一种新型管道检测机器人的制作方法

本实用新型涉及检测机器人领域，尤其涉及一种新型管道检测机器人。

背景技术：

管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下， 进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。

其中轮式机器人作为使用最为广泛的管道机器人，应用于多个场合中。

现有cctv管道检测机器人多使用橡胶充气式轮胎，或橡胶实心胎，在管道检测过程中由于雨污水管道中管底存在淤积检测过程中部分井段由于存在淤积，轮胎打滑导致无法检测。

由于采用金属制作的轮子质量大，机器人携带的电机功率不足以驱动，因此橡胶轮虽然易打滑但还在使用。

有鉴于此，现提出一种新型管道检测机器人，解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型管道检测机器人，通过采用塑料制作的轮体上设置凸起，起到防滑的作用同时保证轮体的质量轻便。

本实用新型采用的技术是：

一种新型管道检测机器人，其特征在于，包括圆柱形的轮体，轮体的柱面上均匀设有若干凸起，轮体端面中部设有贯穿轮体的轮轴安装孔；凸起的横截面形状为等边梯形或矩形，轮体采用塑料制作，每个凸起设有两个远离轮体的侧棱，侧棱与轮体的中心线平行，轮体转动过程中，侧棱及两个侧棱之间的侧面依次与地面接触。

通过上述方案，轮体在转动时依靠凸起与管道内进行接触，侧棱的线接触及侧棱之间小面积的侧面接触，增大检测机器人与管道的摩擦力，凸起之间在转动过程中不会发生淤泥堆积，防止打滑的产生，凸起与轮体相邻的侧面在转动过程中拨动淤泥，实现在淤泥较多的管道中通畅行驶。同时，使用塑料制作的轮体质量轻便，减少检测机器人的整体重量，降低检测机器人在淤泥中的下陷。

作为方案的进一步优化，凸起的高度与轮体的直径比值为1:20-1:25。控制凸起与轮体的比例，保证轮体的外径尺寸不会过大或过小，过大会导致机器人整体尺寸增大，导致无法放入管道内，过小会导致机器人底盘过低，导致底板接触淤泥。

作为方案的进一步优化，相邻的两个凸起之间的夹角小于等于45°。凸起间距过大会导致轮体滚动时，凸起无法连贯触地，防滑效果无法保证。

作为方案的进一步优化，新型管道检测机器人采用聚酰胺制作。聚酰胺具有耐磨、耐气候、耐热等多种特点，尤其适合在潮湿的管道内使用。其质量轻便，来料容易，易加工，是一种合适的轮体制作材料。

作为方案的进一步优化，还包括设于轮体端面上的若干通孔，通孔贯穿轮体。在轮体的侧面设置通孔，一方面减轻轮体的重量，另一方面是防止淤泥粘到轮体侧面。

作为方案的进一步优化，通孔为双圆台结构，两个圆台的上底面重合。通孔形成圆台结构，在轮体转动的时候，在通孔内的淤泥会被甩出，防止淤泥内嵌。

作为方案的进一步优化，圆台的最大半径与轮体的半径比值为1:4-1:6。通孔的尺寸过大，会导致轮体整体结构稳定性下降，通孔过小，减轻质量的效果不明显。

作为方案的进一步优化，圆台的中心线相对于轮体中心线的距离与轮体半径的比值为1:2-2:3。合理控制通孔的位置，保证轮体整体的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过上述方案，轮体在转动时依靠凸起与管道内进行接触，增大检测机器人与管道的摩擦力，凸起之间在转动过程中不会发生淤泥堆积，防止打滑的产生，凸起的侧面在转动过程中拨动淤泥，实现在淤泥较多的管道中通畅行驶。同时，使用塑料制作的轮体质量轻便，减少检测机器人的整体重量，降低检测机器人在淤泥中的下陷。

聚酰胺具有耐磨、耐气候、耐热等多种特点，尤其适合在潮湿的管道内使用。其质量轻便，来料容易，易加工，是一种合适的轮体制作材料。

在轮体的侧面设置通孔，一方面减轻轮体的重量，另一方面是防止淤泥粘到轮体侧面。

通过提供一种质量轻便，耐磨性好，依靠凸起在存在淤泥的管道内能顺畅行驶。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种新型管道检测机器人的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种新型管道检测机器人的左视图；

图3为图2的纵向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

请参照图1-3所示，一种新型管道检测机器人，包括圆柱形的轮体，轮体的柱面上均匀设有若干凸起1，轮体端面中部设有贯穿轮体的轮轴安装孔3；凸起1的横截面形状为等边梯形或矩形，轮体采用塑料制作，凸起1的侧棱11与轮体的中心线平行。

在轮式管道检测机器人中，传统的橡胶轮质地软，在轮面多的防滑设计多为汽车的上斜纹防滑结构，在淤泥中行驶容易内嵌砂石，容易产生打滑，软性材质适合在干燥的地面上行驶，在潮湿、有淤泥的管道内行驶，橡胶轮的局限性较大。

在本实施例中，轮体在转动时依靠凸起1与管道内进行接触，侧棱11的线接触及侧棱11之间小面积的侧面12接触，增大检测机器人与管道的摩擦力，凸起1之间在转动过程中不会发生淤泥堆积，防止打滑的产生，凸起1与轮体相邻的侧面12在转动过程中拨动淤泥，实现在淤泥较多的管道中通畅行驶。同时，使用塑料制作的轮体质量轻便，减少检测机器人的整体重量，降低检测机器人在淤泥中的下陷。

传统的检测机器人的轮子多采用橡胶制作，少数采用金属制作，由于管道的内径限制，检测机器人的尺寸受到了限制，导致携带的电机大小，电池体积跟容量小，因此轮子重量要控制的小，因此本在实施例中，采用了密度在1克/立方厘米的聚酰胺制作，也是就俗称的尼龙塑料。聚酰胺具有耐磨、耐气候、耐热等多种特点，尤其适合在潮湿的管道内使用。其质量轻便，来料容易，易加工，是一种合适的轮体制作材料。再者，聚酰胺的加工难度低，可采用机械加工，而橡胶则需要模具成型，加工周期长、成本大。

因此，在轮体的材料选定上进行了多种材料与外形的设计，一方面通过聚酰胺来控制重量，保证耐磨性与使用寿命，另一方面通过设计凸起1来进行防滑。凸起1在陷入淤泥时，通过线接触来提高摩擦力，保证防滑，一方面凸起1与轮体相邻的侧面12能与水、淤泥增大接触面积，像水轮一样拨动水、淤泥，实现前行。

在本实施例中，凸起1的外形为等腰梯形，两个凸起1之间的侧面12外张，防止淤泥内嵌到凸起1之间。凸起1的侧棱11与前进方向平行，保持轮体与管道的接触为线接触或凸起1的顶面接触，接触面积小，摩擦力大。

作为方案的进一步优化，凸起1的高度与轮体的直径比值为1:20-1:25。控制凸起1与轮体的比例，保证轮体的外径尺寸不会过大或过小，过大会导致机器人整体尺寸增大，导致无法放入管道内，过小会导致机器人底盘过低，导致底板接触淤泥。由于管道的内径限制与检测机器人的底盘高度限制，对轮体的尺寸应控制与原始轮子尺寸一致为佳，凸起1过小容易损坏，凸起1尺寸过大，轮体滚动不连贯，影响行驶。

作为方案的进一步优化，相邻的两个凸起1之间的夹角小于等于45°。凸起1间距过大会导致轮体滚动时，凸起1无法连贯触地，防滑效果无法保证。凸起1在轮体的圆柱面上圆周分布，每两个凸起1之间的夹角过大对导致与地面接触的凸起1不能一个接一个，防滑效果丧失，凸起1之间的夹角也不易过小，过小的夹角容易被异物堵塞。

实施例2：

请参照图1-3所示，本实施例与实施例1的区别是，本实施例在实施例1的基础上引入了防粘泥浆的通孔2，还起到减轻质量的作用。

在本实施例中，为了针对减轻轮体质量以及侧面粘泥的问题，通过在轮体端面上设置的若干通孔2，通孔2贯穿轮体。在轮体的侧面设置通孔2，一方面减轻轮体的重量，另一方面是防止淤泥粘到轮体侧面。

作为方案的进一步优化，通孔2为双圆台结构，两个圆台的上底面重合。如图3所示，圆台的大底面朝向轮体外侧，小底面朝向轮体里侧，两个圆台之间的小底面完全重合，形成连贯的通孔2。通孔2形成圆台结构，在轮体转动的时候，在通孔2内的淤泥会被甩出，防止淤泥内嵌。淤泥与水在通孔2中，在转动过程会在离心力作用下甩出，同时当轮子嵌入淤泥时，通孔2的空气保证轮体与淤泥不粘连，降低阻力。在重力的作用下，就算有淤泥与水在通孔2内，无论在通孔2的哪个位置，双圆台结构保证有往外排出的趋势。

作为方案的进一步优化，圆台的最大半径与轮体的半径比值为1:4-1:6。通孔2的尺寸过大，会导致轮体整体结构稳定性下降，通孔2过小，减轻质量的效果不明显。

作为方案的进一步优化，圆台的中心线相对于轮体中心线的距离与轮体半径的比值为1:2-2:3。合理控制通孔2的位置，保证轮体整体的稳定性。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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。

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。