[发明专利]一种自调节式管道机器人及其在管道内的工作方法

权利要求书

1.一种自调节式管道机器人，包括主体一、主体二、摄像头和控制芯片，其特征在于：所述的主体一包括电机一、安装座一、壳体一、调整单元一、旋转座一、连接架、电机四、安装座三和电机五；所述的主体二包括电机二、壳体二、连接架、调整单元二、安装座二和旋转座二；调整单元一和调整单元二的结构完全相同，均包括接头一、接头二、丝杠、螺母座、四杆机构和滚轮；接头一和接头二上均设有周向均布的三个铰接部一，接头一的每个铰接部一与接头二周向位置对应的铰接部一通过四杆机构连接；四杆机构由连杆一、连杆二、连杆三和连接杆构成；连杆二的一端与接头一的铰接部一通过铰链连接，另一端通过铰链连接有滚轮；连杆三的一端与接头二的铰接部一通过铰链连接，另一端通过铰链连接有滚轮；连接杆两端分别与连杆二和连杆三靠近滚轮位置处通过铰链连接；丝杠与螺母座构成螺旋副，螺母座上设有周向均布的三个铰接部二，每个铰接部二与一根连杆一一端通过铰链连接，每根连杆一另一端与一个四杆机构的连杆二中部通过铰链连接；调整单元一的其中一个滚轮上设有电机五，电机五驱动滚轮滚动；

所述的调整单元一中，接头一与安装座一固定连接，接头二与安装座三固定连接，丝杠的一端与电机一的输出轴固定连接并通过轴承支承在安装座一上，另一端通过轴承支承在安装座三上；摄像头、安装座一和电机一的底座均与壳体一固定连接；壳体一与安装座三通过连接架固定连接；

所述的调整单元二中，接头二与安装座二固定连接，接头一与旋转座二固定连接，丝杠的一端与电机二的输出轴固定连接并通过轴承支承在安装座二上，另一端通过轴承支承在旋转座二上；安装座二和电机二的底座均与壳体二固定连接；旋转座二与壳体二通过连接架固定连接；

所述的旋转座一和旋转座二通过铰链连接；电机四的底座固定在安装座三上，电机四的输出轴与旋转座一固定；所述的摄像头将拍摄到的图像数据传给控制芯片，控制芯片控制电机一、电机二、电机四和电机五。

2.根据权利要求1所述的一种自调节式管道机器人，其特征在于：所述的电机五为轮毂电机。

3.根据权利要求1或2所述的一种自调节式管道机器人，其特征在于：所述的主体一还包括齿轮一，主体二还包括电机三和齿轮二；所述的齿轮一与旋转座一固定连接，所述电机三的底座与旋转座二固定连接；所述的齿轮二与旋转座二构成转动副，电机三的输出轴与齿轮二固定连接；电机三由控制芯片控制。

4.根据权利要求3所述的一种自调节式管道机器人在管道内的工作方法，其特征在于：该方法具体如下：

电机五驱动滚轮沿着管道内壁滚动，当摄像头拍摄到管道出现直径变大或者变小的结构时，控制芯片控制主体一中电机一驱动丝杠正转或反转，使得调整单元一适应管径的变化，调整单元一中的滚轮与管道内壁贴合；当主体一进入后，由于主体一和主体二之间通过铰链连接，当主体二进入管道时，主体二中电机二正转或反转，使得调整单元二适应管径的变化，调整单元二中的滚轮与管道内壁贴合；当摄像头拍摄到管道出现弯曲时，电机四带动旋转座一转动，电机三带动齿轮二转动，通过齿轮一与齿轮二的啮合，当主体一能绕着铰接块一和铰接块二的铰接轴转动时，就能适应管道的弯曲半径从而进入弯曲管道；主体一进入弯曲管道后，电机四停转；随着主体一进入弯曲管道，电机三继续带动齿轮二转动，不断调整主体一和主体二之间的角度，直至主体二完全进入管道，电机三停转，此时主体一和主体二的丝杠平行；主体一和主体二在位姿调整过程中，在主体一中电机一和主体二中电机二正转或反转驱动下，调整单元一和调整单元二中的滚轮始终与管壁接触。