一种管道检测特种机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机器人技术领域，特别是涉及一种用于对市政管道进行检测的管道检测特种机器人。
【背景技术】
[0002]管道是工业、能源、军事装备、城市建筑等领域中使用广泛的物料运输手段，城市污水、天然气和工业物料运输、给排水和建筑物的通风系统等，均使用大量复杂隐蔽的管道。保障这些管道系统的安全性和有效性至关重要。但是随着使用年限的增加，管道不可避免地会出现老化、裂缝、腐蚀或者受到外来施工的破坏。如果不及时处理，一旦发生事故不但会带来巨大的经济损失，对环境也会造成严重的污染。因此，定期对管道进行勘查和维护，就显得非常必要。
[0003]然而，以往对此没有较好的对策，由此，导致无法对地下管道等地下管道的损坏进行非地面开挖技术，即内衬管翻转法对地下管道进行整体修复;继而，采用地面大开挖修理对交通会造成严重影响，而且工期长，施工噪音大，工程垃圾多，对周边环境也造成很大影响。同时，无法对市政排水地下管道，农业用水地下管道，工业用水地下管道，自来水地下管道，煤气地下管道等地下管道进行高效的排堵、维护和修复。
[0004]随着科技的发展，机器人作为一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的能力，如感知、规划、运动及动作能力的协作等，机器人技术被视为20世纪人类最伟大的发明之一。自20世纪60年代工业机器人问世以来，随着社会的进步和科学技术的迅猛发展，特别是在信息技术、控制理论等学科迅速发展的支持下，机器人的种类日益繁多，性能不断地改进，工作领域也在不断地扩大。从深海到宇宙空间，在各种人类所不能承受的极限环境中都能找到机器人的应用。可以说，现代机器人技术已经突破了传统的工业机器人的范畴，逐步转向应用于各种特殊工况的特种机器人技术。
[0005]管道机器人作为特种机器人的一种，它的研究为管道的检测、维护提供了新的技术手段，改变了传统管道开挖抽检的单一模式。提高了管道检侧的准确性，便于管道工程管理维护人员分析了解管道缺陷产生的原因，开展对缺陷的评估，制订管道维护方案，消除管道安全隐患，在事故发生前就有计划地维修或更换管段，从而节约大量的维修费用，降低管道维护成本，保障人民生活及财产安全，减少有毒气体或液体泄漏造成的环境污染。因此，开展管道机器人的研究具有重要的科学意义和明显的社会经济效益。目前，管道机器人的研究得到了世界各国的高度重视，大量的管道维护需求为管道机器人的研究开发和应用提供了广阔的市场空间，将逐渐成为一项十分巨大的产业工程。
[0006]目前，现有的管道机器人一般适用于管径为150mm以上的石油管道、地下污水管道等大管径作业，无法完成小管道环境检测；另外，现有管道机器人的移动装置多样，如螺旋前进等，其存在行进速度慢，难以顺利通过弯管、变径管、竖直管等问题，且目前机器人只能直线行走，无法适用于一些特殊管道探测。
[0007]此外，现有的管道机器人的传动装置中的电机与轮轴垂直布置，电机减速器输出轴与轮轴通过锥齿轮传动。此方案能有效地减小机器人轴向方向的尺寸，但是两个电机纵向布置在机器人箱体内部，占用了内部主要的空间，周边剩下的空间太小要布置其它器件如电路板，电池等器变得非常困难，导致最低层空间浪费。另一种典型方案是，两驱动电机与轮轴共线，减速器输出直接与车轮轴连接，这种方案简化了传动的同时给机器人箱体内部让出了大量空间用于而已其它模块，但是由于电机减速器轴向长度大，机器人整个宽度方向变大，不能在狭小空间比如管道内工作。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种管道检测特种机器人，旨在其不仅具有结构紧凑、操作方便、节约成本、可扩大检测视角及提高检测精度的性能，而且可解决电机和传动机构对机器人的宽度尺寸以及箱体内部空间的制约，适用于不同管径的管道检测。
[0009]本实用新型是这样实现的，一种用于对市政管道进行检测的管道检测特种机器人，其包括底盘、升降架、工作台、云台相机组件、后视摄像头、传动及行走结构及控制器，所述升降架通过螺栓分别与所述底盘及所述工作台固定连接以用于实现所述工作台的升降运动，所述工作台固定在所述升降架上，所述云台相机组件及所述后视摄像头分别安装在所述工作台的前部及后部，所述传动及行走结构活动连接在所述底盘的纵长方向的相对两侧，所述传动及行走结构通过两个驱动电机分别与设置在所述机器人两侧的驱动轮子之间进行独立传动连接，所述控制器通过线缆与所述传动及行走结构连接。
[0010]进一步地，前述的底盘呈纵长中空框状结构，其包括左机身、右机身、支架、两个侧盖;所述左机身及所述右机身均为纵长板状结构，且所述左机身及所述右机身相对设置;所述支架为H型结构，且其分别与所述左机身及所述右机身的后端连接且位于所述左机身及所述右机身之间，所述两个侧盖分别对应嵌入所述左机身及所述右机身的中空框内。
[0011]进一步地，前述的底盘还包括六个侧盖法兰、两个吊钩、两个固定板及防撞杆;所述六个侧盖法兰分成两组，每组有三个，每一组侧盖法兰呈等间距地安装在所述侧盖上，其中两个侧盖法兰位于所述左机身及所述右机身的纵长相对两端，另一个位于所述左机身及所述右机身的中间位置;所述两个吊钩通过螺栓分别设置在所述侧盖靠近所述左机身及所述右机身的后端的位置，且位于两相邻侧盖法兰之间；所述防撞杆大致呈U型结构，且其两末端分别与对应的固定板焊接，所述固定板及所述防撞杆通过螺栓固定连接在所述左、右机身的下端。
[0012]进一步地，前述的升降架包括第一固定块、下板、内升降支架、外升降支架、上板、推杆支板、滑动铜套及连接杆;所述第一固定块通过螺栓与所述底盘固定连接;所述第一固定块与所述下板焊接;所述内升降支架与所述外升降支架通过螺栓中心连接;所述内升降支架与所述推杆支板焊接;所述内升降支架与所述上板及所述滑动铜套通过螺栓连接，而与所述下板滑动连接;所述外升降支架与所述下板及所述滑动铜套通过螺栓连接，而与所述上板滑动连接;所述连接杆的相对两端通过螺栓分别与所述下板及所述外升降支架连接。
[0013]进一步地，前述的工作台包括上箱体、推杆电机总成、后盖板、上盖板、前灯盒、前盖板、第一后接头座及第二固定块;所述推杆电机总成连接在所述上箱体的后端，所述上盖板设置在所述上箱体及所述推杆电机总成的上部，所述后盖板与所述上盖板的后端连接；所述后视摄像头设置在所述后盖板上，且所述后视摄像头的镜头朝向所述上箱体及所述推杆电机总成的后端;所述前灯盒设置在所述上箱体的前端;所述前盖板大致呈U型结构，且其连接在所述前灯盒的前端;所述第一后接头座及所述第二固定块均固定在所述前灯盒的前端，且位于所述前盖板的U型开口处;所述后接头座与所述第二固定块同轴设置，所述第二固定块用于将所述云台相机组件固定在所述前灯盒上。
[0014]进一步地，前述的云台相机组件还包括密封结构、推杆电机结构及主光灯结构;所述密封结构用于所述云台相机组件与所述工作台的相对周向旋转运动的连接密封;所述主光灯结构用于实现所述机器人的光源提供和LED灯的固定连接;所述推杆电机结构用于实现所述升降架及所述工作台的升降运动；所述云台相机组件设置在所述密封结构的前下端，所述推杆电机结构连接在所述密封结构的后端，所述主光灯结构设置在所述密封结构的前上端且