CN214293091U - 管道探测装置及探测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种管道探测装置及探测机器人。其中，管道探测装置包括主体结构、行走轮和侧向驱动轮，主体结构的两端分别对称的构造有端部机构，每个端部机构的底部分别安装有一对行走轮，每个端部机构的端面安装有侧向驱动轮。该管道探测装置能够利用行走轮驱动主体结构在管道内部行进，并且侧向驱动轮沿管道的侧壁滚动，从而在该管道探测装置行进至管道的拐弯位置时，侧向驱动轮能够对主体结构起到侧面导向的作用，从而使该管道探测装置实现自动的姿态调整，以提高该管道探测装置在管道内部行进的灵活性，进而更高效和更准确的实现对管道内部状态的检测工作。

Description

管道探测装置及探测机器人

技术领域

本实用新型涉及管道布防施工设备技术领域，尤其涉及一种管道探测装置及探测机器人。

背景技术

目前城市现有管道多属于隐蔽工程，一旦施工完成，很难对管道现状进行探测，无法获知管道的连通性和质量，给施工、维护、验收、设计等工作带来很大困难。尤其通信管道，由于其内管大多采用硅芯管或PVC管作为内衬，很容易发生破损，造成管道堵塞，无法继续使用。维护和施工人员又缺少必要手段获知管道质量，造成后期通信光缆沿管道布防时无法正常施工，增加各方施工成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种管道探测装置，用以解决现有技术中难以对管道的内部现状进行精确探测，从而无法获知管道的连通性和质量的缺陷。

本实用新型还提供一种探测机器人。

本实用新型提供一种管道探测装置，包括主体结构、行走轮和侧向驱动轮，所述主体结构的两端分别对称的构造有端部机构，每个所述端部机构的底部分别安装有一对行走轮，每个所述端部机构的端面安装有侧向驱动轮。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，还包括驱动组件，所述驱动组件安装于所述主体结构内，并与一对所述行走轮连接。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，所述驱动组件包括驱动电机、减速机构和一对锥齿轮对，一对所述行走轮连接于同一主轴的两端，所述主轴通过所述锥齿轮对与所述减速机构连接，所述减速机构连接于所述驱动电机。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，所述减速机构包括第一减速齿轮组和第二减速齿轮组，所述第一减速齿轮组和所述第二减速齿轮组连接于所述驱动电机和所述锥齿轮对之间。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，所述锥齿轮对包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套装于所述主轴外，所述第二锥齿轮连接于所述减速机构。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，所述端部机构的端面间隔连接有一对所述侧向驱动轮，一对所述侧向驱动轮的滚动方向相同。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，还包括图像采集机构，所述图像采集机构安装于所述端部机构的端面上。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，所述图像采集机构包括摄像头、光源和存储器，所述摄像头安装于所述端部机构的端面，所述光源安装于所述摄像头与所述端部机构之间；所述存储器安装于所述主体结构内，并与所述摄像头连接。

根据本实用新型提供的一种管道探测装置，还包括控制机构和防跌落传感器，所述控制机构安装于所述主体结构内，并与所述防跌落传感器信号连接；所述防跌落传感器安装于所述端部机构的端面上。

本实用新型还提供一种探测机器人，包括如上所述的管道探测装置。

本实用新型提供的管道探测装置至少具备以下有益效果：

本实用新型提供的管道探测装置包括主体结构、行走轮和侧向驱动轮，主体结构的两端分别对称的构造有端部机构，每个端部机构的底部分别安装有一对行走轮，每个端部机构的端面安装有侧向驱动轮。该管道探测装置能够利用行走轮驱动主体结构在管道内部行进，并且侧向驱动轮沿管道的侧壁滚动，从而在该管道探测装置行进至管道的拐弯位置时，侧向驱动轮能够对主体结构起到侧面导向的作用，从而使该管道探测装置实现自动的姿态调整，以提高该该管道探测装置在管道内部行进的灵活性，进而更高效和更准确的实现对管道内部状态的检测工作。

本实用新型提供的探测机器人，包括上述的管道探测装置。通过设置上述的管道探测装置，使得该探测机器人能够具有上述的管道探测装置的全部优点，具体在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本实用新型提供的管道探测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的驱动组件的结构示意图；

图3是本实用新型提供的管道探测装置的侧视图。

附图标记：

100：主体结构； 101：端部机构 200：行走轮；

201：驱动电机； 202：第一减速齿轮组； 203：第二减速齿轮组；

204：锥齿轮对； 205：供电机构； 300：侧向驱动轮；

400：图像采集机构；

500：防跌落传感器；

600：控制机构。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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作出创造性劳动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。

下面结合图1至图3描述本实用新型的管道探测装置(本实用新型实施例中简称为“探测装置”)。该探测装置能够应用于通信光缆沿管道布放施工环境下，对管道内部进行自动探路寻路并检测管道内部的情况，从而真实记录管井内部数据，并能以视频图像的方式将内部数据记录下来，并向控制机构600实时回传管道内部可视化结构，从而确认管道内部的结构，分辨管道的连通性，及时准确的识别堵塞管道的异物类型，极大地提高了管道施工维护的效率和准确率，也可以将获取的图像实时传送给远端总控制台或网管。

如图1所示，本实用新型实施例的探测装置包括主体结构100、行走轮200和侧向驱动轮300。其中，主体结构100的两端分别对称的构造有端部机构101，对称设置的端部机构101能够帮助主体结构100在管道内部行进的过程中达到前后平衡的目的。每个端部机构101的底部分别安装有一对行走轮200，行走轮200能驱动该探测装置在管道内行进或倒退。每个端部机构101的端面安装有侧向驱动轮300，在行走轮200带动该探测装置行进或倒退的过程中，若探测装置与管道的内侧壁接触，则侧向驱动轮300能先行接触管道的内侧壁并沿管道的侧壁滚动，从而在该探测装置行进至管道的拐弯位置时，侧向驱动轮300能够对主体结构100起到侧面导向的作用，使该探测装置实现自动的姿态调整，以提高该该管道探测装置在管道内部行进的灵活性，进而更高效和更准确的实现对管道内部状态的检测工作，达到自动探路寻路的作用。

可理解的，该探测装置可以运用到管道环境复杂的隐蔽工程中。优选该探测装置的作业环境为直径2.5cm至10cm的硅芯、PVC以及钢等材质的密闭管道内。

可理解的，端部机构101的端面间隔连接有一对侧向驱动轮300，一对侧向驱动轮300的滚动方向相同，用以加强探测装置在管道内遇到拐角或弯道时端面对管道侧壁的抗压能力和自动调节姿势的能力。

可理解的，该探测装置具备自动姿态调整的功能，其主要靠侧向驱动轮300和行进轮的共同作用达到对主体结构100角度和姿态等状态的灵活调整，从而使探测装置能在复杂的微型管道环境中爬行，可适应一定的坡度和有侧倾角度的管道段，减少错报误报，完成探测的任务。

在一些实施例中，如图2所示，该探测装置还包括驱动组件，驱动组件安装于主体结构100内，并与一对行走轮200连接。驱动组件用于驱动行走轮200滚动，从而驱动探测装置的行进动作和倒退动作。为了实现结构可靠的动力传输过程，优选驱动组件包括驱动电机201、减速机构和一对锥齿轮对204。一对行走轮200连接于同一主轴的两端，主轴通过锥齿轮对204与减速机构连接，减速机构连接于驱动电机201。进一步优选的，为了便于调速，减速机构包括第一减速齿轮组202和第二减速齿轮组203，第一减速齿轮组202和第二减速齿轮组203连接于驱动电机201和锥齿轮对204之间。为了节约主体结构100内部空间，合理改变动力传输方向，优选锥齿轮对204包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮套装于主轴外，第二锥齿轮连接于减速机构。

可理解的，主体结构100优选为长条形结构，边缘可构造为不规则形状，只要使主体结构100的端部机构101具备能够安装侧向驱动轮300的端面即可。主体结构100内部安装有发动机，两端的端部机构101中安装有驱动组件和供电机构205。优选主体结构100的材质为铝合金或不锈钢材质，通过机加工而成，以保证其使用强度符合要求。优选主体结构100的机身内外均采用全密封防水架构组成，可充分适应管道内的恶劣环境。

可理解的，供电机构205为蓄电池，进一步优选为充电锂电池，通过对蓄电池进行电源监控，可以随时监测电池工作状态。蓄电池单次充电可保证探测装置持续爬行1km，充分保证探测装置不会因为断电问题滞留在管道。上述的1km爬行时间预计不超过15min，以保证管道探测的工作效率，节省时间。优选主体结构100上安装有拖拽辅助线，以避免探测装置迷失于管道内，该拖拽辅助线的长度至少有1km，以节省成本并方便回收。

可理解的，为了提高该检测装置在管道内的姿态更加安全，防止翻车，优选前后设置的行走轮200之间通过履带连接。

可理解的，发动机采用H桥电路经控制机构600驱动，使之能够实现正反转以及转速控制。

可理解的，优选上述的驱动组件中的各个齿轮均通过合理的减速比实现驱动电机201的输出轴的动力可靠输出。

在一些实施例中，该探测装置还包括控制机构600。控制机构600安装于主体结构100内，用于对探测装置的姿态、驱动动力输出状态、数据信号采集状态以及电池电压等机构的工作状态进行驱动和监控。为了对探测装置做出更精细的控制，信号采集内容需要包含驱动电机201的电流、电池的电压以及机身姿态信号等数据。

在一些实施例中，如图3所示，该探测装置还包括防跌落传感器500。防跌落传感器500与控制机构600信号连接，并且防跌落传感器500安装于端部机构101的端面上。防跌落传感器500能够对探测装置行进或倒退过程中端面机构面临的环境状态进行信号采集，例如探测装置的机身姿态信号、管道壁面是否有破损等，从而提高探测装置在工作过程中的安全性。对应的，在控制机构600中设计了重力感应器，若机器人跑通微型管道，在下坠后控制机构600能自动发送信号给驱动组件以使探测装置停止前进，从而防止跌落破坏。

在一些实施例中，如图3所示，该探测装置还包括图像采集机构400。图像采集机构400安装于端部机构101的端面上，用以在探测装置行进过程中能够实时采集并监控管道内部的情况，并且可以在探测装置遇到管道阻塞的时候，对堵塞部位的视频图像数据进行及时的采集，以便识别堵塞的异物类型。

可理解的，图像采集机构400包括摄像头、光源和存储器。摄像头安装于端部机构101的端面，用于拍摄并采集视频图像数据。光源安装于摄像头与端部机构101之间，以便于在摄像头拍摄过程中进行补光。存储器安装于主体结构100内，并与摄像头连接。

与现有的管道探测技术相比，该探测装置提高了探测效率，通过自动姿态调整功能使该探测装置能够对管道内部进行连续的自动探测，从而替换了原技术依靠人工逐段排查的模式。穿越一公里长的管道用时不超过10分钟，且电源机构可进行灵活更换，便于人工充放电，极大地增加了探测效率。并且，能够有效保证探测人员人身安全，避免探测人员在复杂的管道环境下作业的风险，保障探测人员的人身安全。并且，大大提高了探测结果的准确性，探测装置可以将获取的图像实时传送给远端总控制台或网管，避免探测人员误判的可能性，提高了探测结果的准确性。

基于上述的管道探测装置的结构，本实用新型实施例进一步提供了探测机器人。该管道探测机器人包括上述的管道探测装置。通过设置上述的管道探测装置，使得该探测机器人能够具有上述的管道探测装置的全部优点，具体在此不再赘述。

该智能探测机器人主要使用场景为微型管道查勘，具体为：通过智能探测机器人的探测装置前端上部搭载的摄像头采集勘察图像数据，进而进行管道内部情况影像记录，最后将视频数据实时传回控制端或手机终端的远程控制台。并且，上述的管道查勘的视频图像数据均有实时性，便于及时调整。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，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实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管道探测装置，其特征在于，包括主体结构、行走轮和侧向驱动轮，所述主体结构的两端分别对称的构造有端部机构，每个所述端部机构的底部分别安装有一对行走轮，每个所述端部机构的端面安装有侧向驱动轮。

2.根据权利要求1所述的管道探测装置，其特征在于，还包括驱动组件，所述驱动组件安装于所述主体结构内，并与一对所述行走轮连接。

3.根据权利要求2所述的管道探测装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、减速机构和一对锥齿轮对，一对所述行走轮连接于同一主轴的两端，所述主轴通过所述锥齿轮对与所述减速机构连接，所述减速机构连接于所述驱动电机。

4.根据权利要求3所述的管道探测装置，其特征在于，所述减速机构包括第一减速齿轮组和第二减速齿轮组，所述第一减速齿轮组和所述第二减速齿轮组连接于所述驱动电机和所述锥齿轮对之间。

5.根据权利要求3所述的管道探测装置，其特征在于，所述锥齿轮对包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套装于所述主轴外，所述第二锥齿轮连接于所述减速机构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的管道探测装置，其特征在于，所述端部机构的端面间隔连接有一对所述侧向驱动轮，一对所述侧向驱动轮的滚动方向相同。

7.根据权利要求1至5任一项所述的管道探测装置，其特征在于，还包括图像采集机构，所述图像采集机构安装于所述端部机构的端面上。

8.根据权利要求7所述的管道探测装置，其特征在于，所述图像采集机构包括摄像头、光源和存储器，所述摄像头安装于所述端部机构的端面，所述光源安装于所述摄像头与所述端部机构之间；所述存储器安装于所述主体结构内，并与所述摄像头连接。

9.根据权利要求1至5任一项所述的管道探测装置，其特征在于，还包括控制机构和防跌落传感器，所述控制机构安装于所述主体结构内，并与所述防跌落传感器信号连接；所述防跌落传感器安装于所述端部机构的端面上。

10.一种探测机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的管道探测装置。

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