专利名称：一种管道检测机器人的结构的制作方法
技术领域：
:管道机器人的研究有着广泛的应用前景和价值，本实用新型充分了解目前管道机器人控制和通讯系统的存在的问题和内在的要求，提出一种轮式管道机器人的总体设计方案。
技术背景:管道机器人的研究有着广泛的应用前景和价值。在石油，化工，核工业，楼宇中管道机器人的使用将大大提高人们对管道检测和维护工作的效率，近年来在国内外管道机器人引起了各个行业的广泛兴趣。
发明内容:本实用新型一种管道检测机器人涉及一种用于管道内部检测的一种特种机器人。它的功能是实现在管道内部的运动及通过各种传感器来检测管道内部的状况。它的特点是采用轮式的结构，运行中能够自动的矫正自己的姿态来保持平衡。管道检测机器人由移动载体、摄像头云台、控制部分组成。管道检测机器人的结构，其特征在于由移动载体、摄像头云台、电机驱动装置、通信装置、人机界面控制装置组成，其移动载体采用轮式结构，由主动轮、从动轮、传动装置、驱动电机组成。摄像头云台由舵机、舵机支架、摄像头组成，舵机支架均为成品机械零件与舵机配合使用，人机界面采用液晶显示屏，按键，并且配有12864图形液晶显示速度。本实用新型有如下优点:驱动机构采用轮式结构，并配有角度传感器，使机器人在管道中运行平稳，不易发生偏移或侧翻；利用摄像头实时拍摄管道内的情况，实现了对管道的探测及机器人工作状况的监测；电源采用3节4.2V可充电式锂电池串联，锂电池的电量比较足，且可以充电，重复利用，不易发生短路、断路故障。总之，本实用新型行走稳定、方便，可靠性高，适用范围宽，可控性强，智能化程度高。本实用新型特征是其移动平台采用轮式结构，轮式运动具有结构简单，运动连续平稳、速度快、可靠性高，在管道内运动灵活等诸多优点，为了减小机器人的体积，而电机又必须横放，所以在机器人载体的设计中两电机一个处于前面另一个处于后面，车轮做成了楔形轮，增大与管道的接触面积，并在轮子表面装上O型圈以增大摩擦力。为了实现管道机器人在管道内的视觉反馈，设计制作了摄像头机构，其作用是检测不同方向管壁，摄像头的运动可以按角度划分，在管道内实现360°旋转。管道机器人的驱动电机利用直流减速电机，机器人能够完成前进，倒退，停止，左转，右转等一系列动作，并且能够灵活转向，左右轮各采用一个电机进行驱动，电机选用带编码器空心杯减速电机，直流电机减速比为64:1，管道机器人的最大速度可以达到V =2 Jir.V = 2X3.14X0.04X120/60 = 0.502m/s能够较好的满足系统的要求。为了控制机器人的速度，采用PWM调速法，采用专用的驱动芯片LMD18200来驱动电机。机器人在管道中行走当爬到管壁伴随着水平角度的改变，所以只要控制角度稳定就会使机器人的运行平稳。角度传感器选择WYH-1磁敏角度传感器，采用新型磁敏感元件，无电接触点的测量由机械转轴的转动，通过与重锤的连接实现了倾斜角度的检测。为实现对电机的速度控制功能，首先要知道电机的速度，使用EE-SJ3型对射式光电传感器，采用对射式减少了反射时间，检测效果稳定，安装在减速电机减速之前的主轴上，测速分辨率高，受外界光线影响较小。管道机器人的数字信号处理芯片选择是关系到移动机器人性能的重要条件，考虑到移动机器人自主控制移动功能和单片机芯片的接口用途，我们选择8位单片机AT89S52单片机作为移动机器人的控制器。由于大多数管道为金属管道，对高频电磁波的屏蔽作用很强，管道机器人与上位机之间采用有缆连接，为了实现速度控制，上位机控制系统中加入了速度设定按键，以此来设定电机速度，上位机控制系统中还具有机器人行走方向和摄像头云台运动方向控制杆，方便对机器人的手动控制。并设有液晶显示屏显示摄像头反馈录像，并配有12864图形液晶显示设定速度。
以下结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
:图1为管道检测机器人结构示意图；图1中，1、主动轮；2、从动轮；3、从动轮；4、主动轮；5、传动装置；6、传动装置；7、摄像头云台；8、驱动电机；9、驱动电机。
具体实施方式
:本实用新型其特征在于由移动载体上安装摄像头云台(7)，移动载体由主动轮(1、4)，从动轮(2、3)，传动装置(5、6)，驱动电机(8、9)组成。本实用新型在实施时，其由直流电机构成的驱动装置带动主动轮(1、4)，并通过传动装置(5、6)带动从动轮(2、3)，各轮与管壁产生的摩擦力将使整个机器人沿管道运行。当两轮均为同等速度运行时机器人向前或向后运行，当主动轮(4)速度大于主动轮(I)速度时机器人向左转，当主动轮(I)速度大于主动轮(4)速度时机器人向右转，通过差速实现机器人的转向。
权利要求1.一种管道检测机器人的结构，其特征在于由移动载体上安装摄像头云台(7)，移动载体由主动轮(1、4)，从动轮(2、3)，传动装置(5、6)，驱动电机(8、9)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种管道检测机器人的结构，它的功能是实现在管道内部的运动及通过各种传感器来检测管道内部的状况。它的特点是采用轮式结构，管道检测机器人由移动载体、摄像头云台、控制部分组成。其移动载体由主动轮，从动轮，传动装置，驱动电机组成。并配有角度传感器，运行中能够自动的矫正自己的姿态来保持平衡。其特征在于由移动载体上安装摄像头云台(7)，移动载体由主动轮(1、4)，从动轮(2、3)，传动装置(5、6)，驱动电机(8、9)组成。
文档编号F16L55/32GK202927362SQ20122033257
公开日2013年5月8日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者张辉, 曹伟, 赵丽娜, 丰龙, 张雪荣 申请人:齐齐哈尔大学