管道爬行器的制作方法

本实用新型涉及爬行器领域，尤其涉及一种管道爬行器。

背景技术：

在日常生活中，管道应用范围广泛：石油运输、农业灌溉、城市排水等等。但随着时间推移，会产生管道堵塞、管道故障和开裂，从而导致管内物质的流出，造成严重的危害以及浪费。因此需要定期维护与检修，但管道环境恶劣，人们不容易作业，特别对于小管道以及海底石油、天然气等管道，人员禁止入内，因此需要研究一种管道爬行器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种管道爬行器，该管道爬行器能自动适应管道大小变化，附着力好、检测能力强、检测效率高。

其技术方案如下：

管道爬行器，包括车架、三个爬行机构、三个伸缩连杆装置、云台、缺陷检测装置、控制装置，所述车架的侧面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面，三个所述爬行机构分别通过三个所述伸缩连杆装置安装在所述车架的第一侧面、第二侧面、第三侧面上，并与所述车架伸缩驱动连接，所述云台与所述车架的前端旋转连接，缺陷检测装置设在云台上，控制装置安装在车架内，所述爬行机构、云台、缺陷检测装置分别与控制装置电性连接。

所述第一侧面、第二侧面、第三侧面的朝向分别为第一方向、第二方向、第三方向，所述第一方向、第二方向、第三方向任意两者之间的夹角为120度。

所述车架包括第一电机、三个丝杆、滑环、三个轴承座，所述第一电机安装在所述车架内，并与所述控制装置电性连接，所述车架的侧面还包括第四侧面、第五侧面、第六侧面，所述第四侧面、第五侧面、第六侧面分别与所述第一侧面、第二侧面、第三侧面相互间隔设置，三个所述轴承座分别安装在所述第四侧面、第五侧面、第六侧面上，所述滑环具有三个丝孔，各所述丝杆的一端分别与各所述轴承座旋转连接，各所述丝杆的另一端分别穿过各所述丝孔与所述第一电机驱动连接；三个所述伸缩连杆装置通过所述滑环与所述车架伸缩驱动连接。

所述车架还包括伸缩驱动齿轮、三个伸缩从动齿轮，所述伸缩驱动齿轮安装在所述第一电机的转轴上，各所述丝杆的另一端分别通过各所述伸缩从动齿轮与所述伸缩驱动齿轮啮合连接。

所述伸缩连杆装置包括平行四杆机构、第一驱动连杆、第二驱动连杆，所述平行四杆机构两端分别与所述车架的侧面、爬行机构铰接，所述第一驱动连杆、第二驱动连杆的一端分别与所述平行四杆机构的两侧铰接，所述第一驱动连杆、第二驱动连杆的另一端与所述滑环铰接。

所述平行四杆机构包括底盘、导轨、第一滑动块、第二滑动块、第三滑动块、第四滑动块、第一折叠连杆、第二折叠连杆、第三折叠连杆、第四折叠连杆、第一弹簧、第二弹簧，所述底盘具有滑槽，所述导轨安装在所述滑槽内，所述第一滑动块、第二滑动块、第三滑动块、第四滑动块分别与所述导轨滑动连接，所述第一折叠连杆、第二折叠连杆的一端与所述爬行机构铰接，所述第一折叠连杆、第二折叠连杆的另一端分别与所述第一滑动块、第二滑动块铰接，所述第三折叠连杆、第四折叠连杆的一端分别与所述第一折叠连杆、第二折叠连杆的中部铰接，所述第三折叠连杆、第四折叠连杆的另一端分别与所述第三滑动块、第四滑动块铰接，所述第一弹簧、第二弹簧的一端分别与所述第一滑动块、第二滑动块连接，所述第一弹簧、第二弹簧的另一端分别与所述滑槽两相反的槽壁连接。

所述缺陷检测装置包括多个红外线传感器和摄像机，多个所述红外线传感器均匀分布在所述云台的四周，所述摄像机安装在所述云台的前端。

所述车架还包括第二电机，所述第二电机安装在所述车架的侧面上，所述云台与所述第二电机的转轴旋转连接。

所述爬行机构包括第三电机、第一旋转轴、第二旋转轴、第一支架侧板、第二支架侧板、第一行走侧板、第二行走侧板、第三行走侧板、第四行走侧板、第一驱动齿轮、第一主动轮、第二驱动齿轮、第二主动轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、传送带；

所述第一从动齿轮、第二从动齿轮旋转安装在所述第一行走侧板、第二行走侧板之间，所述第三从动齿轮、第四从动齿轮旋转安装在所述第三行走侧板、第四行走侧板之间，所述第一行走侧板、第二行走侧板、第三行走侧板、第四行走侧板分别具有第一转孔、第二转孔、第三转孔、第四转孔，所述第一支架侧板具有第五转孔、第六转孔，所述第二支架侧板具有第七转孔、第八转孔，所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮分别具有第一轴孔、第二轴孔；

所述第三电机安装在所述第一支架侧板的外侧面上，所述第一旋转轴的一端与所述第三电机的转轴连接，所述第一旋转轴的另一端依次穿过所述第五转孔、第一转孔、第一轴孔、第二转孔、第七转孔与所述第一主动轮连接，所述第二旋转轴依次穿过所述第六转孔、第三转孔、第二轴孔、第四转孔、第八转孔与所述第二主动轮连接，所述传送带的两端分别缠绕在所述第一主动轮、第二主动轮上。

所述爬行机构还包括传动履带，所述传动履带的两端分别缠绕在所述第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮上。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、本管道爬行器包括车架、三个爬行机构、三个伸缩连杆装置、云台、缺陷检测装置、控制装置，三个爬行机构分别通过三个伸缩连杆装置安装在车架的第一侧面、第二侧面、第三侧面上，并与车架伸缩驱动连接，爬行机构与车架伸缩驱动，用以适应不同直径的管道；缺陷检测装置设在云台上，缺陷检测装置用于检测管道堵塞、管道故障和开裂等情况；该管道爬行器能自动适应管道大小变化，附着力好、检测能力强、检测效率高。

2、第一方向、第二方向、第三方向任意两者之间的夹角为120度，使三个爬行机构伸缩方向均匀分布在车架的四周，提高爬行机构与管道的附着力。

3、三个伸缩连杆装置通过滑环与车架伸缩驱动连接，方便爬行机构的伸缩，提高适应管道大小变化的能力。

4、各丝杆分别通过各伸缩从动齿轮与伸缩驱动齿轮啮合连接，实现滑环沿丝杆方向相对于车架滑动。

5、伸缩连杆装置包括平行四杆机构、第一驱动连杆、第二驱动连杆，使用时，第一电机驱动滑环沿丝杆滑动，滑环通过带动第一驱动连杆、第二驱动连杆使平行四杆机构伸缩活动，实现爬行机构相对于车架伸缩。

6、当爬行机构行走遇到障碍物时，平行四杆机构通过第一滑动块、第二滑动块、第三滑动块、第四滑动块在导轨上滑动，实现第一折叠连杆、第二折叠连杆、第三折叠连杆、第四折叠连杆折叠，第一滑动块、第二滑动块压缩第一弹簧、第二弹簧，从而使爬行机构与底盘之间的距离缩短，当爬行机构越过障碍物时，由于弹簧的特性，第一弹簧、第二弹簧回弹，第一弹簧、第二弹簧推动第一滑动块、第二滑动块，从而使爬行机构与底盘之间的距离伸长，恢复原始长度。

7、缺陷检测装置包括多个红外线传感器和摄像机，通过红外线传感器和摄像机配合获取缺陷位置的缺陷信息，并将检测到的缺陷信息反馈给控制装置，提高检测效率。

8、云台与第二电机的转轴驱旋转连接，实现云台全方位旋转，使缺陷检测装置对准缺陷位置，提高检测的准确度。

9、通过启动第三电机驱动第一旋转轴旋转，第一旋转轴分别带动第一驱动齿轮、第一主动轮旋转，第一主动轮通过传送带驱动第二主动轮、第二旋转轴旋转，第二旋转轴带动第二驱动齿轮旋转，再通过第一驱动齿轮、第二驱动齿轮驱动第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮，从而实现爬行机构行走。

10、通过第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮带动履带，使爬行机构行走更为稳定，提高爬行机构行走附着力。

附图说明

图1是本实用新型实施例管道爬行器立体示意图一。

图2是本实用新型实施例管道爬行器立体示意图二。

图3是本实用新型实施例管道爬行器爬行机构侧视图。

图4是本实用新型实施例管道爬行器爬行机构结构分解图。

图5是本实用新型实施例管道爬行器车架前视图。

图6是本实用新型实施例管道爬行器车架剖视图。

附图标记说明：

10、车架，11、第一电机，12、丝杆，13、滑环，14、轴承座，15、伸缩驱动齿轮，16、伸缩从动齿轮，17、第二电机，20、爬行机构，21、第三电机，221、第一旋转轴，222、第二旋转轴，231、第一支架侧板，232、第二支架侧板，241、第一行走侧板，242、第二行走侧板，243、第三行走侧板，244、第四行走侧板，251、第一驱动齿轮，252、第二驱动齿轮，261、第一主动轮，262、第二主动轮，271、第一从动齿轮，272、第二从动齿轮，273、第三从动齿轮，274、第四从动齿轮，28、传送带，29、传动履带，30、伸缩连杆装置，31、平行四杆机构，311、底盘，312、导轨，313、第一滑动块，314、第二滑动块，315、第三滑动块，316、第四滑动块，317、第一折叠连杆，318、第二折叠连杆，319、第三折叠连杆，320、第四折叠连杆，321、第一弹簧，322、第二弹簧，33、第一驱动连杆，34、第二驱动连杆，40、云台，50、缺陷检测装置，51、红外线传感器，52、摄像机。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1至图6所示，管道爬行器，包括车架10、三个爬行机构20、三个伸缩连杆装置30、云台40、缺陷检测装置50、控制装置，车架10的侧面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面，三个所爬行机构20分别通过三个伸缩连杆装置30安装在车架10的第一侧面、第二侧面、第三侧面上，并与车架10伸缩驱动连接，云台40与车架10的前端旋转连接，缺陷检测装置50设在云台40上，控制装置安装在车架10内，爬行机构20、云台40、缺陷检测装置50分别与控制装置电性连接。

其中，第一侧面、第二侧面、第三侧面的朝向分别为第一方向、第二方向、第三方向，所述第一方向、第二方向、第三方向任意两者之间的夹角为120度；

车架10包括第一电机11、三个丝杆12、滑环13、三个轴承座14、伸缩驱动齿轮15、三个伸缩从动齿轮16、第二电机17，第一电机11安装在车架10内，并与控制装置电性连接，车架10的侧面还包括第四侧面、第五侧面、第六侧面，第四侧面、第五侧面、第六侧面分别与第一侧面、第二侧面、第三侧面相互间隔设置，三个轴承座14分别安装在第四侧面、第五侧面、第六侧面上，滑环13具有三个丝孔，各丝杆12的一端分别与各轴承座14旋转连接，各丝杆12的另一端分别穿过各丝孔与各伸缩从动齿轮16连接，伸缩驱动齿轮15安装在第一电机11的转轴上，各伸缩从动齿轮16与伸缩驱动齿轮15啮合连接；三个伸缩连杆装置30通过滑环13与车架10伸缩驱动连接；第二电机17安装在车架10的侧面上，云台40与第二电机17的转轴旋转连接；

伸缩连杆装置30包括平行四杆机构31、第一驱动连杆33、第二驱动连杆34，平行四杆机构31两端分别与车架10的侧面、爬行机构20铰接，第一驱动连杆33、第二驱动连杆34的一端分别与平行四杆机构的两侧铰接，第一驱动连杆33、第二驱动连杆34的另一端与滑环13铰接；

平行四杆机构31包括底盘311、导轨312、第一滑动块313、第二滑动块314、第三滑动块315、第四滑动块316、第一折叠连杆317、第二折叠连杆318、第三折叠连杆319、第四折叠连杆320、第一弹簧321、第二弹簧322，底盘311具有滑槽，导轨312安装在滑槽内，第一滑动块313、第二滑动块314、第三滑动块315、第四滑动块316分别与导轨312滑动连接，第一折叠连杆317、第二折叠连杆318的一端与爬行机构20铰接，第一折叠连杆317、第二折叠连杆318的另一端分别与第一滑动块313、第二滑动块314铰接，第三折叠连杆319、第四折叠连杆320的一端分别与第一折叠连杆317、第二折叠连杆318的中部铰接，第三折叠连杆319、第四折叠连杆320的另一端分别与第三滑动块315、第四滑动块316铰接，第一弹簧321、第二弹簧322的一端分别与第一滑动块313、第二滑动块314连接，第一弹簧321、第二弹簧322的另一端分别与滑槽两相反的槽壁连接。

缺陷检测装置50包括多个红外线传感器51和摄像机52，多个红外线传感器51均匀分布在云台40的四周，摄像机52安装在云台40的前端；

爬行机构20包括第三电机21、第一旋转轴221、第二旋转轴222、第一支架侧板231、第二支架侧板232、第一行走侧板241、第二行走侧板242、第三行走侧板243、第四行走侧板244、第一驱动齿轮251、第一主动轮261、第二驱动齿轮252、第二主动轮262、第一从动齿轮271、第二从动齿轮272、第三从动齿轮273、第四从动齿轮274、传送带28、传动履带29，第一从动齿轮271、第二从动齿轮272旋转安装在第一行走侧板241、第二行走侧板242之间，第三从动齿轮273、第四从动齿轮274旋转安装在第三行走侧板243、第四行走侧板244之间，第一行走侧板241、第二行走侧板242、第三行走侧板243、第四行走侧板244分别具有第一转孔、第二转孔、第三转孔、第四转孔，第一支架侧板231具有第五转孔、第六转孔，第二支架侧板232具有第七转孔、第八转孔，第一驱动齿轮251、第二驱动齿轮252分别具有第一轴孔、第二轴孔；第三电机21安装在第一支架侧板231的外侧面上，第一旋转轴221的一端与第三电机21的转轴连接，第一旋转轴221的另一端依次穿过第五转孔、第一转孔、第一轴孔、第二转孔、第七转孔与第一主动轮261连接，第二旋转轴222依次穿过第六转孔、第三转孔、第二轴孔、第四转孔、第八转孔与第二主动轮262连接，传送带28的两端分别缠绕在第一主动轮261、第二主动轮262上；

传动履带29的两端分别缠绕在第一从动齿轮271、第二从动齿轮272、第三从动齿轮273、第四从动齿轮274上。

本实施例具有如下优点：

1、本管道爬行器包括车架10、三个爬行机构20、三个伸缩连杆装置30、云台40、缺陷检测装置50、控制装置，三个爬行机构20分别通过三个伸缩连杆装置30安装在车架10的第一侧面、第二侧面、第三侧面上，并与车架10伸缩驱动连接，爬行机构20与车架10伸缩驱动，用以适应不同直径的管道；缺陷检测装置50设在云台40上，缺陷检测装置50用于检测管道堵塞、管道故障和开裂等情况；该管道爬行器能自动适应管道大小变化，附着力好、检测能力强、检测效率高。

2、第一方向、第二方向、第三方向任意两者之间的夹角为120度，使三个爬行机构20伸缩方向均匀分布在车架10的四周，提高爬行机构20与管道的附着力。

3、三个伸缩连杆装置30通过滑环13与车架10伸缩驱动连接，方便爬行机构20的伸缩，提高适应管道大小变化的能力。

4、各丝杆12分别通过各伸缩从动齿轮16与伸缩驱动齿轮15啮合连接，实现滑环13沿丝杆12方向相对于车架10滑动。

5、伸缩连杆装置30包括平行四杆机构31、第一驱动连杆33、第二驱动连杆34，使用时，第一电机11驱动滑环13沿丝杆12滑动，滑环13通过带动第一驱动连杆33、第二驱动连杆34使平行四杆机构31伸缩活动，实现爬行机构20相对于车架10伸缩。

6、当爬行机构20行走遇到障碍物时，平行四杆机构31通过第一滑动块313、第二滑动块314、第三滑动块315、第四滑动块316在导轨312上滑动，实现第一折叠连杆317、第二折叠连杆318、第三折叠连杆319、第四折叠连杆320折叠，第一滑动块313、第二滑动块314压缩第一弹簧321、第二弹簧322，从而使爬行机构20与底盘311之间的距离缩短，当爬行机构20越过障碍物时，由于弹簧的特性，第一弹簧321、第二弹簧322回弹，第一弹簧321、第二弹簧322推动第一滑动块313、第二滑动块314，从而使爬行机构20与底盘311之间的距离伸长，恢复原始长度。

7、缺陷检测装置50包括多个红外线传感器51和摄像机52，通过红外线传感器51和摄像机52配合获取缺陷位置的缺陷信息，并将检测到的缺陷信息反馈给控制装置，提高检测效率。

8、云台40与第二电机17的转轴驱旋转连接，实现云台40全方位旋转，使缺陷检测装置50对准缺陷位置，提高检测的准确度。

9、通过启动第三电机21驱动第一旋转轴221旋转，第一旋转轴221分别带动第一驱动齿轮251、第一主动轮261旋转，第一主动轮261通过传送带28驱动第二主动轮262、第二旋转轴222旋转，第二旋转轴222带动第二驱动齿轮252旋转，再通过第一驱动齿轮251、第二驱动齿轮252驱动第一从动齿轮271、第二从动齿轮272、第三从动齿轮273、第四从动齿轮274，从而实现爬行机构20行走。

10、通过第一从动齿轮271、第二从动齿轮272、第三从动齿轮273、第四从动齿轮274带动履带，使爬行机构20行走更为稳定，提高爬行机构20行走附着力。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。