一种管道全景检测机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种管道全景检测机器人。

背景技术：

我国油气管道大多埋地敷设，随着经济建设的发展，大量地下管线逐步进入老化期，管道内部发生腐蚀、焊缝损伤等情况，当地下管道输送危险介质时，管道一旦破损，就可能造成较大的泄漏，甚至爆炸，危及人身安全，但我国对于管道检测的技术还不够成熟，地下管道的安全运行问题也越来越引起人们的重视。

目前人们使用的检测装置往往检测不够全面，对于管道内的损伤不能完全的进行检测，同时通过数据传输进行检测，因为环境限制导致检测距离较短，不够方便；而且现有的检测装置无法适应不同管径的管道，需要复杂的调试，才能进行不同场合的管道加测。

为此，我们提出一种管道全景检测机器人来解决上述问题。

技术实现要素：

1、发明目的。

本发明提出了一种可以克服目前传统引体向上架的不足，提供一种可以全面检测和适应不同管径的管道全景检测机器人。

2、本发明所采用的技术方案。

一种管道全景检测机器人，包括机身，所述机身左端固定设有旋转拍摄机构，所述机身左右两侧对称固定设有支撑机构，所述机身中段固定设有张紧驱动机构。

在上述的管道全景检测机器人中，所述旋转拍摄机构包括两台图像采集相机和旋转台，所述旋转台固定安装在机身左端上，两台所述图像采集相机对称固定在旋转台远离机身的端面上，所述旋转台内固定安装有驱动其转动的第一步进电机。

在上述的管道全景检测机器人中，所述支撑机构包括固定套设在机身上的第一固定环，所述第一固定环周围均布有三根支撑杆，所述支撑杆通过铰链结构与第一固定环固定连接，所述支撑杆远离第一固定环的一端固定安装有行走轮。

在上述的管道全景检测机器人中，所述张紧驱动机构包括机身中部左右对称固定安装的两个第二固定环，所述机身周围均布有三个轮槽，所述轮槽上对称安装有两个驱动轮，所述轮槽上固定安装有驱动左侧驱动轮转动的第二步进电机，所述轮槽与机身之间对称设有两根连接杆，所述连接杆一端与第二固定环转动连接，且连接杆另一端与轮槽转动连接，所述轮槽、两根连接杆和机身形成平行四边形结构，其中一个所述第二固定环远离另一个第二固定环的一侧设有滑块，所述滑块套设在机身上，所述滑块与三个轮槽之间均设有连接杆，所述连接杆一端与轮槽转动连接，且连接杆另一端与滑块转动连接，所述机身上设有控制滑块位置的丝杆滑块机构。

在上述的管道全景检测机器人中，所述丝杆滑块机构包括转动安装在机身一侧的丝杆，所述机身固定安装有驱动丝杆转动的第三步进电机，所述滑块上设有与丝杆匹配的螺纹孔。

在上述的管道全景检测机器人中，所述铰链结构内设有对其弹性限位的扭力弹簧。

在上述的管道全景检测机器人中，其中一个所述轮槽远离机身的端面上固定安装有红外测距仪，所述第三步进电机与红外测距仪电连接。

3、本发明所产生的技术效果。

1、通过设置了旋转拍摄机构，可以让两台图像采集相机进行旋转采集12张图片，避免了数据传输的问题，从而对焊缝处进行细致精密的检测，保证对管道检测的全面性，保证检测的效果，对比现有的检测设备具有更好的检测作用。

2、通过设置张紧驱动机构和可以转动的支撑机构，用于驱动的驱动轮可以随着支撑杆的倾斜来适应不同的管径，在将该装置置于管道内，在红外测距仪的作用下，第三步进电机驱动丝杆转动，从而控制滑块的位置，滑块位置产生改变可以通过三根连接杆控制三个轮槽倾斜移动，改变张紧程度，从而适应不同管径的管道，而且适应过程为自动化适应，较为方便，适用性较高，使用前景广泛。

附图说明

图1为本发明提出的一种管道全景检测机器人的结构示意图；

图2为本发明提出的一种管道全景检测机器人的侧视结构示意图。

附图标记说明：

图中：1图像采集相机、2旋转台、3行走轮、4支撑杆、5轮槽、6驱动轮、7连接杆、8滑块、9第二固定环、10第一固定环、11机身、12丝杆滑块机构、13红外测距仪、14第二步进电机、15旋转拍摄机构、16支撑机构、17张紧驱动机构。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-2，一种管道全景检测机器人，包括机身11，机身11左端固定设有旋转拍摄机构15，旋转拍摄机构15包括两台图像采集相机1和旋转台2，图像采集相机1采用现有技术，不做赘述，可以进行拍摄检测，旋转台2固定安装在机身11上，两台图像采集相机1对称固定在旋转台2上，旋转台2内固定安装有第一步进电机，第一步进电机可以带动旋转台2转动，从而带动两个图像采集相机1转动，对管道内部情况进行拍摄，起到全景检测的作用。

其中，机身11左右两侧对称固定设有支撑机构16，支撑机构16包括固定套设在机身11上的第一固定环10，第一固定环10周围均布有三根支撑杆4，支撑杆4通过铰链结构与第一固定环10固定连接，从而支撑杆4机身11之间可以相对转动，铰链结构内设有对其弹性限位的扭力弹簧，扭力弹簧提供弹力，可以限制支撑杆4的位置，从而保证行走轮3贴合在管道内壁上，支撑杆4远离第一固定环10的一端固定安装有行走轮3，从而对整体的行走起到支撑稳定的作用。

其中，机身11中段固定设有张紧驱动机构17，张紧驱动机构17包括机身11中部左右对称固定安装的两个第二固定环9，第二固定环9固定套设在机身11上，机身11周围均布有三个轮槽5，轮槽5上对称安装有两个驱动轮6，轮槽5上固定安装有驱动左侧驱动轮6转动的第二步进电机14，轮槽5与机身11之间对称设有两根连接杆7，连接杆7一端与第二固定环9转动连接，且连接杆7另一端与轮槽5转动连接，轮槽5、两根连接杆7和机身11形成平行四边形结构，平行四边形具有不稳定性，可以产生形变，其中一个第二固定环9远离另一个第二固定环的一侧设有滑块8，滑块8套设在机身11上，滑块8与三个轮槽5之间均设有连接杆7，连接杆7一端与轮槽5转动连接，且连接杆7另一端与滑块8转动连接，滑块8移动，可以带动轮槽5倾斜移动。

其中，机身11上设有控制滑块8位置的丝杆滑块机构12，丝杆滑块机构12包括转动安装在机身11一侧的丝杆，机身11固定安装有驱动丝杆转动的第三步进电机，滑块8上设有与丝杆匹配的螺纹孔，第三步进电机工作可以带动丝杆转动，从而改变滑块8的位置，其中一个轮槽5远离机身11的端面上固定安装有红外测距仪13，第三步进电机与红外测距仪13电连接，红外测距仪13可以检测轮槽5与管道内壁之间的距离，当距离大于驱动轮6至轮槽5距离，驱动第三步进电机工作，从而完成张紧调节，当红外测距仪13检测不到管壁时，自动驱动第三步进电机转动，起到收回作用。

具体工作时，将该装置放入管道内，因为红外测距仪13的作用带动第三步进电机工作，第三步进电机带动丝杆转动，滑块8上设有与丝杆匹配的螺纹孔，从而滑块8位置随着改变，轮槽5、两根连接杆7和机身11形成平行四边形结构，因为与滑块8转动连接的连接杆7的作用，驱动轮槽5发生倾斜移动，带动多个驱动轮6移动，当驱动轮6贴合管道内壁时，红外测距仪13检测并传输信号，停止第三步进电机的工作，完成张紧调节，通过第二步进电机14驱动驱动轮6转动，从而驱动整体行走，当移动到焊缝位置时，机器人停止行走，机器人前端的旋转台2由第一步进电机驱动旋转，两台图像采集相机1进行旋转采集12张图片(每次旋转30°)，采集完毕后，机器人离开管道，张紧驱动机构自动松开挺止运动。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

尽管本文较多地使用了图像采集相机1、旋转台2、行走轮3、支撑杆4、轮槽5、驱动轮6、连接杆7、滑块8、第二固定环9、第一固定环10、机身11、丝杆滑块机构12、红外测距仪13、第二步进电机14、旋转拍摄机构15、支撑机构16和张紧驱动机构17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。