CN207455056U - 一种磁吸附管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种磁吸附管道机器人，包括主体结构和底部控制装置，还包括两个履带式移动机构和设置于所述履带式移动机构内部的磁吸附装置，所述两个履带式移动机构通过连接件9连接在所述主体结构两侧，所述履带式移动机构由履带周向包覆两块侧板组成架构，内部设置固定在侧板边缘上的减速电机、驱动轮、引导轮、张紧轮和承重轮，所述驱动轮的驱动轮轴与提供动力的减速电机的减速器输出轴连接；所述磁吸附装置包括固定在所述侧板上的磁块安装板和固定在所述磁块安装板上的磁块，所述磁块面向所述履带一侧，所述承重轮设置于所述磁块安装板的两侧。本实用新型能够使机器人吸附在管道内部，实现机器人的贴附在管道内部行走和爬壁功能。

Description

一种磁吸附管道机器人

技术领域

本发明涉及一种管道机器人，更具体的涉及一种磁吸附管道机器人，属于管道机器人技术领域。

背景技术

目前，世界核电机器人的研制已取得了较大的进步，在实际应用具有巨大的作用。未来世界核电机器人的发展趋势将着力解决小型智能核机器人***创新设计、无损检测与故障诊断技术、多传感器信息融合与智能预警策略、核辐射防护技术、恶劣环境下的高稳定遥操作技术等关键技术难题。从成本低、运动灵活、操作方便等角度考虑，将继续向小型化、智能化、实用化方向发展。

对于管道机器人来说，水平管道中的运行检测已经解决，但是对于一些竖直管道，寻常管道机器人无法实现对其进行检测，在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中,管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用。为提高管道的寿命、防止泄漏等事故的发生,就必须对管道进行有效的检测维护，目前很难解决这个问题。

发明内容

发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种实现贴附在管道内部行走和爬壁功能的磁吸附管道机器人。

技术方案： 本发明所述一种磁吸附管道机器人，包括主体结构和底部控制装置，其特征在于，还包括两个履带式移动机构和设置于所述履带式移动机构内部的磁吸附装置，所述两个履带式移动机构通过连接件9连接在所述主体结构两侧，

所述履带式移动机构由履带周向包覆两块侧板组成架构，内部设置固定在侧板边缘上的减速电机、驱动轮、引导轮、张紧轮和承重轮，所述驱动轮的驱动轮轴与提供动力的减速电机的减速器输出轴连接，所述驱动轮与所述引导轮在所述侧板的两端相对设置，所述张紧轮设置在所述引导轮的一侧，所述承重轮分布设置；

所述磁吸附装置包括固定在所述侧板上的磁块安装板和固定在所述磁块安装板上的磁块，所述磁块面向所述履带一侧，所述承重轮设置于所述磁块安装板的两侧。

本发明技术方案的进一步限定为，所述磁块与所述履带之间的间距为1~1.5mm。

进一步地，还包括与所述减速电机连接的H桥换向控制装置。

进一步地，所述底部控制装置包括主板和固定在所述主板上的测厚装置，所述测厚装置包括测厚仪、电动推杆和拉力传感器，所述测厚仪连接有和测厚仪探头，所述电动推杆的推杆头套接于所述测厚仪探头上。

进一步地，所述底部控制装置还包括固定在所述主板上的超声波探测仪。

进一步地，所述主体结构包括设置于所述主体结构前端的前摄像头和设置于所述主体结构后端的后摄像头，所述前摄像头设置于前罩内，所述后摄像头设置于后罩内。

进一步地，所述主板上还设置有云台，所述云台包括云台底壳、云台电机、云台外包裹、云台相机包裹、相机、云台灯，所述的云台底壳固定在所述主板上；所述的云台外包裹通过下连接件固定在所述云台底壳上；所述的云台相机包裹通过上连接件固定在云台外包裹上；所述的相机固定在所述云台相机包裹内部；所述的云台灯通过云台灯固定架固定在所述云台相机包裹上。

有益效果：本发明提供的一种磁吸附管道机器人，采用履带式磁吸附行走机构能够使机器人吸附在管道内部，实现机器人的贴附在管道内部行走和爬壁功能；利用摄像头可以对内部情况进行实时监测，探伤；启用测厚装置对管道壁厚进行测量，了解管道内部是否有裂纹等，利用超声波探头把握前后距离，以实现管道机器人的避障，拐弯等功能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的履带式行走机构示意图；

图3为本发明的磁吸附结构示意图；

图4为本发明的减速电机示意图；

图5为本发明的底部控制装置示意图；

图6为本发明的主体结构示意图；

图7为本发明的云台结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本实施例提供一种磁吸附管道机器人，其整体的结构示意图如图1所示，包括主体结构和底部控制装置，其特征在于，还包括两个履带式移动机构和设置于所述履带式移动机构内部的磁吸附装置，所述两个履带式移动机构通过连接件9连接在所述主体结构两侧。

所述履带式移动机构的结构示意图如图2所示，由履带1周向包覆两块侧板34组成架构，内部设置固定在侧板34边缘上的减速电机19、驱动轮17、引导轮26、张紧轮29和承重轮20，24，31，所述驱动轮17的驱动轮轴18与提供动力的减速电机19的减速器输出轴53连接，减速电机19的结构示意图如图4所示，所述的减速电机包括电机19、减速器外壳52、减速器输出轴53；所述的电机通过螺钉与侧板34相连接。所述驱动轮17与所述引导轮26在所述侧板34的两端相对设置，所述张紧轮29设置在所述引导轮26的一侧，所述承重轮20，24，31分布设置。还包括与所述减速电机19连接的H桥换向控制装置30。具体为：所述的内电机板8通过螺钉安装固定在侧板34上，起到保护电机作用；所述的编码器壳10通过螺钉安装在内电机板8上；所述驱动轮17由驱动轮轴18通过螺钉安装固定在侧板上；所述的电机19通过螺钉安装固定在侧板34上，为行走机构提供动力；所述承重轮一20、承重轮二24、承重轮三31分别由承重轮轴一21、承重轮轴二25、承重轮轴三32通过螺钉安装固定在侧板34上；所述引导轮26由引导轮轴27通过螺钉安装固定在侧板34上；所述张紧轮29由张紧轮轴28通过螺钉安装固定在侧板34上；所述H桥装置30通过螺钉安装固定在侧板34上。所述的侧板34有两块中间通过驱动轮轴18、承重轮一轴21、承重轮二轴25、承重轮三轴32、引导轮轴27、张紧轮轴28连接；所述的履带式移动机构有两个，通过连接件9连接在主体结构两侧。

所述磁吸附装置的结构如图3所示，包括固定在所述侧板34上的磁块安装板23和固定在所述磁块安装板23上的磁块22，所述磁块22面向所述履带1一侧，所述承重轮20，24设置于所述磁块安装板23的两侧。所述磁块22与所述履带之间的间距为1~1.5mm。所述磁块22为稀土永磁铁，磁铁的尺寸为100*40*15mm，磁铁的吸附面积为4000mm^2。所述磁块22由螺钉通过锥形沉头孔固定在所述磁铁安装板上。所述的磁吸附机构包括磁块安装板23、磁块22,所述的磁块由螺钉通过螺纹孔55安装固定在磁铁安装板23上,磁铁安装板通过螺钉安装固定在侧板34上。

所述底部控制装置如图5所示，包括主板15和固定在所述主板15上的测厚装置，用于检测管壁的厚度。所述测厚装置包括测厚仪40、电动推杆42和拉力传感器44，所述测厚仪40连接有和测厚仪探头46，所述电动推杆42的推杆头43套接于所述测厚仪探头46上。所述底部控制装置还包括固定在所述主板15上的超声波探测仪51。测厚仪通过发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声波发射脉冲波，脉冲波经管壁发射后被接收电路接收，经过内部处理计算并显示厚度数值，通过测出的厚度来判断管壁是否受损。当管道机器人进入管道工作时，将足够长的安全绳和网线通过相应接口固定在拉力传感器上以及航空插头上，拉力传感器可以检测安全绳是否始终处于拉紧状态，防止安全绳在内部发生打结或松垮现象，影响机器人后退压到网线或者在发生意外情况时影响工作人员把机器人拉出管道，影响正常工作。拉力传感器主要是配合绕线盘进行工作。

所述主体结构如图6所示，包括设置于所述主体结构前端的前摄像头13和设置于所述主体结构后端的后摄像头32，所述前摄像头13设置于前罩12内，所述后摄像头32设置于后罩2内。所述前摄像头13和后摄像头32用于进行管道内部情况的拍摄，便于工作人员直观的了解管道内部情况，并且做出判断。具体为：所述的连接件9通过螺钉安装固定在主板15上；所述的底盖35通过螺钉安装固定在主板15上；所述的电池盒36通过螺钉安装固定在主板15上；所述的开关37安装在电池盒36上；所述的后摄像头32安装在后罩2内，后罩2通过螺钉安装固定在主板15上；所述的前摄像头13安装在前罩12内，前罩12通过螺钉安装固定在主板15上；所述的前灯11通过螺钉安装在前罩12上。

所述主板15上还设置有云台，所述云台的结构示意图如图7所示，包括云台底壳14、云台电机38、云台外包裹16、云台相机包裹3、相机5、云台灯7，所述的云台底壳14固定在所述主板15上；所述的云台外包裹16通过下连接件39固定在所述云台底壳14上；所述的云台相机包裹3通过上连接件4固定在云台外包裹16上；所述的相机5固定在所述云台相机包裹3内部；所述的云台灯7通过云台灯固定架6固定在所述云台相机包裹3上。具体为：所述的云台底壳14通过螺钉安装固定在底板15上；所述的云台外包裹16通过下连接件39安装固定在云台底壳14上；所述的云台相机包裹3通过上连接件4安装固定在云台外包裹16上；所述的相机5放在云台相机包裹3内部；所述的云台灯固定架6通过螺钉安装固定在云台相机包裹3上；所述的云台灯7通过螺钉安装固定在云台灯固定架6上。云台的工作方式为：由底部云台电机转动，带动云台相机水平角度转动，转动角度范围在0°~350°；侧面云台电机带动云台相机俯仰转动范围0°~70°，通过云台灯固定架进行限位。

本实施例提供的一种磁吸附管道机器人在使用时，将机器人放在核管道内部，利用磁吸附装置将机器人吸附在管道内部，启动开关37，通过电池盒36供电启动减速电机19，然后电机19带动驱动轮17，驱动轮17带动引导轮26、承重轮一20、承重轮二24、承重轮三31、张紧轮29的转动使机器人在管道内部行走，启用底部控制装置控制云台结构中云台外包裹16、云台相机包裹3转动以实现相机5的角度拍摄转换；启用底部控制装置启用超声波探测仪51以实现机器人的避障功能；启用底部控制装置控制测厚装置对管道壁厚进行测量。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种磁吸附管道机器人，包括主体结构和底部控制装置，其特征在于，还包括两个履带式移动机构和设置于所述履带式移动机构内部的磁吸附装置，所述两个履带式移动机构通过连接件（9）连接在所述主体结构两侧，

所述履带式移动机构由履带（1）周向包覆两块侧板（34）组成架构，内部设置固定在侧板（34）边缘上的减速电机（19）、驱动轮（17）、引导轮（26）、张紧轮（29）和承重轮（20，24，31），所述驱动轮（17）的驱动轮轴（18）与提供动力的减速电机（19）的减速器输出轴（53）连接，所述驱动轮（17）与所述引导轮（26）在所述侧板（34）的两端相对设置，所述张紧轮（29）设置在所述引导轮（26）的一侧，所述承重轮（20，24，31）分布设置；

所述磁吸附装置包括固定在所述侧板（34）上的磁块安装板（23）和固定在所述磁块安装板（23）上的磁块（22），所述磁块（22）面向所述履带（1）一侧，所述承重轮（20，24）设置于所述磁块安装板（23）的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，所述磁块（22）与所述履带之间的间距为1~1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，还包括与所述减速电机（19）连接的H桥换向控制装置（30）。

4.根据权利要求1所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，所述底部控制装置包括主板（15）和固定在所述主板（15）上的测厚装置，所述测厚装置包括测厚仪（40）、电动推杆（42）和拉力传感器（44），所述测厚仪（40）连接有和测厚仪探头（46），所述电动推杆（42）的推杆头（43）套接于所述测厚仪探头（46）上。

5.根据权利要求4所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，所述底部控制装置还包括固定在所述主板（15）上的超声波探测仪（51）。

6.根据权利要求1所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，所述主体结构包括设置于所述主体结构前端的前摄像头（13）和设置于所述主体结构后端的后摄像头（32），所述前摄像头（13）设置于前罩（12）内，所述后摄像头（32）设置于后罩（2）内。

7.根据权利要求4所述的一种磁吸附管道机器人，其特征在于，所述主板（15）上还设置有云台，所述云台包括云台底壳（14）、云台电机（38）、云台外包裹（16）、云台相机包裹（3）、相机（5）、云台灯（7），所述的云台底壳（14）固定在所述主板（15）上；所述的云台外包裹（16）通过下连接件（39）固定在所述云台底壳（14）上；所述的云台相机包裹（3）通过上连接件（4）固定在云台外包裹（16）上；所述的相机（5）固定在所述云台相机包裹（3）内部；所述的云台灯（7）通过云台灯固定架（6）固定在所述云台相机包裹（3）上。