纳固定架安装在车架上。摄像头升降架一端设置在车架上，另一端安装摄像单元和辅助光源。本发明专利技术的管道机器人具有结构紧凑、通过能力强、综合作业能力完善的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种多维检测两栖管道作业机器人，属于管道机器人领域。其车体包括：车架，左主履带组件和右主履带组件，履带角度调节机构，声纳固定架，声纳探头，摄像头升降架，摄像单元，辅助光源，电子控制箱，电子控制箱抽拉门及线缆牵引架。主履带通过履带转轴孔位安装在车体下方左右两侧。主履带之间设置履带角度调节机构，主履带可以向外调整到某一个角度，呈八字形。声纳探头通过声纳固定架安装在车架上。摄像头升降架一端设置在车架上，另一端安装摄像单元和辅助光源。本专利技术的管道机器人具有结构紧凑、通过能力强、综合作业能力完善的优点。【专利说明】一种多维检测两栖作业管道机器人
本专利技术涉及一种管道机器人，具体涉及一种用于管道多维检测和两栖管道作业的机器人。
技术介绍
管道机器人是一种可以在管道内爬行并开展检测、清理或维修等作业的设备。其可运用图像采集及图像处理技术、信息处理技术、机械工程、传感器技术、电子工程、自动化控制工程、计算机工程以及人工智能控制系统，结合实时嵌入式技术、声纳探测技术等完成狭小空间(管道)远距离(5公里)检测及作业。管道机器人可应用于市政管网、电力、石油、军事、考古等多个领域危险、人工无法到达的远距离复杂环境下多维检测及作业设备。目前使用较多的管道机器人车体长度在300-600mm之间，宽高在100-300 mm之间。目前的管道机器人通常防水性能较差，允许浸泡在水中。但是如果水深超过300_，或水下有少量淤泥，常规的管道机器人就无法进行检测工作。另外，目前的管道机器人检测距离通常是几十米，最大不超过300m。常规管道机器人在管道检测施工前，要求关闭管道的进水阀门，排掉管道中的水，影响管道的使用。而排水管网的主干道是不能关闭的，始终有水流动，目前的管道机器人通常难以开展检测和作业。排水管网的主干道的两个相邻井口之间的距离可能达到I千米至几千米，车体尺寸较小的常规管道机器人难以在排水管网主干道内施工。
技术实现思路
为克服管道机器人的上述缺陷，需要开发一种体型大、通过能力强、综合作业能力完善的管道机器人，并注重改善管道机器人的防水性能，用来执行排水管网主干道内的检测及作业。本专利技术提供一种多维检测两栖作业管道机器人，其中管道机器人车体包括:车架，左主履带组件和右主履带组件，履带角度调节机构，声纳固定架，声纳探头，摄像头升降架，摄像单元，辅助光源，电子控制箱，电子控制箱抽拉门及线缆牵引架；左主履带和右主履带通过履带转轴孔位安装在车体下方左右两侧；左主履带和右主履带之间设置履带角度调节机构，左主履带和右主履带可以向外调整到某一个角度，呈八字形；声纳探头通过声纳固定架安装在车架上；摄像头升降架一端设置在车架上另一端安装摄像单元和辅助光源；左主履带组件、右主履带组件、履带角度调节机构、声纳固定架、摄像头升降架、电子控制箱及线缆牵弓I架均直径安装在车架上。履带式结构可实现地面支撑面积大，接地比压小，滚动摩擦小，通过性能较好，转弯半径小，牵引附着性能、越野机动性、爬坡、越沟等性能。上述两侧履带的八字形设置方式，一方面可以提高履带与管壁的摩擦力，另一方面可避开管底部淤泥及其他沉积物。优选的，电子控制箱安装在车架上方，车架的平面上设置有多个电子控制箱固定孔位，使电子控制箱能够与车架紧密配合。上述整体结构方式节省空间，同时还提高了管道机器人车体的整体强度。优选的，车架由相互平行的两根管材作为主要骨架而形成，两根管材之间通过多个横向肋骨件相连接。两根相互平行的管材与肋骨件共同形成了电子控制箱的容纳槽，电子控制箱可整体容纳在车架上方形成的容纳槽中，肋骨件上还分布有多个电子控制箱固定孔位，电子控制箱固定在车架上时电子控制箱与车架形成整体结构。这些肋骨件一方面与两根平行管材共同构成稳定的车架结构体，另一方面肋骨件也形成了管道机器人的多个其它部件的安装面。车体设计考虑了各功能部件的集成安装要求，车架结构简单，但功能紧凑，整体强度高，设计合理。进一步优选的，位于车架两根平行管材两端的肋骨件上分别设置了两侧履带转轴孔位，履带角度调节转轴孔位，角度调节轴旋转手柄，角度定位孔和声纳固定架孔位。进一步优选的，两根平行管材两侧紧靠平行管材位置设置了摄像组件安装翅片，该翅片上设有多组升降架固定孔位，分别用于安装摄像头升降架和可定位气弹簧，摄像头升降架和可定位气弹簧安装在沿两根平行管材延伸方向不同位置的孔位中；在两根平行管材两侧离开一段距离位置，还设置有线缆牵引架的安装翅片，该安装翅片外部设置有线缆牵引架连接轴和线缆引导架的限位块。可以根据实际需要(例如:调整车体重心或改变摄像作业方向)调整安装孔位。线缆牵引架的安装翅片离开两根平行管材一段距离，从而使摄像头升降架与线缆牵引架之间互不影响优选的，履带角度调节机构的调节转轴设置在车架的履带角度调节转轴孔位中。使得履带角度调节机构及左、右主履带均与车架相结合。优选的，左主履带和右主履带前方分别设置前置左辅助履带和前置右辅助履带。前置左辅助履带和前置右辅助履带包括辅助履带主动轮，辅助履带，辅助履带从动轮，辅助履带支架，盘式减速电机及外护板。辅助履带的使用提高了履带爬行机器人的越障能力。当机器人越障时，近觉传感器把遇到前方障碍发送给总控制系统，总控制系统判断是否可以翻越。如果判断结果可以翻越，则控制前摆臂驱动电机向上转动，使前摆向上抬起一定角度。继续前进时前侧的履带轮被抬离地面，后面的履带轮着地继续驱动履带前进。履带在凭借副履带的摩擦力以及履刺对障碍物的抓爬力来实现不断的向上攀爬。优选的，管道机器人的左主履带组件和右主履带组件包括:主履带外侧板，主履带内侧板，主履带，辅助履带固定位，电机控制箱，主动轮，压带轮，从动轮和蜗轮蜗杆减速电机。主履带组件集成为整体结构，提高了系统的可靠性，并使其便于安装和更换。车体由两台步进电机分别驱动两条履带，以相同脉冲驱动时实现直线前进或后退，以不同脉冲驱动时可实现曲线运动。当以相反脉冲驱动时可以绕固定轴的旋转运动。该轴过主从动轴所确定平面的几何中心。优选的，声纳探头的安装位置不高于车架的水平位置。使得管道机器人适于两栖作业，当车体进入半潜或全潜工作方式时，声纳探头可以探测水下部分的管道形态。优选的，摄像单元包括:多功能全方位摄像机，摆动半球，主光源和可变焦/变倍摄像头机芯；多功能全方位摄像机可以自动/手动变焦，10倍光学+10倍数字变倍，210度左右摆动，360度旋转；升降架还配置有可定位气弹簧。本专利技术还提供一种包括上述任意一种管道机器人的管道机器人系统，该管道机器人系统还包括收线车和控制器；收线车包括:收线车车体，计米结构，计米结构滑动杆，急停开关，主线盘，复合光缆，收线车拉手，副线盘，保护钢缆，收放线手柄，车轮，控制线缆接口，电源开关；收线车内部装有一块光端机，通过复合光缆与爬行机器人连接；收发485通讯数据及接收视频信号；通过控制线缆接口连接控制器；复合光缆可以向搭载设备下发指令，接收搭载设备的检测数据；当机器人在管道内施工出现故障时，保护钢缆用于牵引设备；控制器包括:控制器机壳，液晶屏，触摸，USB 口，网口，数传模块天线，散热通风口，电源开及综合线缆插口 ；综合线缆插口连接至收线车。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术管道机器人的主体结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多维检测两栖作业管道机器人，包括：车架（101），左主履带组件（103）和右主履带组件（103），履带角度调节机构（102），声纳固定架（105），声纳探头（106），摄像头升降架（107），摄像单元（108），辅助光源（109），电子控制箱（110），电子控制箱抽拉门（111），线缆牵引架（112）；左主履带（103）和右主履带（103）通过履带转轴孔位（201）安装在车体（101）下方左右两侧；左主履带（103）和右主履带（103）之间设置履带角度调节机构（102），左主履带（103）和右主履带（103）可以向外调整到某一个角度，呈八字形；声纳探头（106）通过声纳固定架（105）安装在车架（101）上；摄像头升降架（107）一端设置在车架（101）上另一端安装摄像单元（108）和辅助光源（109）；其特征在于，对管道机器人的电子控制箱（110）,左主履带组件（103）,右主履带组件（103）和摄像单元（108）进行防水密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，路光，宋有聚，王桢，邬皓天，宋晓辉，万文彪，樊太岳，王倩倩，
申请(专利权)人：王军，宋有聚，邬皓天，王桢，路光，
类型：发明
国别省市：