一种智能球形管道检测机器人的制作方法

本发明涉一种智能球形管道检测机器人，属机器人技术领域。

背景技术：

当前在对管道设备内部进行检测作业时，基于球人体结构的检测机器人设备得到了广泛的应用，但在实际使用中发现，当前所使用的基于球体结构的管道检测机器人虽然种类繁多，但一方面均不同程度存在结构图调整灵活性差的缺陷，从各造成当前的球形管道机器人往往仅能适应特定结构管道设备检测作业的需要，从而极大的限制了管道机器人设备使用的灵活性和通用性，另一方面当前的球形管道机器人设备也不同成程度存在自身承载能力差，结构密封性不好等缺陷，从而导致当前的管道机器人设备在运行时，不能根据使用需要灵活专配多种不同类型的检测设备，及满足在诸如高温环境、高湿环境、高化学腐蚀性环境等负载环境总使用的需要，从而极大的限制了当前管道机器人设备的环境适应性和可靠性，

因此，针对这一现状迫切需要开发一种全新的管道机器人主体结构，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种智能球形管道检测机器人。

为了实现上面提到的效果，提出了一种智能球形管道检测机器人，其包括以下内容：

一种智能球形管道检测机器人，包括承载龙骨、承载槽、驱动导轨、主防护侧壁、辅助防护侧壁、弹性密封层、弹性密封圈、行走机构、定位杆及控制电路，其中承载龙骨为球状空心框架结构，弹性密封层包覆在承载龙骨内表面和外表面并与承载龙骨构成密闭腔体结构，承载槽至少四条，嵌于承载龙骨内并环绕承载龙骨球心均布，承载槽均沿承载龙骨直径方向分布分布，承载槽轴线与承载龙骨球心相交，且相邻两个承载槽轴线间呈30°—90°夹角，承载槽长度为承载龙骨半径长度的40%—80%，且承载槽前端与承载龙骨外表面平齐分布，承载槽为“凵”字型槽状结构，承载槽侧壁内表面均布至少两条驱动导轨，各驱动导轨均与承载槽轴线平行分布，弹性密封圈均嵌于各承载槽前端面并与承载槽同轴分布，定位杆嵌于承载槽内与承载槽同轴，且定位杆并与驱动导轨间通过滑块滑动连接，且定位杆有效长度至少10%部分嵌于承载槽内，定位杆前端面与一个辅助防护侧壁相互连接，主防护侧壁和辅助防护侧壁均若干，并均为与承载龙骨同心分布的弧形板状结构，其中主防护侧壁环绕承载龙骨轴线包覆在承载龙骨外表面，辅助防护侧壁后端面与定位杆相互连接，且当定位杆全部嵌入承载槽内时，辅助防护侧壁后端面与承载龙骨外表面相抵，且主防护侧壁、辅助防护侧壁相互连接并构成与承载龙骨同心的闭合球状结构，辅助防护侧壁前端面设定位槽，所述定位槽与导向杆同轴分布，行走机构嵌于定位槽内，并通过转台机构与定位槽槽底连接，行走机构前端面超出辅助防护侧壁前端面至少3毫米，控制电路嵌于承载龙骨内并位于承载龙骨球心位置处，控制电路分别与驱动导轨、行走机构及转台机构电气连接。

进一步的，所述的主防护侧壁、辅助防护侧壁后端面均设弹性密封垫层，并通过弹性密封垫层与承载龙骨外表面相抵。

进一步的，所述的辅助防护侧壁侧表面与主防护侧壁侧表面间通过弹性连接带相互连接，且所述辅助防护侧壁和主防护侧壁间通过弹性连接带构成密闭腔体结构。

进一步的，所述的定位杆后端面与承载槽槽底间间通过承压弹簧相互连接，且所述承压弹簧与承载槽间同轴分布。

进一步的，所述的承压弹簧与承载槽槽底间设压力传感器。

进一步的，所述的滑块上设位移传感器，所述位移传感器另与控制电路电气连接。

进一步的，所述的控制电路包括承载壳体、gps定位电路、陀螺仪、辅助电源、接线端子及主控电路，其中所述的承载壳体为密闭腔体结构，所述gps定位电路、陀螺仪、辅助电源均嵌于承载壳体，所述接线端子至少一个，嵌于承载壳体外表面，所述主控电路分别于gps定位电路、陀螺仪、辅助电源、接线端子电气连接，并通过接线端子分别于驱动导轨、行走机构、转台机构、压力传感器、位移传感器及外部电路电气连接。

进一步的，所述的接线端子包括至少一个电源接口、至少一个串口通讯接口及至少一个无线通讯接口。

进一步的，所述的主控电路包括基于单片机基础的数据处理电路、数据通讯总线、驱动电路、无线数据通讯模块、串口数据通讯模块、i/o端口模块及电源适配器模块，其中所述数据通讯总线分别与基于单片机基础的数据处理电路、驱动电路、无线数据通讯模块、串口数据通讯模块、i/o端口模块及电源适配器电气连接。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性和环境适应相好，一方面可有效满足对多种管径及管路结构的管道设备内部进行连续运行作业，从而极大的提高管道机器人设备使用的灵活性和通用性，另一方面具有良好的承载能力和密封能力，从而有效满足对多种不同类型管道检测设备承载作业的需要，同时也有效的提高了管道检测机器人在不同环境管道设备内进行检测作业的需要，从而极大的提高了管道机器人设备运行的可靠性和便捷性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为控制系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所述的一种智能球形管道检测机器人，包括承载龙骨1、承载槽2、驱动导轨3、主防护侧壁4、辅助防护侧壁5、弹性密封层6、弹性密封圈7、行走机构8、定位杆9及控制电路10，其中承载龙骨1为球状空心框架结构，弹性密封层6包覆在承载龙骨1内表面和外表面并与承载龙骨1构成密闭腔体结构，承载槽2至少四条，嵌于承载龙骨1内并环绕承载龙骨1球心均布，承载槽2均沿承载龙骨1直径方向分布分布，承载槽2轴线与承载龙骨1球心相交，且相邻两个承载槽2轴线间呈30°—90°夹角，承载槽2长度为承载龙骨1半径长度的40%—80%，且承载槽2前端与承载龙骨1外表面平齐分布，承载槽2为“凵”字型槽状结构，承载槽2侧壁内表面均布至少两条驱动导轨3，各驱动导轨3均与承载槽2轴线平行分布，弹性密封圈7均嵌于各承载槽2前端面并与承载槽2同轴分布，定位杆9嵌于承载槽2内与承载槽2同轴，且定位杆9并与驱动导轨3间通过滑块11滑动连接，且定位杆9有效长度至少10%部分嵌于承载槽2内，定位杆9前端面与一个辅助防护侧壁5相互连接，主防护侧壁4和辅助防护侧壁5均若干，并均为与承载龙骨1同心分布的弧形板状结构，其中主防护侧壁4环绕承载龙骨1轴线包覆在承载龙骨1外表面，辅助防护侧壁5后端面与定位杆9相互连接，且当定位杆9全部嵌入承载槽2内时，辅助防护侧壁5后端面与承载龙骨1外表面相抵，且主防护侧壁4、辅助防护侧壁5相互连接并构成与承载龙骨1同心的闭合球状结构，辅助防护侧壁5前端面设定位槽12，定位槽12与导向杆9同轴分布，行走机构8嵌于定位槽12内，并通过转台机构13与定位槽12槽底连接，行走机构8前端面超出辅助防护侧壁5前端面至少3毫米，控制电路10嵌于承载龙骨1内并位于承载龙骨1球心位置处，控制电路10分别与驱动导轨3、行走机构8及转台机构13电气连接。

其中，所述的主防护侧壁4、辅助防护侧壁5后端面均设弹性密封垫层14，并通过弹性密封垫层14与承载龙骨1外表面相抵，所述的辅助防护侧壁5侧表面与主防护侧壁4侧表面间通过弹性连接带15相互连接，且所述辅助防护侧壁5和主防护侧壁4间通过弹性连接带15构成密闭腔体结构。

同时，所述的定位杆9后端面与承载槽2槽底间间通过承压弹簧16相互连接，且所述承压弹簧16与承载槽2间同轴分布，且所述的承压弹簧16与承载槽2槽底间设压力传感器17。

此外，所述的滑块11上设位移传感器18，所述位移传感器18另与控制电路10电气连接。

需要指出的，所述的控制电路10包括承载壳体101、gps定位电路102、陀螺仪103、辅助电源104、接线端子105及主控电路106，其中所述的承载壳体101为密闭腔体结构，所述gps定位电路102、陀螺仪103、辅助电源104均嵌于承载壳体101，所述接线端子105至少一个，嵌于承载壳体101外表面，所述主控电路106分别于gps定位电路102、陀螺仪103、辅助电源104、接线端子105电气连接，并通过接线端子105分别于驱动导轨3、行走机构8、转台机构13、压力传感器17、位移传感器18及外部电路电气连接。

进一步优化的，所述的接线端子105包括至少一个电源接口、至少一个串口通讯接口及至少一个无线通讯接口。

进一步优化的，所述的主控电路106包括基于单片机基础的数据处理电路、数据通讯总线、驱动电路、无线数据通讯模块、串口数据通讯模块、i/o端口模块及电源适配器模块，其中所述数据通讯总线分别与基于单片机基础的数据处理电路、驱动电路、无线数据通讯模块、串口数据通讯模块、i/o端口模块及电源适配器电气连接，其中驱动电路和电源适配器电路与接线端子电气连接。

本发明在运行中，一方面通过承载龙骨、主防护侧壁、辅助防护侧壁及定位杆共同实现对多种管道检测设备进行承载定位的目的，其中各检测设备均嵌于承载龙骨内或安装在主防护侧壁外表面，另一方面通过承载龙骨、主防护侧壁、辅助防护侧壁可共同构成密切腔体结构，从而有效的实现在高湿度、高化学腐蚀等恶劣运行环境中有效对管道机器人设备的控制系统、管道检测设备等部件进行密封防护，在满足对管道检测作业的同时，有效的降低恶劣管道环境对管道检测机器人设备自身及安装在管道机器人设备上的检测设备造成的顺还，极大的提高了管道检测机器人设备运行的可靠性和环境适应性。

此外，在运行过程中，可通过调整定位杆在承载槽的位置，有效实现调整行走机构与承载龙骨间的间距，从而达到满足不同管径管路设备内部检测作业的需要。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性和环境适应相好，一方面可有效满足对多种管径及管路结构的管道设备内部进行连续运行作业，从而极大的提高管道机器人设备使用的灵活性和通用性，另一方面具有良好的承载能力和密封能力，从而有效满足对多种不同类型管道检测设备承载作业的需要，同时也有效的提高了管道检测机器人在不同环境管道设备内进行检测作业的需要，从而极大的提高了管道机器人设备运行的可靠性和便捷性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。