一种模块化管道检测机器人的制作方法

1.本发明涉及管道检测机器人技术领域，具体为一种模块化管道检测机器人。


背景技术：

2.自来水管道作为一种有效的生活用水输送手段而得到广泛的应用。为了提高自来水管道寿命、防止泄露等事故的发生，必须对管道进行有效的检测维护。在人工检测方式存在诸多缺点的情况下，管道检测机器人作为一种有效的管道检测设备，得到了越来越多的应用，为此，我们提出一种模块化管道检测机器人。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种模块化管道检测机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化管道检测机器人，包括左右侧的机体外壳，左侧的机体外壳的前端设置有头部检测机构，左侧的机体外壳的前侧面设置有能源机构，左右侧的机体外壳之间设置有至少一个功能模块，右侧的机体外壳的尾端设置有动力机构，左右侧的机体外壳与各个功能模块之间采用可拆卸的方式进行组装拼接。
5.优选的，所述头部检测机构包括前部外壳，左侧的机体外壳的前端上下方均固定连接有固定板，所述前部外壳设在上下方的固定板之间，所述前部外壳的左端面中心处开设有安装槽，安装槽的内部固定安装有摄像头，所述前部外壳的外表面环形分布有若干led灯珠，所述机体外壳的前端固定连接有螺纹套，所述螺纹套的外表面螺纹旋接有透明罩。
6.优选的，上方的固定板的底端面固定嵌装有第一微型电机，所述第一微型电机的输出输出端固定连接有转杆，所述转杆固定穿设在前部外壳上，且转杆的底端与下方的固定板的上端面转动连接。
7.优选的，上方的固定板的左端面固定安装有温度传感器，下方的固定板的左端面固定嵌装有水质传感器，上方固定板的前侧面固定安装有噪声传感器，下方固定板的前侧面固定安装有声呐检测器。
8.优选的，所述动力机构包括固定座，所述固定座固定连接在右侧的机体外壳的尾端，所述固定座的外表面固定套装有柔性伞体，所述柔性伞体的外表面固定嵌装有若干矢量推进器，所述固定座的尾端通过若干连接杆固定连接有穿线块，所述穿线块的右端面通过支架连接有安装盒，所述安装盒的内部固定安装有第二微型电机，所述第二微型电机的输出端固定连接有绕线盘，所述穿线块的中心处开设有穿线孔，所述安装盒的左端面开设有进线孔，所述柔性伞体的右端面固定连接有若干第一拉线，所述第一拉线的自由端依次穿过穿线孔、进线孔后缠绕在绕线盘的外表面。
9.优选的，右侧的机体外壳的外表面上下方均开设有凹槽，所述凹槽的内左侧壁固定安装有第三微型电机，所述第三微型电机的输出端固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外
表面螺纹旋接有滑块，所述机体外壳的外表面滑动套装有滑套，所述滑块的外表面一侧与滑套的内侧壁固定连接，所述柔性伞体的左端面固定连接有若干第二拉线，所述第二拉线的自由端与滑套的右端面固定连接；所述穿线孔截面为锥形。
10.优选的，其中一个功能模块具体为采样模块，所述采样模块包括采样外壳，所述采样外壳的内部设置有若干真空瓶，所述采样外壳的外表面一侧连接有取样管，所述取样管的外表面安装有第一电磁阀，所述取样管的自由端通过若干分支管连接有真空瓶，所述分支管上安装有第二电磁阀；所述采样外壳与左、右侧的机体外壳、其他功能模块两两之间通过柔性水密连接件对接。
11.优选的，所述柔性水密连接件采用水密缆，水密缆的两端对接有缆体接头，所述采样外壳的头端和尾端、其他功能模块的头端和尾端、左侧的机体外壳的尾端以及右侧的机体外壳的头端均设置有用于与缆体接头密封插装配合的缆体接座。
12.优选的，所述柔性水密连接件包括法兰盘以及柔性波纹管；左侧的机体外壳的尾端、其他功能模块的尾端与采样外壳的尾端均通过若干螺栓连接有法兰盘，所述法兰盘的外表面一侧固定连接有柔性波纹管，所述柔性波纹管的自由端固定连接有安装座，所述安装座的外表面一侧开设有插槽；所述采样外壳的前端、其他功能模块的头端与右侧的机体外壳的前端均固定连接有插柱，所述插柱插接对应的插槽内，且安装座与插柱之间穿设有插销，所述插销的底端螺纹连接有螺帽。
13.优选的，所述能源机构包括电池槽，所述电池槽开设在左侧的机体外壳的前侧面，所述电池槽的内部设置有充电电池，所述电池槽的前侧面扣合有密封盖，充电电池电性连接有控制器，控制器设在机体外壳的内部，控制器分别通过导线与水质传感器的信号输出端、声呐检测器的信号输出端、噪声传感器的信号输出端、温度传感器的信号输入端、led灯珠的信号端、摄像头的信号输出端、矢量推进器的信号端、第一微型电机的信号端、第二微型电机的信号端、第三微型电机的信号端、第一电磁阀的信号端以及第二电磁阀的信号端电性连接，充电电池分别通过导线与水质传感器的信号输入端、声呐检测器的信号输入端、噪声传感器的信号输入端、温度传感器的信号输入端、led灯珠的信号端、控制器的信号端、摄像头的信号输入端、矢量推进器的信号端、第一微型电机的信号端、第二微型电机的信号端、第三微型电机的信号端、第一电磁阀的信号端以及第二电磁阀的信号端电性连接电性连接，控制器通过通信光纤电连接有外部主机，外部主机的前侧面设置有显示器。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本管道检测机器人使用方便操作简单，通过头部检测机构进行管道检测，通过能源机构提供能源，通过采样模块采取不同水域的水源，通过动力机构提供动力；各个功能模块可以根据功能的需要自由组合拼装在一起；头部检测机构通过摄像头可观察到自来水管道中的情况，同时配合若干led灯珠为摄像头提供光源，进而可使摄像头更加清楚的拍出管道中的情况，设置的透明罩对摄像头与led灯珠进行保护，透明罩螺纹连接在螺纹套的外表面，进而可方便拆装本透明罩；通过第一微型电机可对摄像头的拍摄角度进行微调，从而可帮助使用者更好的进行检测；通过温度传感器便于使用者检测出水温，通过水质传感器可对水质进行检测，通过噪音传感器可听到管道中
的声音，从声音的尖锐程度判断管道中是否存在漏点，通过声呐检测器可对管壁做全方位扫描，根据需要不同，可选配不同频率的声呐，可检测项有：管道淤积情况、管壁裂纹、管道外是否悬空等；动力机构通过多个矢量推进器为本管道机器人提供动力，通过第二微型电机与第三微型电机配合可将柔性伞体正向或反向折叠，在展开时方便获得水的推力，在折叠时将便于人员回收；本采样模块通过安装座、插柱以及插销配合便于拆装本采样外壳，取样时，打开第一电磁阀，再打开对应的第二电磁阀，外部的水源将依次通过取样管、分支管后进入到真空瓶中，从而通过本采样模块便于取样不同水域的水源；通过充电电池为本管道检测机器人进行供电，控制器将获取的传感器信号通过通信光纤传递给外部主机，外部主机将传感器检测的数据显示在显示器上，从而便于人员进行检测。
附图说明
15.图1为一种模块化管道检测机器人的实施例1主体结构正视截面示意图；图2为一种模块化管道检测机器人的实施例2主体结构正视截面示意图；图3为一种模块化管道检测机器人的实施例3主体结构正视截面示意图；图4为一种模块化管道检测机器人的实施例3主体结构正视示意图；图5为一种模块化管道检测机器人的实施例4主体结构正视示意图。
16.图中：1
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动力机构，2
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机体外壳，3
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固定座，4
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柔性伞体，5
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矢量推进器，6
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电池槽，7
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声呐检测器，8
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通信光纤，9
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led灯珠，10
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前部外壳，11
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温度传感器，12
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噪声传感器，13
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螺纹套，14
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第一微型电机，15
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摄像头，16
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转杆，17
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水质传感器，18
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固定板，19
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第三微型电机，20
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螺纹杆，21
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连接杆，22
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穿线块，23
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进线孔，24
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绕线盘，25
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安装盒，26
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第二微型电机，27
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穿线孔，28
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第一拉线，29
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第二拉线，30
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滑套，31
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滑块，32
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凹槽，33
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柔性波纹管，34
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安装座，35
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插销，36
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采样外壳，37
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真空瓶，38
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分支管，39
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第二电磁阀，40
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取样管，41
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第一电磁阀，42
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插柱，43
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法兰盘，44
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能源机构，45
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头部机构，46
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采样模块，47
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水密缆。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1，实施例1：一种模块化管道检测机器人，包括左右侧的机体外壳2，左侧的机体外壳2的前端设置有头部检测机构45，左侧的机体外壳2的前侧面设置有能源机构44，左右侧的机体外壳2之间设置有至少一个功能模块，右侧的机体外壳2的尾端设置有动力机构1，左右侧的机体外壳2与各个功能模块之间采用可拆卸的方式进行组装拼接。
19.本管道检测机器人通过头部检测机构45进行管道检测，通过能源机构44提供能源，通过采样模块46采取不同水域的水源，通过动力机构1提供动力。
20.所述头部检测机构45包括前部外壳10，左侧的机体外壳2的前端上下方均固定连接有固定板18，所述前部外壳10设在上下方的固定板18之间，所述前部外壳10的左端面中心处开设有安装槽，安装槽的内部固定安装有摄像头15，所述前部外壳10的外表面环形分
布有若干led灯珠9，所述机体外壳2的前端固定连接有螺纹套13，所述螺纹套13的外表面螺纹旋接有透明罩。
21.头部检测机构45通过摄像头15可观察到自来水管道中的情况，同时配合若干led灯珠9为摄像头15提供光源，进而可使摄像头15更加清楚的拍出管道中的情况，设置的透明罩对摄像头15与led灯珠9进行保护，透明罩螺纹连接在螺纹套13的外表面，进而可方便拆装本透明罩。
22.上方的固定板18的底端面固定嵌装有第一微型电机14，所述第一微型电机14的输出输出端固定连接有转杆16，所述转杆16固定穿设在前部外壳10上，且转杆16的底端与下方的固定板18的上端面转动连接。
23.通过第一微型电机14可对摄像头15的拍摄角度进行微调，从而可帮助使用者更好的进行检测。
24.上方的固定板18的左端面固定安装有温度传感器11，下方的固定板18的左端面固定嵌装有水质传感器17，上方固定板18的前侧面固定安装有噪声传感器12，下方固定板18的前侧面固定安装有声呐检测器7。
25.通过温度传感器11便于使用者检测出水温，通过水质传感器17可对水质进行检测，通过噪音传感器12可听到管道中的声音，从声音的尖锐程度判断管道中是否存在漏点，通过声呐检测器7可对管壁做全方位扫描，根据需要不同，可选配不同频率的声呐，可检测项有：管道淤积情况、管壁裂纹、管道外是否悬空等。
26.所述动力机构1包括固定座3，所述固定座3固定连接在右侧的机体外壳2的尾端，所述固定座3的外表面固定套装有柔性伞体4，所述柔性伞体4的外表面固定嵌装有若干矢量推进器5，所述固定座3的尾端通过若干连接杆21固定连接有穿线块22，所述穿线块22的右端面通过支架连接有安装盒25，所述安装盒25的内部固定安装有第二微型电机26，所述第二微型电机26的输出端固定连接有绕线盘24，所述穿线块22的中心处开设有穿线孔27，所述安装盒25的左端面开设有进线孔23，所述柔性伞体4的右端面固定连接有若干第一拉线28，所述第一拉线28的自由端依次穿过穿线孔27、进线孔23后缠绕在绕线盘24的外表面。
27.当管道内的水流方向为机体外壳2尾部至机体外壳2头部（正向水流）时，展开的柔性伞体4可获得管道内水的推力，无需矢量推进器5的工作，机体外壳2即可行进，第一拉线28的设置可以使得柔性伞体4保持稳定的展开状态。
28.为了能够实现柔性伞体4更平稳地折叠或展开，可采用如下具体方案，在柔性伞体4上分布固定有多个伞体骨架杆，伞体骨架杆的内侧端通过铰链与机体外壳2的外壁连接，伞体骨架杆的外侧端与第一拉线28的端部连接。
29.作为具体方案，其中一个功能模块具体为采样模块46，所述采样模块46包括采样外壳36，所述采样外壳36的内部设置有若干真空瓶37，所述采样外壳36的外表面一侧连接有取样管40，所述取样管40的外表面安装有第一电磁阀41，所述取样管40的自由端通过若干分支管38连接有真空瓶37，所述分支管38上安装有第二电磁阀39；所述采样外壳36与左、右侧的机体外壳2、其他功能模块两两之间通过柔性水密连接件对接。
30.作为具体方案，所述柔性水密连接件采用水密缆47，水密缆47的两端对接有缆体接头，所述采样外壳36的头端和尾端、其他功能模块的头端和尾端、左侧的机体外壳2的尾
端以及右侧的机体外壳2的头端均设置有用于与缆体接头密封插装配合的缆体接座。水密缆的具体作用：柔性、密封、可快速插装，不同模块（采样外壳36、机体外壳2）对接时比较便捷快速。
31.取样时，打开第一电磁阀41，再打开对应的第二电磁阀39，外部的水源将依次通过取样管40、分支管38后进入到真空瓶37中，从而通过本采样模块46便于取样不同水域的水源。
32.请参阅图2，实施例2：一种模块化管道检测机器人，与实施例1的区别在于，所述柔性水密连接件包括法兰盘43以及柔性波纹管33；左侧的机体外壳2的尾端、其他功能模块的尾端与采样外壳36的尾端均通过若干螺栓连接有法兰盘43，所述法兰盘43的外表面一侧固定连接有柔性波纹管33，所述柔性波纹管33的自由端固定连接有安装座34，所述安装座34的外表面一侧开设有插槽；所述采样外壳36的前端、其他功能模块的头端与右侧的机体外壳2的前端均固定连接有插柱42，所述插柱42插接对应的插槽内，且安装座34与插柱42之间穿设有插销35，所述插销35的底端螺纹连接有螺帽。
33.本采样模块46通过安装座34、插柱42以及插销35配合便于拆装本采样外壳36。
34.请参阅图3
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图4，实施例3：一种模块化管道检测机器人，与实施例2的区别在于，右侧的机体外壳2的外表面上下方均开设有凹槽32，所述凹槽32的内左侧壁固定安装有第三微型电机19，所述第三微型电机19的输出端固定连接有螺纹杆20，所述螺纹杆20的外表面螺纹旋接有滑块31，所述机体外壳2的外表面滑动套装有滑套30，所述滑块31的外表面一侧与滑套30的内侧壁固定连接，所述柔性伞体4的左端面固定连接有若干第二拉线29，所述第二拉线29的自由端与滑套30的右端面固定连接。
35.动力机构1通过多个矢量推进器5为本管道机器人提供动力，通过第二微型电机26与第三微型电机19配合可将柔性伞体4正向或反向折叠，在柔性伞体4正向或反向展开时将获得水的推力，在折叠时将便于人员回收。
36.显然，为了能够实现柔性伞体4更平稳地折叠或展开，可采用如下具体方案，在柔性伞体4上分布固定有多个伞体骨架杆，伞体骨架杆的内侧端通过铰链与机体外壳2的外壁连接，伞体骨架杆的外侧端也与第二拉线29的端部连接。
37.所述穿线孔27截面为锥形，便于若干第一拉线28收拢，从而便于绕线盘24进行收线或放线。
38.所述能源机构44包括电池槽6，所述电池槽6开设在左侧的机体外壳2的前侧面，所述电池槽6的内部设置有充电电池，所述电池槽6的前侧面扣合有密封盖，充电电池电性连接有控制器，控制器设在机体外壳2的内部，控制器分别通过导线与水质传感器17的信号输出端、声呐检测器7的信号输出端、噪声传感器12的信号输出端、温度传感器11的信号输入端、led灯珠9的信号端、摄像头15的信号输出端、矢量推进器5的信号端、第一微型电机14的信号端、第二微型电机26的信号端、第三微型电机19的信号端、第一电磁阀41的信号端以及第二电磁阀39的信号端电性连接，充电电池分别通过导线与水质传感器17的信号输入端、声呐检测器7的信号输入端、噪声传感器12的信号输入端、温度传感器11的信号输入端、led
灯珠9的信号端、控制器的信号端、摄像头15的信号输入端、矢量推进器5的信号端、第一微型电机14的信号端、第二微型电机26的信号端、第三微型电机19的信号端、第一电磁阀41的信号端以及第二电磁阀39的信号端电性连接电性连接，控制器通过通信光纤8电连接有外部主机，外部主机的前侧面设置有显示器。
39.通过充电电池为本管道检测机器人进行供电，控制器将获取的传感器信号通过通信光纤8传递给外部主机，外部主机将传感器检测的数据显示在显示器上，从而便于人员进行检测。
40.本实施例中的矢量推进器5也可替换为普通的螺旋桨式推进器。
41.请参阅图5，实施例4：一种模块化管道检测机器人，与实施例1的区别在于，其他功能模块还可以为无线通讯装置，无线通讯装置包括无线通讯壳体以及无线通讯壳体内设置的无线通讯模块（比如：蓝牙模块、wifi模块等），通过无线通讯模块可直接与外部移动终端通讯连接，无需给管道检测机器人直接连接外部通讯线缆，也能实现数据通讯；显然，其他功能模块还可以为听觉检测装置、其他检测装置、加强版电源等，所述采样外壳36、无线通讯装置、听觉检测装置、其他检测装置与左、右侧的机体外壳2两两之间可通过柔性水密连接件对接，各个功能模块可以根据功能的需要自由组合拼装在一起。
42.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。