CN212827730U - 水陆空三栖管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水陆空三栖管道机器人，涉及管道机器人技术领域，该机器人包括：主体、电控组件、摄像组件、飞行组件和水陆行驶组件；主体设有密封腔体，可浮于水面上；电控组件设于密封腔体内部；摄像组件设于主体前端，所述摄像组件与电控组件电连接；飞行组件包括四个旋翼电机，每个旋翼电机的输出轴均连接有旋翼，四个旋翼电机均与所述电控组件电连接，且对称设置在主体上的四个角上；水陆行驶组件包括四个驱动电机每个所述驱动电机连接一个水陆行驶轮，四个所述驱动电机设于主体内部且与所述电控组件电连接，四个所述水陆行驶轮前后对称设置在主体的两侧。本实用新型的管道机器人在管道无水、有水或有障碍物情况下均能正常使用。

Description

水陆空三栖管道机器人

技术领域

本实用新型涉及管道机器人技术领域，特别涉及一种水陆空三栖管道机器人。

背景技术

城市下水道是一个城市雨污排放运行的管道，是一个错综复杂的排水体系，为了确保城市下水道通畅就必须需要经常检测维护检修，而下水道检测的仪器主要是管道检测机器人，通过采集视频图像来判断下水道里面的问题。

目前市面上的管道检测机器人多为爬行机器人，但是爬行机器人须是无水或者水很少且没有障碍物的情况下才能使用，这就要求检测之前必须抽干管道内的水并清除管道内的障碍物才能检测，浪费财力和人力。

发明内容

本实用新型实施例提供一种水陆空三栖管道机器人，以解决相关技术中现有管道机器人在管道有水或者有障碍物的情况下难以使用的技术问题。

第一方面，提供了一种水陆空三栖管道机器人，包括：

主体，其设有密封腔体，所述主体可浮于水面上；

电控组件，其设于所述密封腔体内部；

摄像组件，其设于所述主体前端，所述摄像组件与所述电控组件电连接；

飞行组件，其包括四个旋翼电机，每个旋翼电机的输出轴均连接有旋翼，四个所述旋翼电机均与所述电控组件电连接，且对称设置在主体上的四个角上；

水陆行驶组件，其包括四个驱动电机，每个所述驱动电机连接一个水陆行驶轮，四个所述驱动电机设于所述主体内部且与所述电控组件电连接，四个所述水陆行驶轮前后对称设置在主体的两侧。

一些实施例中，所述主体包括上主体和下主体，所述上主体与下主体可拆卸连接，所述密封腔体设于所述上主体上，所述下主体为可充气气囊。

一些实施例中，所述水陆空三栖管道机器人还包括：

移动记录组件，其包括连接杆、滚轮和编码器，连接杆与所述上主体后端通过轴活动连接，通过与主体之间利用向上拉伸弹簧控制连接杆的仰俯角度，所述连接杆末端铰接滚轮，所述滚轮的外径大于所述水陆行驶轮的外径，所述滚轮同轴连接一编码器，所述编码器与所述电控组件电连接。

一些实施例中，所述滚轮为锯齿形的可充气滚轮。

一些实施例中，所述水陆行驶轮锯齿形的可充气滚轮。

一些实施例中，所述摄像组件包括旋转电机和设于所述旋转电机输出轴上的摄像头，所述旋转电机和摄像头均与所述电控组件电连接。

一些实施例中，所述摄像头周围设有LED灯，所述LED灯与所述电控组件电连接。

一些实施例中，所述电控组件包括控制器和蓄电池，所述控制器与蓄电池电连接。

一些实施例中，所述电控组件还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接。

一些实施例中，所述旋翼电机和驱动电机均为无刷电机。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种水陆空三栖管道机器人，通过设置飞行组件和水陆行驶组件，当管道内有水时，可选择水上移动方式，当管道里地面有障碍物时，可选择空中飞行移动方式。若选择水上移动方式，主体浮于水面上，电控组件控制四个驱动电机驱动水陆行驶轮在水中前进，若选择空中飞行移动方式，电控组件控制四个旋翼电机驱动旋翼旋转在空中飞行前进；当管道内无水时，可选择管道里地面移动方式，电控组件控制四个驱动电机驱动水陆行驶轮在地面上面前进。同时，机器人采用上述使用三种移动方式的前进过程中，摄像组件摄像采集管道内图像。本实用新型的管道机器人实现了在管道有水或无水情况下的正常使用，节省财力和人力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的水陆空三栖管道机器人的正视图；

图2为本实用新型实施例提供的水陆空三栖管道机器人的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的水陆空三栖管道机器人的左视图；

图中：1、主体；11、上主体；12、下主体；2、电控组件；3、摄像组件；31、旋转电机；32、摄像头；33、LED灯；4、飞行组件；41、旋翼电机；42、旋翼；5、水陆行驶组件；51、驱动电机；52、水陆行驶轮；6、移动记录组件；61、连接杆；62、滚轮；63、编码器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种水陆空三栖管道机器人，其能解决现有管道机器人在管道有水或者有障碍物的情况下难以使用的技术问题。

参见图1和图2所示，一种水陆空三栖管道机器人，包括：主体1、电控组件2、摄像组件3、飞行组件4和水陆行驶组件5、移动记录组件6。

主体1设有密封腔体，主体1可浮于水面上。电控组件2设于密封腔体内部。摄像组件3设于主体1前端，摄像组件3与电控组件2电连接。飞行组件4包括四个旋翼电机41，每个旋翼电机41的输出轴均连接有旋翼42，四个旋翼电机41均与电控组件2电连接，且对称设置在主体1上的四个角上。水陆行驶组件5包括四个驱动电机51，每个驱动电机51连接一个水陆行驶轮52，四个驱动电机51设于主体1内部且与电控组件2电连接，四个水陆行驶轮52前后对称设置在主体1的两侧。优选地，旋翼电机41和驱动电机51均为无刷电机。水陆行驶轮5直径大于主体1上下的厚度，且安装在主体1上下厚度的中间，便于三栖管道机器人可以在地面、水上以及在管道空中贴壁移动，不至于让三栖管道机器人主体产生碰撞摩擦。

与现有技术相比，本实用新型实施例中的水陆空三栖管道机器人，当管道内有水时，可选择水上移动方式，当管道里地面有障碍物时，可选择空中飞行移动方式。若选择水上移动方式，主体1浮于水面上，电控组件2控制四个驱动电机51驱动水陆行驶轮52在水中前进，若选择空中飞行移动方式，电控组件2控制四个旋翼电机41驱动旋翼42旋转在空中飞行前进；当管道内无水时，可选择管道里地面移动方式，电控组件2控制四个驱动电机51驱动水陆行驶轮52在地面前进。同时，机器人采用上述使用三种移动方式的前进过程中，摄像组件3摄像采集管道内图像。本实用新型的管道机器人实现了在管道有水或无水情况下的正常使用，节省财力和人力。

作为可选的实施方式，参见图1所示，主体1包括上主体11和下主体12，上主体11与下主体12可拆卸连接，密封腔体设于上主体11上，电控组件2安装于上主体11的密封腔体内。下主体12为可充气气囊，下主体12充气后，体积膨胀，主体1在水中时提供足够的浮力。下主体12在对应旋翼电机41的位置留有通气孔。优选地充气气囊里面所充气为比空气轻的气体，便于提升浮力，减轻整体重量。

作为可选的实施方式，参见图1和图2所示，管道机器人还包括移动记录组件6，其包括连接杆61、滚轮62和编码器63，连接杆61与所述上主体11后端通过轴进行活动连接，连接杆61可以沿轴上下仰俯转动，连接杆与上主体11之间同时通过向上拉伸弹簧控制连接杆的仰俯角度，所述连接杆61末端铰接滚轮62，所述滚轮62的外径大于所述水陆行驶轮52的外径，所述滚轮62同轴连接一编码器63，所述编码器63与所述电控组件2电连接。

管道机器人在地面或者水面上移动时，滚轮62大于四个水陆行驶轮52，沿上主体11连接轴能转动的连接杆61，让滚轮62贴近地面或者水面。在空中贴壁移动时，向上拉伸弹簧控制的连接杆61，让滚轮62可以贴壁滚动。具体地，在地面或者水面上移动时，滚轮62可通过重力的作用贴近地面或者水面，不产生悬空的缺陷，让滚轮62通过地面或者水面的摩擦更加精确记录移动距离。在空中贴壁移动时，利用向上拉伸弹簧拉住连接杆61，让滚轮62可以贴壁滚动。与滚轮62同轴连接的编码器63采集滚轮62的转动圈数换算求得机器人的移动距离。

移动记录组件6的工作原理如下：

在有水或者无水状况下三栖管道机器人行走前进的时候，滚轮62由于重力作用是通过与地面或者水面产生摩擦力被动的转动，带动编码器63记录滚轮62的转数达到记录行走距离，是顺时针记录，而在空中贴壁行走，由于向上拉伸弹簧的作用力，让滚轮62与管道上壁产生摩擦力而被动的转动，这种是逆时针转动，可以通过软件设置让编码器63逆时针反转也能记录行走距离。

作为可选的实施方式，参见图1和图2所示，滚轮62为锯齿形的可充气滚轮，锯齿形的滚轮可以防止出现打滑，可充气滚轮可以降低机器人的总体重量，有助于机器人在水上或空中移动。优选地充气滚轮里面所充气为比空气轻的气体，便于提升浮力，减轻整体重量。

作为可选的实施方式，参见图1和图2所示，水陆行驶轮52为可充气轮，锯齿形的滚轮可以防止出现打滑，可充气滚轮可以降低机器人的总体重量，有助于机器人在水上或空中移动。优选地充气滚轮里面所充气为比空气轻的气体，便于提升浮力，减轻整体重量。

作为可选的实施方式，参见图2和图3所示，摄像组件3包括旋转电机31和设于旋转电机31输出轴上的摄像头32，旋转电机31和摄像头32均与电控组件2电连接。旋转电机31可以转动调整摄像头32的拍摄仰俯角度，有利于拍摄。

作为可选的实施方式，参见图3所示，摄像头32周围设有LED灯33，LED灯33与电控组件2电连接，LED灯33可以为摄像头32拍摄补光。

作为可选的实施方式，电控组件2包括控制器和蓄电池，控制器与蓄电池电连接，控制器控制旋翼电机41和驱动电机51，并获取编码器63和摄像头32采集的数据。进一步地，电控组件2还包括无线通信模块，无线通信模块与控制器电连接。电控组件通过无线通信模块与地面的主控显示终端连接，接收地面主控显示终端控制，以及将拍摄的视频数据回传到地面显示终端，避免有线带来的不便。

本实用新型的水陆空三栖管道机器人，其工作原理如下：

当管道内有水时，可选择水上移动方式，当管道里地面有障碍物时，可选择空中飞行移动方式。若选择水上移动方式，主体可浮于水面上，电控组件可控制四个旋翼电机提升一定的升力，让水陆空三栖管道机器人更加轻便，同时电控组件控制四个驱动电机驱动水陆行驶轮顺时针转动在水中前进，反之可以在水面后退。

当管道有水的时候，或者管道有障碍物的情况下，可选择空中飞行移动方式，电控组件控制四个旋翼电机驱动旋翼旋转，主体采用贴近管道壁，在空中飞行前进或后退。或者旋翼旋转提供足够大的升力，让三栖管道机器人主体上面的四个水陆行驶轮贴在管道壁上，电控组件让四个驱动电机转动，让四个水陆行驶轮逆时针转动，实现三栖机器人在管道壁移动前进，反之在管道壁后退。

当管道内无水时，可选择管道里地面移动，电控组件控制四个驱动电机驱动水陆行驶轮顺时针转动在地面上前进，反之可以后退。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水陆空三栖管道机器人，其特征在于，包括：

主体(1)，其设有密封腔体，所述主体(1)可浮于水面上；

电控组件(2)，其设于所述密封腔体内部；

摄像组件(3)，其设于所述主体(1)前端，所述摄像组件(3)与所述电控组件(2)电连接；

飞行组件(4)，其包括四个旋翼电机(41)，每个旋翼电机(41)的输出轴均连接有旋翼(42)，四个所述旋翼电机(41)均与所述电控组件(2)电连接，且对称设置在主体(1)上的四个角上；

水陆行驶组件(5)，其包括四个驱动电机(51)，每个所述驱动电机(51)连接一个水陆行驶轮(52)，四个所述驱动电机(51)设于所述主体(1)内部且与所述电控组件(2)电连接，四个所述水陆行驶轮(52)前后对称设置在主体(1)的两侧。

2.如权利要求1所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于，包括：

所述主体(1)包括上主体(11)和下主体(12)，所述上主体(11)与下主体(12)可拆卸连接，所述密封腔体设于所述上主体(11)上，所述下主体(12)为可充气气囊。

3.如权利要求2所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于，还包括：

移动记录组件(6)，其包括连接杆(61)、滚轮(62)和编码器(63)，连接杆(61)与所述上主体(11)后端活动连接，所述连接杆(61)末端铰接滚轮(62)，所述滚轮(62)的外径大于所述水陆行驶轮(52)的外径，所述滚轮(62)同轴连接一编码器(63)，所述编码器(63)与所述电控组件(2)电连接。

4.如权利要求3所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述滚轮(62)为锯齿形的可充气滚轮。

5.如权利要求1所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述水陆行驶轮(52)为锯齿形的可充气滚轮。

6.如权利要求1所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：

所述摄像组件(3)包括旋转电机(31)和设于所述旋转电机(31)输出轴上的摄像头(32)，所述旋转电机(31)和摄像头(32)均与所述电控组件(2)电连接。

7.如权利要求6所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述摄像头(32)周围设有LED灯(33)，所述LED灯(33)与所述电控组件(2)电连接。

8.如权利要求1所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述电控组件(2)包括控制器和蓄电池，所述控制器与蓄电池电连接。

9.如权利要求8所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述电控组件(2)还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接。

10.如权利要求1所述的水陆空三栖管道机器人，其特征在于：所述旋翼电机(41)和驱动电机(51)均为无刷电机。

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