[发明专利]用于管道内壁裂痕检测机器人及其方法

权利要求书

1.用于管道内壁裂痕检测机器人，其特征在于：包括裂痕检测机构(074)，所述裂痕检测机构(074)的前后端分别通过前支撑弹簧(73)和后支撑弹簧(77)对称连接有前行走单元(71)和后行走单元(72)；所述前行走单元(71)和后行走单元(72)能带动所述裂痕检测机构(074)沿被测管道(50)的内壁行进；

所述裂痕检测机构(074)包括前后对称的前同步电机(86)和后同步电机(78)，所以前同步电机(86)的前输出轴(74)的末端与后同步电机(78)的后输出轴(76)的末端同轴心固定连接；所述前输出轴(74)与所述后输出轴(76)的连接处垂直固定连接有伸缩杆座(75)，所述伸缩杆座(75)的末端固定连接有电动伸缩杆(79)，所述电动伸缩杆(79)的推杆(82)末端固定安装有检测摄像头(80)，所述检测摄像头(80)的镜头(81)对应被测管道(50)的内壁；所述前支撑弹簧(73)和后支撑弹簧(77)的一端分别固定在所述前同步电机(86)和后同步电机(78)的机壳尾部。

2.根据权利要求1所述的用于管道内壁裂痕检测机器人，其特征在于：所述前行走单元(71)和后行走单元(72)均包括螺纹筒(15)，所述螺纹筒(15)的一端固定连接在前支撑弹簧(73)或后支撑弹簧(77)的末端，且所述螺纹筒(15)与前输出轴(74)或后输出轴(76)同轴心设置；

还包括舵机座(5)，所述舵机座(5)上安装有舵机(89)，所述舵机座(5)上还固定安装有丝杆安装座(6)，还包括与所述螺纹筒(15)同轴心的丝杆(8)，所述丝杆(8)的一端通过轴承与所述丝杆安装座(6)转动连接；所述丝杆(8)的另一端与所述螺纹筒(15)的内螺纹螺纹配合；所述舵机(89)的输出端与所述丝杆(8)传动连接，所述舵机(89)带动所述丝杆(8)旋转；

所述螺纹筒(15)远离裂痕检测机构(074)的一端同轴心固定安装有环形的第一铰接件座(14)，所述第一铰接件座(14)的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第一铰接件(13)；所述舵机座(5)靠近所述裂痕检测机构(074)的一端固定安装有环状的第二铰接座(4)；所述第二铰接座(4)的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第二铰接件(7)；所述前行走机构(32)还包括三组沿丝杆(8)轴线呈圆周阵列分布的行走轮支架(87)；每组所述行走轮支架(87)均包括第一连杆(9)和第二连杆(10)，各所述第一连杆(9)的一端铰接连接对应的第二铰接件(7)，各所述第二连杆(10)的一端铰接连接对应的第一铰接件(11)；各所述第一连杆(9)的另一端均固定连接有主动轮单元(12)；各所述主动轮单元(12)与第一连杆(9)的连接处设置有第三铰接件(11)，各所述第二连杆(10)的另一端与所对应的第三铰接件(11)铰接连接；各所述主动轮单元(12)上均转动设置有主动轮(41)，所述主动轮单元(12)内的主动轮驱动电机能驱动所述主动轮(41)自旋转；各所述主动轮(41)的轴线均与所述丝杆(8)垂直；且各所述主动轮(41)能沿所述被测管道(50)的内壁滚动。

3.根据权利要求2所述的用于管道内壁裂痕检测机器人的执行方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，将裂痕检测机构(074)放入被测管道(50)内部，然后控制前行走单元(71)和后行走单元(72)上的舵机(89)，进而使丝杆(8)旋转，并且通过控制丝杆(8)旋转的旋转方向使螺纹筒(15)做逐渐靠近舵机座(5)的运动，由于螺纹筒(15)逐渐靠近舵机座(5)，进而使各个主动轮单元(12)做逐渐远离丝杆(8)轴线的运动，直至各个主动轮单元(12)上的主动轮(41)的轮面均接触到被测管道(50)的内壁，随着丝杆(8)的继续旋转，最终各个主动轮单元(12)上的主动轮(41)的轮面均紧密顶压被测管道(50)的内壁，此时裂痕检测机构(074)位于被测管道(50)的轴线位置；在此状态下暂停舵机(89)运行；

步骤二，同步启动各个主动轮单元(12)，使所有主动轮(41)以同一旋向转动，进而使各个主动轮(41)沿被测管道(50)滚动，进而带动前行走单元(71)、后行走单元(72)和裂痕检测机构(074)所构成的整体沿被测管道(50)内行走，直至裂痕检测机构(074)到达被测管道(50)内的预定检测段；在前行走单元(71)、后行走单元(72)和裂痕检测机构(074)所构成的整体在前行的过程中若遇到弯道、内径收缩或内径扩张的通道时适应性的控制前行走单元(71)和后行走单元(72)上的舵机(89)，使各个主动轮(41)的轮面始终保持能接触到被测管道(50)的内壁，进而使前行走单元(71)、后行走单元(72)和裂痕检测机构(074)所构成的整体结构能在被测管道(50)内稳定行走；

步骤三，裂痕检测机构(074)到达被测管道(50)内的预定检测段后，为了增加检测的准确度，控制放缓各个主动轮(41)的旋转速度，使裂痕检测机构(074)在被测管道(50)的检测段位置内缓慢推进；与此同时控制电动伸缩杆(79)，使检测摄像头(80)的位置逐渐向外运动至靠近被测管道(50)的内壁位置，使检测摄像头(80)的镜头(81)能清晰的扫描到被测管道(50)的内壁；然后同步控制前同步电机(86)和后同步电机(78)，使伸缩杆座(75)沿前输出轴(74)或后输出轴(76)轴线旋转，待伸缩杆座(75)旋转一周后，检测摄像头(80)的镜头(81)刚好扫描一圈被测管道(50)内壁；与此同时裂痕检测机构(074)在被测管道(50)的检测段位置在缓慢推进，待裂痕检测机构(074)完全通过被测管道(50)的检测段位置后，该被测管道(50)的检测段内壁也被摄像头(80)的镜头(81)完全扫描，摄像头(80)发现裂痕后会进行记录；进而实现了裂痕检测。