一种可变径管道检测机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域，具体是一种可变径管道检测机器人，即能适应不同管径的管道检测机器人。
【背景技术】
[0002]管道在当今生活和生产中扮演着无可替代的作用。然而管道在使用过程中，由于腐蚀、外力磕碰等原因难免会造成损伤，所以，只有定期进行管道清洗、检测和维修才能保证管道使用的安全性。但是管道多埋在地下，管道内可能存在腐蚀性污物、毒气等，人工作业环境恶劣。而且有些管道，管径较小，人工难以进入作业。因此，管道机器人应运而生。
[0003]现有技术中的管道机器人，或者体积较大、结构繁琐、由多段组成，或者应用于某一种管径的管道的检测，或者应用于直管的管道中，对于单段，且能适应不同管径的管道检测的，还没有相关的产品。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种可变径管道检测机器人，该管道机器人，能够适用于不同管径的管道。
[0005]—种可变径管道检测机器人，包括壳体，为整个装置提供动力的行进机构，控制转向的主动转向机构和使整个装置可行使在不同管径的支撑装置；所述行进机构包括两个行进轮、步进电机、减速机、轴承和轴承座，所述两个行进轮呈V型设置，由步进电机提供动力，通过轴承及轴承座连接左右两部分壳体上；所述减速机连接于步进电机和行进轮之间；所述主动转向机构设置在行进机构的后方，包括适用于管道内壁的鼓形转向轮和为转向提供动力的伺服电机；所述转向轮通过轴承及轴承座连接于壳体上；所述伺服电机通过联轴器连接到转向轮上；所述支撑装置由四连杆、支撑轮和伸缩杆组成，支撑轮固定在四连杆的一端；四连杆的另一端连接有调节其的长度的伸缩杆。
[0006]所述可变径管道检测机器人，还包括用于检测管道内壁损伤的检测机构；所述检测机构包括位于壳体中部的中央处理器模块、位于装置最前面的CCD摄像模块和位于装置最后面的裂缝检测传感器模块。
[0007]所述行进轮优选为鼓形橡胶轮，增大行进轮与管道内壁的接触面积。
[0008]所述行进轮与步进电机之间的减速机优选为涡轮蜗杆减速机。
[0009]所述转向机构的位置优选为位于行进轮的对称面上，且处于行进轮的前方。
[0010]所述为转向机构提供动力的伺服电机为直流伺服减速电机，其旋转角度为±95° ο
[0011]所述支撑装置的四连杆优选为平行四连杆机构。
[0012]所述支撑轮位于平行四连杆上，一个连杆的延长轴端，四连杆在变形过程中，支撑轮所在连杆始终垂直于管壁。
[0013]所述CXD摄像模块，整体可上下摆动；包括一个摄像头可以左右摆动。
[0014]有益效果是:
1、本发明摈弃传统的固定尺寸设计，固定尺寸导致管道机器人只能适用于某一种管径的管道；而本发明，可变径管道机器人的两个可旋转行进轮，配合可伸缩的支撑轮，可以调节三个轮组成的外接圆的直径，进而适用于不同管径的管道。本发明采用单段式设计，方便保证管道机器人在管道内不会与自身模块发生碰撞干涉，且方便携带，易于组装。
[0015]3、行进轮采用鼓形橡胶轮，可以在不同管径下，保证行进轮与管道内壁的充分接触。行进轮表面还分布有橡胶凸起，能够保该管道机器人在行进和转弯时，行进轮与内壁之间不会发生相对滑动。
[0016]4、转向轮采用主动转向装置，转向轮由直流减速伺服电机驱动，配合两个由步进电机驱动的驱动轮的差速，能够在折角为60度的管道中顺利转弯。
[0017]5、装置前部的可摆动CCD摄像模块，可以完成管道前方的可视观测，方便机器人巡检路径的规划，且能够给出管道损伤的具体位置；固定于装置后部可旋转圆盘上的管道裂缝检测传感器能够360度覆盖管道的内壁，不留检测死角。
【附图说明】
[0018]图1为本发明可变径管道检测机器人实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明可变径管道检测机器人实施例1的壳体结构示意图；
图3为本发明可变径管道检测机器人实施例2的行进机构结构示意图；
图4为本发明可变径管道检测机器人实施例3的转向机构结构示意图；
图5为本发明可变径管道检测机器人实施例4的支撑装置结构示意图；
图6为本发明可变径管道检测机器人实施例4的检测装置前视图；
图7为本发明可变径管道检测机器人实施例4的检测装置后视图；
图中标记是:1、壳体，2、行进机构，3、主动转向机构，4、支撑装置，5、检测机构，101、后档板，102、行进电机固定板，103、行进轮固定板，104、传感器固定板，105转向机构固定板，201、闭环反馈编码器，202、伺服电机I，203、凸缘联轴器，204、涡轮蜗杆减速机，205、行进轮，301转向轮，302转向支架，303、轴承座，304、联轴器，305、电机固定架、306、伺服电机II，307、位置反馈编码器，401、支撑杆，402、支撑力调节弹簧，403、滑动支撑杆，404、四连杆，405、销轴，406、支撑轮架、407支撑轮，501、CCD摄像模块，502、可调光源，503、距离传感器模块，504、超声检查头，505、旋转盘，506、涡流检测头。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
如图1所示，本实施例的可变径管道检测机器人，整个机器人仅有一段，包括壳体1，为整个装置提供动力的行进机构2，设置在壳体后部的主动转向机构3，保证整个装置能够行使在不同管径的支撑装置4，用于检测管道内壁的检测机构5。如图2，壳体由后档板101、行进电机固定板102、行进轮固定板103、传感器固定板104和转向机构固定板105共同组成。
[0020]所述行进机构包括两个成V型布置的行进轮，连接于行进轮和左、右壳体之间的轴承及轴承座，为行进轮提供动力的步进电机，连接于步进电机和行进轮之间的减速机； 所述转向机构设置在行进机构的后方，包括适用于管道内壁的鼓形转向轮，连接于转向轮和壳体之间的轴承及轴承座，为转向提供动力的伺服电机，连接于伺服电机与转向轮之间的联轴器；
所述支撑装置为可调节四连杆机构，包括四连杆机构、固定在四连杆一端的支撑轮，调节四连杆位置的伸缩杆；
所述检测机构包括位于壳体中部的中央处理器模块、位于装置最前面的CCD摄像模块、位于装置最后面的裂缝检测传感器模块。
[0021]实施例2
一种可变径管道检测机器人，包括壳体，为整个装置提供动力的行进机构，设置在壳体后部的主动转向机构，保证整个装置能够行使在不同管径的支撑装置；结合图3，行进机构包括伺服电机202，涡轮蜗杆减速机204，行进轮205。其中，伺服电机202通过凸缘联轴器203和涡轮蜗杆减速机204的输入轴连接在一起；涡轮蜗杆减速机204的输出轴连接在行进轮205上；其中伺服电机202后部有用于行进位置闭环反馈的闭环反馈编码器201。左右两个行进轮205都为鼓形行进轮，并且表面有增加行进附着力的橡胶凸起；左右两个行进轮205都为可闭环控制的主动行进轮，可以精确控制行进速度及方向。
[0022]所述转向机构设置在行进机构的后方，包括适用于管道内壁的鼓形转向轮，连接于转向轮和壳体之间的轴承及轴承座，为转向提供动力的伺服电机，连接于伺服电机与转向轮之间的联轴器；所述支撑装置为可调节四连杆机构，包括四连杆机构、固定在四连杆一端的支撑轮，调节四连杆位置的伸缩杆。
[0023]实施例3
一种可变径管道检测机器人，包括壳体，为整个装置提供动力的行进机构，设置在壳体后部的主动转向机构，保证整个装置能够行使在不同管径的支撑装置；
结合图4