[发明专利]一种柔性管道巡检装置

说明书

本发明公开了一种柔性管道巡检装置，其包括：前驱装置、后驱装置、视觉测量系统、柔性连接杆。通过偏心轮改变悬架高度，实现运动机构的伸长和缩短，使巡检装置的轮子能附着于不同直径管道的管壁运动；通过安装在各个运动机构上的力传感器实时测量着地负载和着地点的地形参数；通过视觉测量系统实现管道的几何形貌测量、路径导航和温度监测；通过柔性连接杆使前驱装置与后驱装置发生相对扭转，实现多通分叉管道内的转弯转向。基于上述一种柔性管道巡检装置满足复杂管道工况现场巡检的需要。

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及到一种柔性管道巡检装置，适用于复杂口径和多通分叉管道的巡检。

背景技术

当前，管道巡检是地下管路工程、远程高压输配电、隧道与桥梁工程、城市规划、智慧楼宇等重大工程领域的重要组成部分，也是国防与民生等基础设施建设的重要内容之一。但是，受到各工程应用领域的管道门类繁多、管腔环境复杂、巡检指标多样等的影响，人工巡检方式已经严重制约了大规模管道工程项目的巡检质量和效率。因此，利用安装有检测传感器的巡检装置来完成管道内腔环境的巡检作业已逐渐成为智慧城市的研究热点。

目前，管道巡检装置种类繁多，轮辐式机器人适用于一般环境的巡检作业，但自主越障能力较差；双履带式机器人可用于复杂地形结构的管道巡检，但其刚性结构不利于狭小空间和多通分叉管道的连续转弯；无线缆式巡检机器人可用于长距离矿井巷道的环境检测，提高巡检机器人的续航能力和巡检范围；微型机器人可用于微小管道及孔结构的巡检。这些巡检机器人通过配置测量传感器就能在管道内实现不同的测试功能。但是，由于管道机器人对结构的柔性度要求很高，一般的刚性体机械结构很难实现狭小、多通分叉和变管径的管道巡检，而刚性较差的结构往往会降低测量装置的检测精度。因此，开发一种适用于复杂口径和多通分叉管道的巡检装置意义重大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种柔性管道巡检装置。

本发明一种柔性管道巡检装置，具体包括：前驱装置、后驱装置、视觉测量系统、柔性连接杆；其中，视觉测量系统安装在前驱装置的正前方中心位置，用于测量前进方向的几何信息，前驱装置通过柔性连接杆与后驱装置通过球铰链连接，使得柔性管道巡检装置能够沿着管道轴向前进和后退；

前驱装置具体包括：前驱1号运动机构、前驱2号运动机构、前驱3号运动机构、前驱悬架、前驱偏心轮；

前驱1号运动机构具体包括：前驱1号轮、前驱1号电机、前驱 1号力传感器、前驱1号减震器、前驱1号连杆、前驱1号副杆；其中，前驱1号副杆通过铰链与前驱1号连杆连接，前驱1号连杆通过铰链与前驱1号减震器的一端连接，前驱1号减震器的另一端与前驱 1号力传感器的一端同轴固定，前驱1号力传感器的另一端通过输出轴与前驱1号轮连接，使输出轴的轴线方向指向前驱1号轮的圆心，前驱1号轮通过前驱1号电机驱动，实现前驱1号轮的旋转运动；前驱1号减震器用于减小前驱1号轮的弹跳对前驱悬架的冲击，前驱1 号力传感器用于实时测量前驱1号轮的着地负载，根据负载的大小判断着地位置的地形；

前驱2号运动机构具体包括：前驱2号轮、前驱2号电机、前驱 2号力传感器、前驱2号减震器、前驱2号连杆、前驱2号副杆；其中，前驱2号副杆通过铰链与前驱2号连杆连接，前驱2号连杆通过铰链与前驱2号减震器的一端连接，前驱2号减震器的另一端与前驱 2号力传感器的一端同轴固定，前驱2号力传感器的另一端通过输出轴与前驱2号轮连接，使输出轴的轴线方向指向前驱2号轮的圆心，前驱2号轮通过前驱2号电机驱动，实现前驱2号轮的旋转运动；前驱2号减震器用于减小前驱2号轮的弹跳对前驱悬架的冲击，前驱2 号力传感器用于实时测量前驱2号轮的着地负载，根据负载的大小判断着地位置的地形；