管道检测机器人的制作方法

本实用新型涉及一种管道检测装置，更具体地说，它涉及一种管道检测机器人。

背景技术：

管道运输在当今社会的多种行业起到至关重要的作用，资源领域的油气运输、城市建筑的通风系统中，管道的使用都是必不可少的。但由于地下管道埋在地下，在使用过程中的定期维护检测成为工程技术人员的一大难题。

目前管道检测机器人可以实现管道的内窥检测工作，可以检测管道的破裂、腐蚀的焊缝质量等情况。现有的管道检测机器人一般包括驱动小车、设于驱动小车顶部的摄像机以及连接于驱动小车尾部的电线，采用摄像机拍摄管道内的图像，通过电线将采集到的图像进行传输，并做进一步地处理，识别管道损伤情况，辅助人工进行管道损伤判断。

这种管道检测机器人虽然可以采集到管道内实时情况的图像，但由于地下管道埋在地下，难以对管道进行清理，管道内容易积有灰尘，从而使得驱动小车在管道内运动时容易扬起管道底部的灰尘，使得灰尘容易飞扬起来并附在摄像机的拍摄镜头上，导致灰尘腐蚀损伤摄像机的拍摄镜头，仍有改进的空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种管道检测机器人，具有保护摄像机的拍摄镜头的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种管道检测机器人，包括驱动小车、设于驱动小车顶部的摄像机以及连接于驱动小车尾部的电线，所述驱动小车底部设有驱动轮，所述驱动小车内设有驱动驱动轮转动的电机，所述驱动小车上固定连接有气筒，所述气筒内设有活塞，所述活塞与气筒各侧壁均抵接，所述驱动轮上连接有联动活塞往复运动的联动组件，所述气筒沿活塞运动方向上的一端侧壁开有第一进气孔以及第一排气孔，所述气筒沿活塞运动方向上的另一端侧壁开有第二进气孔以及第二排气孔，所述第一进气孔以及第二进气孔均设有限制气体从气筒排出外界的第一单向阀，所述第一排气孔以及第二排气孔均设有限制气体从外界进入气筒的第二单向阀，所述第一排气孔连通有第一排气管，所述第二排气孔连通有第二排气管，所述第一排气管以及第二排气管另一端的管口均朝向摄像机的镜头。

采用上述技术方案，电机驱动驱动轮转动，使得驱动小车在管道内前进的过程中，驱动轮同时驱动联动组件联动活塞往复运动，当活塞朝向第一进气孔以及第一排气孔的方向运动时，活塞会挤压气筒内的空气从第一排气孔排出，同时空气从第二进气孔进入气筒内，从第一排气孔排出的空气通过第一排气管到达摄像机镜头，从而将镜头的灰尘吹落；当活塞朝向第二进气孔以及第二排气孔的方向运动时，活塞会挤压气筒内的空气从第二排气孔排出，同时空气从第一进气孔进入气筒内，从第二排气孔排出的空气铜鼓第二排气管到达摄像机镜头，从而将镜头的灰尘吹落，因活塞不停地往复运动，第一排气管以及第二排气管会不停地轮流朝向摄像机的镜头吹气，使得摄像机的镜头不容易附有灰尘，使得摄像机的镜头保持干净，减少灰尘对摄像机的镜头的腐蚀损伤，保护摄像机，延长使用寿命。通过两个进气孔以及排气孔的设置，使得空气持续不断地吹向摄像机，提高了除尘效率。

优选的，所述联动组件包括转动连接于驱动轮的主动杆，所述主动杆另一端转动连接有从动杆，所述气筒靠近从动杆一端的侧壁开有通孔，所述从动杆贯穿通孔并与活塞固定连接。

采用上述技术方案，驱动轮在转动的过程中会带动主动杆连接于驱动轮的一端绕驱动轮做圆周运动，同时主动杆的另一端会在水平方向上往复运动，并带动从动杆在水平方向上往复运动，从动杆的运动带动活塞在气筒内往复运动，从而实现联动的功能，操作简便。

优选的，所述通孔内设有密封圈。

采用上述技术方案，通过通孔内设有密封圈，有利于减少活塞在往复运动过程中空气会通过通孔漏气，从而导致从第一排气管以及第二排气管排出的空气量不足而难以将灰尘吹落的情况，有利于提高除尘效率。

优选的，所述气筒内壁光滑。

采用上述技术方案，气筒内壁光滑，有利于减少在往复运动过程中活塞与气筒侧壁之间的摩擦力，有利于提高活塞往复运动的效率，从而有利于提高除尘效率，进而有利于提高拍摄画面的质量。同时，有利于减少气筒侧壁对活塞磨损作用，有利于延长活塞的使用寿命，从而有利于增强活塞与气筒侧壁之间的密闭性。

优选的，所述活塞为自润滑材料。

采用上述技术方案，活塞为自润滑材料，无需人工手动添加润滑剂，操作简便，省时省力。同时，有利于减少在往复运动过程中活塞与气筒侧壁之间的摩擦力，有利于提高活塞往复运动的效率，从而有利于提高除尘效率。

优选的，所述第一排气管以及第二排气管朝向摄像机镜头的管口均连接有出风口，所述出风口靠近摄像机镜头一端的高度不小于摄像机镜头的直径。

采用上述技术方案，出风口靠近摄像机镜头一端的高度不小于摄像机镜头的直径，使得从出风口吹出的空气更容易到达摄像机的镜头表面各个角落，使得附在摄像机镜头表面的灰尘更容易被吹落，有利于提高除尘效率。

优选的，所述出风口远离摄像机的一端设有滤网。

采用上述技术方案，滤网有利于减少灰尘或其他杂物会进入到排气管内的情况，从而减少从排气管排出的空气带有灰尘或杂物的情况，有利于提高除尘效果，使得摄像机镜头保持清洁。

优选的，所述出风口出风方向与摄像机镜头所在平面的夹角大于0度小于90度。

采用上述技术方案，出风口的出风方向与摄像机镜头所在平面的夹角大于0度小于90度，有利于增强到达摄像机镜头的风力，从而使得灰尘更容易被吹落，有利于提高除尘效率。

优选的，靠近驱动小车的部分所述电线外套有软管，所述软管一端固定于驱动小车的侧壁，所述软管另一端固定连接有夹持电线的夹持件，所述软管内的电线长度比软管处于最大拉伸状态时的长度长。

采用上述技术方案，软管内的电线长度比软管处于最大拉伸状态时的长度长，使得驱动小车在使用过程中，当电线被拉扯至绷直状态时，软管内仍有部分电线处于弯曲状态，从而使得与驱动小车连接处的电线不容易被拉扯至绷直状态，减少电线与驱动小车的连接处容易松脱而影响拍摄图像传送的情况。

优选的，所述软管内设有弹性件，所述弹性件的弹性形变位移方向与软管的长度方向平行，当弹性件处于自然状态时，软管处于压缩状态。

采用上述技术方案，软管内设有弹性件，当电线受到的拉扯力比弹性件的弹力大时，弹性件会被拉伸，同时使得软管拉伸；当电线受到的拉扯力比弹性件的弹力小时，弹性件会恢复弹性形变，同时使得软管压缩，使得软管根据电线的实际受力情况自动伸缩，有利于缓冲电线对软管的拉扯作用，减少当软管处于最大拉伸状态时，电线继续拉扯软管而导致软管损坏的情况，有利于延长软管的使用寿命，从而提高经济效益。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1. 驱动小车在前进过程中会自动朝向摄像机镜头喷气，操作简便，省时省力，同时使得镜头表面的灰尘被吹落，从而使得镜头表面保持清洁，减少损伤，提高使用寿命；

2. 通过两个进气孔以及排气孔的设置，使得空气持续不断地吹向摄像机，提高了除尘效率;

3. 有利于减少驱动小车尾部的电线松脱的情况，有利于保持拍摄画面的稳定，进而有利于提高拍摄画面的质量。

附图说明

图1为本实用新型中管道检测机器人的整体结构示意图；

图2为本实用实用新型中管道检测机器人的内部结构示意图；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为图2中B部的放大示意图；

图5为图2中C部的放大示意图。

图中：1、驱动小车；2、摄像机；21、固定片；22、固定孔；3、气筒；31、通孔；32、密封圈；33、第一进气孔；331、第一单向阀；34、第一排气孔；341、第二单向阀；35、第二进气孔；36、第二排气孔；4、活塞；5、联动组件；51、固定轴；52、主动杆；53、移动杆；54、从动杆；6、驱动轮；7、电机；71、第一锥齿轮；72、第二锥齿轮；8、电线；9、固定座；91、固定柱；92、固定板；921、固定环；10、转动轴；11、第一排气管；12、第二排气管；13、滤网；14、出风口；15、软管；16、圆板；161、圆孔；17、夹持件；171、圆环套；172、螺栓；18、弹性件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种管道检测机器人，参见图2以及图3，包括驱动小车1，驱动小车1车头一端的顶部固定有摄像机2，驱动小车1车尾一端的顶部固定有气筒3。气筒3内设有活塞4，驱动小车1上设有联动活塞4运动的联动组件5。驱动小车1上设有驱动轮6，驱动小车1的内部设有驱动驱动小车1前进的电机7，驱动小车1的尾部固定连接有电线8。

参见图1，驱动小车1车头一端端部的顶部固定有固定座9，固定座9包括固定柱91以及固定板92。固定柱91沿竖直方向延伸，固定柱91一端固定于驱动小车1车头一端端部的顶部，固定柱91另一端与固定板92固定连接。摄像机2水平设置，摄像机2远离镜头的一端固定于固定板92靠近车头一侧的侧壁上。

参见图1，驱动小车1呈长方体状，驱动小车1的两端均贯穿有转动轴10，转动轴10沿驱动小车1的宽度方向延伸。驱动轮6分别固定连接于转动轴10的两端，驱动轮6置于驱动小车1外，驱动轮6与驱动小车1的侧壁留有间隙，驱动轮6的顶部比驱动小车1的顶部高。

参见图2，电机7固定连接于驱动小车1底部的内壁。驱动小车1车尾一端的转动轴10上固定有第一锥齿轮71，第一锥齿轮71与驱动小车1车尾一端的转动轴10同轴转动。电机7一端固定连接有与第一锥齿轮71啮合的第二锥齿轮72。在本实施例中，电机7的型号为Y80M1-2。

参见图2以及图3，联动组件5包括固定连接于驱动小车1车头一端其中一个驱动轮6上的固定轴51，固定轴51位于驱动轮6远离驱动小车1一侧，固定轴51靠近驱动轮6的边缘位置。固定轴51的长度方向与转动轴10的长度方向一致，固定轴51远离驱动轮6的一端铰接有主动杆52，主动杆52的长度比驱动轮6的直径长。主动杆52远离固定轴51的一端铰接有移动杆53，移动杆53的长度方向与固定轴51的长度方向一致。移动杆53远离主动杆52的一端固定连接有从动杆54，从动杆54的长度方向与驱动小车1的长度方向一致。

参见图2以及图3，气筒3呈长方体状，气筒3的各内壁均光滑，气筒3的长度方向与驱动小车1的长度方向一致。气筒3靠近驱动小车1车头一端的侧壁上开有通孔31，通孔31内固定有密封圈32。从动杆54贯穿通孔31，从动杆54远离移动杆53的一端与活塞4固定连接，活塞4与气筒3的各内侧壁均抵接。活塞4为自润滑材料，在本实施例中，活塞4的材料为聚甲醛。

参见图3，气筒3靠近车头一端的侧壁上开有第一进气孔33以及第一排气孔34，第一进气孔33、第一排气孔34以及通孔31位于同一竖直方向上，第一进气孔33、第一排气孔34以及通孔31均位于气筒3宽度方向的中间位置。气筒3靠近车尾一端的侧壁上开有第二进气孔35以及第二排气孔36，第二进气孔35以第二排气孔36位于同一竖直方向上，第二进气孔35以及第二排气孔36均位于气筒3宽度方向的中间位置。

参见图3，第一进气孔33与第二进气孔35正对，第一排气孔34与第二排气孔36正对。第一进气孔33、第一排气孔34、第二进气孔35以及第二排气孔36的孔径均相同。第一进气孔33以及第二进气孔35内均固定有限制气体从气筒3排出外界的第一单向阀331，第一排气孔34以及第二排气孔36内均固定有限制空气从外界进入气筒3的第二单向阀341。

参见图2、图3以及图4，第一排气孔34连通有第一排气管11，第二排气孔36连通有第二排气管12。第一排气管11以及第二排气管12均为透明管。与固定板92连接有摄像机的侧壁相邻的两侧壁上分别固定连接有固定环921，固定环921位于固定板92高度方向的中间位置。第一排气管11以及第二排气管12分别穿过两侧的固定环921。摄像机2靠近镜头一端端部的两侧分别固定连接有固定片21，固定片21与固定环921位于同一水平高度上。固定片21透明。固定片21上开有固定孔22，第一排气管11以及第二排气管12分别贯穿两侧的固定孔22，固定孔22的孔径与第一排气管11以及第二排气管12的管径均一致。第一排气管11远离第一排气孔34一端的管口以及第二排气管12远离第二排气孔36一端的管口均朝向摄像机2镜头。

参见图2、图3以及图4，第一排气管11远离第一排气孔34一端的管口以及第二排气管12远离第二排气孔36一端的管口均覆盖有滤网13。第一排气管11远离第一排气孔34的一端以及第二排气管12远离第二排气孔36的一端均连通有出风口14。出风口14透明。

参见图4，出风口14远离滤网13的一端朝向摄像机2镜头，并与摄像机2镜头之间呈45度角。出风口14靠近摄像机2镜头一端的高度与摄像机2镜头的直径一致。出风口14沿高度方向的截面积由靠近滤网13一端向靠近摄像机2镜头一端逐渐缩小。

参见图2以及图5，靠近驱动小车1车尾一端的部分电线8外套有软管15，软管15内的电线8长度比软管15处于最大拉伸状态时的长度长。软管15一端固定于驱动小车1车尾一端的侧壁上，软管15的另一端固定连接有圆板16，圆板16的直径与软管15的直径一致。圆板16远离软管15的一端固定连接有夹持件17，在本实施例中，夹持件17包括圆环套171以及与圆环套171螺纹连接的螺栓172。螺栓172贯穿圆环套171的外环以及内环。圆板16的圆心位置开有圆孔161，圆孔161的直径与圆环套171的内径一致。圆板16与圆环套171同圆心。电线8贯穿圆孔161以及圆环套171的内环。

参见图2以及图5，软管15内对称设有两个弹性件18，在本实施例中，弹性件18为弹簧。弹性件18沿软管15的长度方向延伸，弹性件18一端固定于驱动小车1车尾一端的侧壁，弹性件18另一端固定于圆板16远离圆环套171一侧的侧壁。当弹性件18处于自然状态时，软管15处于压缩状态。

本实施例的工况及原理如下：

通过启动电机7，电机7会带动第二锥齿轮72转动，第二锥齿轮72同时带动与其啮合的第一锥齿轮71转动，第一锥齿轮71会带动转动轴10转动，从而使得驱动轮6转动，使得驱动小车1在管道内前进。

驱动小车1在前进过程中，固定轴51会随着驱动轮6的转动而绕驱动轮6做圆周运动，固定轴51同时带动主动杆52连接固定轴51的一端绕驱动轮6做圆周运动，从而使得主动杆52远离固定轴51的一端在水平方向上往复运动，主动杆52的运动会带动移动杆53以及从动杆54在水平方向上往复运动，从动杆54进而带动活塞4在气筒3内往复运动。

当活塞4朝向驱动小车1的车头方向运动时，活塞4会挤压气筒3内的空气从第一排气孔34排出，同时外界的空气会通过第二进气孔35进入气筒3，从第一排气孔34排出的空气沿第一排气管11通到出风口14处，并吹向摄像机2镜头；当活塞4朝向驱动小车1的车尾方向运动时，活塞4会挤压气筒3内的空气从第二排气孔36排出，同时外界的空气会通过第一进气孔33进入气筒3，从第二排气孔36排出的空气沿第二排气管12通到出风口14处，并吹向摄像机2镜头。

活塞4随驱动轮6的转动而不停地在做往复运动，从而使得摄像机镜头两侧的出风口14轮流朝向摄像机2的镜头吹风，使得摄像机2的镜头持续不断地受到风力，使得摄像机2的镜头上不容易附有灰尘，有利于提高除尘效率，从而使得摄像机2的镜头保持清洁，减少灰尘腐蚀损伤摄像机2的镜头。

通过密封圈32的设置，有利于减少活塞4在往复运动的过程中，气筒3会从通孔31漏气而导致到达出风口14的空气量不足，使得摄像机2镜头的灰尘不容易被吹落的情况。

通过气筒3内壁光滑以及活塞4为自润滑材料的设置，无需人工添加润滑剂，操作简便，省时省力。同时，有利于减少活塞4与气筒3之间的摩擦力，使得活塞4在气筒3内往复运动时受到的摩擦力减小，有利于减小气筒3侧壁对活塞4的磨损作用，从而有利于延长活塞4的使用寿命，有利于提高活塞4与气筒3侧壁的密闭性，从而减少气筒3内活塞4两侧空间会通气的情况，使得到达出风口14的风量更大，进而有利于提高除尘效率。

通过出风口14靠近摄像机2镜头一端的高度与摄像机2镜头的直径一致，使得从出风口14吹出的风更容易到达摄像机2镜头的各个角落，使得摄像机2镜头的边缘位置不容易附有灰尘，有利于提高除尘效率。

通过出风口14沿高度方向的截面积逐渐缩小，且出风口14与摄像机2镜头之间的夹角呈45度，有利于增加出风口14的风速，从而使得摄像机2镜头受到的风力更大，使得附在摄像机2镜头的灰尘更容易被吹落，从而提高除尘效率。

通过出风口14远离摄像机2一端设有滤网13，有利于减少灰尘以及其他杂物进入第一排气管11和第二排气管12内，减少出风口14吹出的风带有灰尘或其他杂物而影响除尘效果的情况，有利于提高除尘效果。

通过固定片21、第一排气管11、第二排气管12以及出风口14均透明的设置，有利于减少固定片21、第一排气管11、第二排气管12以及出风口14对摄像机2镜头视线的妨碍，使得摄像机2的拍摄视角更广。

在管道检测机器人的使用过程中，当电线8受到拉扯时，电线8会带动夹持件17以及圆板16一起运动，当电线8的拉扯力大于弹性件18的弹力时，弹性件18会被拉伸，同时软管15以及软管15内的电线8均会被拉伸。当电线8的拉扯力小于弹性件18的弹力时，弹性件18具有恢复弹性形变的趋势，弹性件18收缩，同时带动软管15收缩以及软管15内的电线8收卷，有利于缓冲拉扯力对电线8与驱动小车1连接处的作用力，有利于减少电线8会松脱的情况，从而使得拍摄画面稳定传送。

通过弹性件18的设置，有利于缓冲拉扯力对软管15的作用力，使得软管15根据实际拉扯力的大小自动伸缩以调节软管15长度，有利于延长软管15的使用寿命。

通过软管15内的电线8长度比软管15处于最大拉伸状态时的长度长，使得软管15处于最大拉伸状态时，软管15内的电线8仍有部分处于弯曲状态，无法完全绷直，有利于加强电线8与驱动小车1之间连接的稳固性，从而提高拍摄画面传送的稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。