一种管道检测微型机器人的制作方法
【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微型机器人。
【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，现有的用于对市政管网的管道进行检测的管道机器人一般适用于管径为150mm以上的大管径的管道作业，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，现有的用于市政管网的管道检测的管道机器人还存在如下不足:I)体积过大，对于小管径的管道无法使用;2)只适用于特定管径的管道，不具有通用性，成本过高;3)固定式的摄像头，无法全面的对管道检测，使用效果不佳;4)只具有前置摄像头，设备回退时操作麻烦且容易卡在管道中。因此，市政管网检测目前大多还是使用人工的方式检测，费时费力，效率低下，存在安全隐患并且对于长距离的小管道是无法进行检测的。
【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微型机器人，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，而且采用可拆卸轮式运动结构结合云台相机对管道进行检测，实现对不同管径的管道方便进行检测的目的。
[0009]本实用新型是这样实现的，所述管道检测微型机器人包括机身组件、云台相机组件、后置摄像头组件、传动机构、悬挂机构及控制器;所述机身组件呈纵长中空框状结构，所述云台相机组件及所述后置摄像头组件分别安装在所述机身组件的前端及后端，所述传动机构活动连接在所述机身组件的中空框内，所述悬挂机构连接在所述机身组件的后部且位于所述后置摄像头组件的下面，所述控制器通过线缆与所述机身组件连接，所述传动机构包括两个电机及两个车轮组，所述两个电机通过对应的电机安装座及电机轴安装于机器人壳体内，所述两个车轮组分别安装于所述机身组件的两侧，所述每个车轮组分别包括三种不同直径的橡胶车轮，且所述不同轮径的车轮之间采用凸台和凹槽结构相互配合。
[0010]进一步地，前述的机身组件包括左侧板、右侧板、上盖板、前固定座、气嘴、两个吊钩及多个紧固螺钉;所述左侧板与所述右侧板相对设置且分别通过螺栓固定于机器人壳体的纵长向两侧，所述上盖板分别与所述左侧板及所述右侧板连接，所述前固定座通过螺栓固定在所述机器人壳体的前端;所述气嘴设置在所述机器人壳体的后部，所述两个吊钩通过螺钉及销钉相结合的方式分别连接于所述左侧板及所述右侧板的中间靠前的位置;所述机器人壳体的后端为H型支架结构，其具有U型开口。
[00?1 ]进一步地，前述的云台相机组件包括云台相机、内防水结构、外防水结构及定位销钉;所述云台相机通过所述定位销钉及所述紧固螺钉固定在所述前固定座上，所述内防水结构设置在所述前固定座的凸出部的圆周外侧且与所述定位销钉相邻设置;所述外防水结构包覆在所述云台相机与所述前固定座相接合的接合部的外侧。
[0012]进一步地，前述的机器人还包括插头与插座组件，所述插头与插座组件设置在所述机器人壳体的后端且位于所述后置摄像头的上面;所述插头与插座组件包括线缆插头及线缆插座，所述线缆插头插接在所述线缆插座上以通过所述线缆插头与外部电缆盘、主控器电缆连接，所述线缆插座固定在所述机身组件的上端靠近所述上盖板的位置，且所述线缆插座位于所述后置摄像头的上面。
[0013]进一步地，前述的后置摄像头组件包括后置摄像头、第一防水结构及第二防水结构;所述后置摄像头设置在所述机身组件的下端，所述第一防水结构卡设在所述后置摄像头与所述机身组件的接合部之间以形成密封;所述第二防水结构卡设在所述线缆插座与所述机身组件的接合部之间以形成密封。
[0014]进一步地，前述的传动机构还包括电机锥齿轮、多个轴承、前轮轴、中轮轴、后轮轴、后轮轴承、轮轴锥齿轮、轮轴直齿轮、过渡直齿轮;所述电机锥齿轮安装在所述电机轴上，所述多个轴承分成两两一组分别安装在所述前轮轴、所述中轮轴及所述后轮轴上并位于所述电机的侧部;所述前轮轴、所述中轮轴及所述后轮轴平行设置，且分别安装在所述电机的前端、中端及后端;所述轮轴直齿轮分别对应安装在所述前轮轴、所述中轮轴及所述后轮轴上;所述后轮轴承安装在所述后轮轴上，所述轮轴锥齿轮安装在所述后轮轴上且与所述后轮轴承相邻间隔设置，所述轮轴锥齿轮与所述电机锥齿轮啮合;所述过渡直齿轮安装在所述电机轴上且与所述轮轴直齿轮啮合。
[0015]进一步地，前述的轮轴锥齿轮通过所述过渡直齿轮带动所述中轮轴上