[发明专利]多运动模态管道外壁攀爬检测机器人

权利要求书

1.一种多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于：

两个适于在管道外壁攀爬的圆形模块，其能够沿所述管道的轴线方向移动，也能够绕所述管道的轴线旋转；每个圆形模块包括圆形主体，以及安装在所述圆形主体上的三个直线驱动器(9)，所述的直线驱动器的推杆末端安装有驱动轮；通过控制所述推杆进行直线运动，能够调整三个驱动轮之间形成的包络圆形面的直径，以适应不同的管道直径；

一个翻转装置，所述两个圆形模块基本对称地连接在所述翻转装置两端，并且可以相对于所述翻转装置转动一定的角度；

一个转向装置，所述驱动轮在直线驱动器的执行下可以转动一定角度，从而实现机器人的转向功能；

所述机器人能够通过至少一个所述圆形模块在所述管道外壁攀爬，并且具有跨越障碍物的能力。

2.根据权利要求1所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，每个所述圆形模块分别以半圆形框架(1，2)作为主体，当机器人沿直管道移动时，两个圆形模块的半圆形框架保持同心；所述半圆形框架上安装有圆弧导轨(7),圆弧导轨的夹角为180度；每个所述圆弧导轨上装有三个滑块，其中的中心滑块(5)被固定，其余两个滑块(16)可以沿所述圆弧导轨滑动。

3.根据权利要求2所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述三个直线驱动器(9)分别通过安装板安装在所述三个滑块上，所述直线驱动器的推杆输出末端安装有驱动轮(12)和导向轮(11)，所述驱动轮由驱动伺服电机及减速器(13)直接驱动；每个直线驱动器(9)在尾转向伺服电机(6)的驱动下可以实现旋转运动。

4.根据权利要求3所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述中心滑块的安装板与所述半圆形框架固定连接；两个可动滑块上的安装板为齿型板(14)，分别与所述半圆形框架上的导轨伺服电机(17)通过齿轮(15)啮合。

5.根据权利要求1所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述翻转装置包括连杆机构和伺服电机。

6.根据权利要求7所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述连杆机构(3)由所述翻转伺服电机(4)驱动，用来实现两个圆形模块之间的相对转动，使机器人可以在一个圆形模块沿管道运动的同时，另一个圆形模块可以抬起从而顺利通过复杂的管道和躲避障碍物。

7.根据权利要求3所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述直线驱动器(9)具有一个转动自由度，控制轮子的转动实现转向功能，使机器人可以沿管道进行圆周运动。

8.根据权利要求3所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，在驱动轮(12)与直线驱动器(9)之间装有压力传感器(10)，以保证机器人与管道之间具有合适的夹紧力；每个伺服电机后带有旋转编码器，通过反馈信息来精确控制各传动装置的移动距离。

9.根据权利要求1所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，每个圆形模块上都有各自的控制箱，该控制箱由嵌入式主控机、无线收发器等组成，操作人员通过手持控制终端可以看到摄像头返回的图像，并且可以控制机器人的运动。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于，所述两个圆形模块主体上安装有摄像头，并且可以安装各种操作工具。