远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人的制作方法

文档序号:10012821阅读:554来源:国知局
远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管道机器人,尤其是一种远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人。
【背景技术】
[0002]机器人可以替代人类进入危险环境作业,尤其是很多城市的地下管道,多采用机器人进行检查、探测甚至修复,但由于管道环境复杂,都需要带保护绳索,以便在机器人遇到问题时利用绳索将机器人拖出管道。
[0003]由于需要保护绳索,因此管道机器人多采用有线方式,利用电缆传输电力,控制信号,回传数据和视频等。
[0004]有电缆的机器人会带来如下几个主要问题:
[0005]首先是运动不灵活,在管道作业中,如城市排水管道检测过程中,一般需要机器人从竖井进入管道,然后在水平管道中前进,由于使用了电缆,需要机器人有较高的自动强大的拖动能力,随着较粗重的电缆长度的增加,电缆与地面的摩擦力会越来越高,造成机器人运动越来越不灵活。
[0006]更重要的是工作效率降低,在城市排水管道检测过程中,由于机器人带有电缆,机器人被放下竖井后,在水平管道内作业完成后,不能从下一个竖井中拿出来,只能沿着原路退出管道,同时还要与机器人同步回收电缆,避免机器人损坏电缆,造成工作效率大大降低。
[0007]另外,电缆长期使用会带来各种损坏,尤其是接头部分,由于经常弯曲和扭转,容易造成接头处内部断裂,接触不良等故障,另外经常拔插电缆,也容易导致接头密封不严,进水短路损坏等严重问题,如果电缆与保护绳索配合不好,还存在电缆被拉断的问题。
[0008]还有,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,机器人难以拖动如此长度的沉重的电缆。
[0009]在城市排水管道等大型管道中,管道一般为直线,无线控制、无线视频传输等技术完全成熟,但由于机器人本身需要保护绳索,所以在没有保护远程遥控更换装置的情况下,采用无线控制意义不大。
[0010]另外,在没有保护绳索远程遥控更换装置的情况下,即使使用了无线控制,其身后也需要拴住保护绳索,也存在再前进一段时间后,需倒退出管道才能更换保护绳索的问题,因此实际作业中并无明显的价值和意义。
[0011]当前,无论是国际还是国内的管道机器人技术都采用有电缆的方式控制,如清华大学的一种排水管道视频检测机器人(201010170739.9),北京信息科技大学管道检测机器人的控制系统和方法(201210581820.5)中均采用电缆连接机器人与控制系统。而一种可调节履带角度的管道机器人(201310690872.0)的权利要求(说明)中也提到通过控制线缆与爬行机器人连接。
[0012]以上机器人的共同问题是采用电缆连接机器人,传输信号,造成机器人受限制大,工作效率成倍降低,还需要沉重的电缆盘和专用的收线车等问题。
【实用新型内容】
[0013]为解决上述问题,本实用新型提供了一种灵活高效的远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人。
[0014]实现本实用新型目的之一的远程遥控保护绳索更换装置,包括保护绳索抓取机构和绳索引导机构;
[0015]所述绳索引导机构包括引导基座,固定在引导基座上的保护绳索和套在保护绳索上的引导管;所述引导基座上方设有六面凸杆,所述六面凸杆的每个面上设有一个向外伸出的弹片,所述引导管的底部套在六面凸杆上,并通过弹片固定在引导基座上,所述保护绳索上,位于引导管处设有折叠部,所述保护绳索还与引导管固定连接,该连接点位于所述折置部的上方;
[0016]所述保护绳索抓取机构包括电机,与电机相连的蜗杆,与蜗杆配合的两个蜗轮,每个蜗轮的转动轴上固定有半圆形的爪夹;当蜗杆转动时,带动两个爪夹同时以与转动轴固定一端为中心,向内或向外旋转;所述爪夹的自由端还设有磁铁和磁传感器。
[0017]实现本实用新型目的之二的管道机器人,包括绳索引导机构和车体,位于所述车体前方的前摄像头和位于所述车体后方的后摄像头;所述车体上设有电池和天线,所述车体后方设有保护绳索抓取机构;
[0018]所述绳索引导机构包括引导基座,固定在引导基座上的绳索和套在保护绳索上的引导管;所述引导基座上方设有六面凸杆,所述六面凸杆的每个面上设有一个向外伸出的弹片,所述引导管的底部套在六面凸杆上,并通过弹片固定在引导基座上;
[0019]所述保护绳索抓取机构包括电机,与电机相连的蜗杆,与蜗杆配合的两个蜗轮,每个蜗轮的转动轴上固定有半圆形的爪夹;当蜗杆转动时,带动两个爪夹同时以与转动轴固定一端为中心,向内或向外旋转;一个所述爪夹的自由端还设有磁铁,另一个所述爪夹的自由端设有磁传感器。
[0020]本实用新型的远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人的有益效果如下:
[0021]1、本实用新型的远程遥控保护绳索更换装置及管道机器人,不必退回到其出发的地方,减少了后退时的无用功,提高了至少2倍的工作效率。
[0022]2、可以不必拖动粗大沉重的电缆,而利用轻巧的钢丝绳,凯夫拉等绳索替代,轻巧的绳索令绳索自重和摩擦力下降,可以令机器人更灵活,行进距离更长,能够在井口距离较长的管道内使用,适用范围更广泛。
[0023]3、由于保护绳索中不需要传输电缆和信号,电缆使用中遇到的接口断裂等问题也就不存在了,保护绳索的使用寿命更长,成本大幅度降低。
[0024]4、由于抛弃了粗重的电缆,使得笨重的电缆收线车可以大大减轻重量,甚至不必使用,令得机器人的部署更加灵活方便。
[0025]因此带有远程遥控保护绳索更换装置的机器人在管道检测、疏通等方面,提高至少2倍工作效率、使用更加灵活方便、具有更广阔的应用前景。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的远程遥控保护绳索更换装置的保护绳索抓取机构的结构示意图。
[0027]图2为本实用新型的远程遥控保护绳索更换装置的绳索引导机构的示意图一。
[0028]图3为本实用新型的远程遥控保护绳索更换装置的绳索引导机构的示意图二。
[0029]图4为本实用新型的管道机器人的结构示意图。
[0030]图5为本实用新型的管道机器人
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