[发明专利]一种直轮驱动式管道巡检机器人

说明书

本发明提供了一种新式结构的管道巡检机器人，包括巡检机构、连接机构、驱动机构、后支撑轮机构、后置检测系统和底盘骨架，所述驱动机构和后支撑轮机构均安装在底盘骨架上，所述巡检机构通过连接机构安装在底盘骨架前端；其重新设计了支撑系统和驱动系统的结构及组合类型，使得本发明的管道巡检机器人不仅能在大角度弯管道和直径变化的管道内行走，又可以在水平面上顺利地爬行，完成作业任务，极大提升了管道巡检机器人的工况适应能力。

技术领域

本发明涉及管道检修设备、管道机器人技术领域，具体涉及一种直轮驱动式管道巡检机器人。

背景技术

管道输送凭借着输送量大、方便快捷、低成本等优势，在国民经济中占有越来越大的比重，已广泛应用于石油、化工、能源、城市供排水、农业灌溉、核工业等领域。然而管道长期处于压力大的恶劣环境中，很容易受到水、油混合物、硫化氢等有害物质的腐蚀。这些管道受蚀后，管壁变薄，容易产生裂缝，造成漏油、漏气的问题，存在重大安全生产隐患和经济损失，因此研究工程应用中的管道巡检机器人具有很高的实用价值和学术价值。就目前发展现状而言，国内外都在研制各种各样的管道机器人，但是对于大多数的管道爬行机器人，他们有一些共同的不足之处就是不能在底面水平或者大角度弯曲的管道中爬行，只能在单一的管道结构中爬行。所以本发明的目的就是要对其它目前已有的管道爬行机器人进行改进，使改进后的管道爬行机器人不仅能在大角度弯管道和直径变化的管道同时又能在水平面上顺利地爬行和完成作业任务。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新式结构的管道巡检机器人，其重新设计了支撑系统和驱动系统的结构及组合类型，使得本发明的管道巡检机器人不仅能在大角度弯管道和直径变化的管道内行走，又可以在水平面上顺利地爬行，完成作业任务，极大提升了管道巡检机器人的工况适应能力。

本发明采用的技术方案如下：一种直轮驱动式管道巡检机器人，包括：巡检机构、连接机构、驱动机构、后支撑轮机构、后置检测系统和底盘骨架，所述驱动机构和后支撑轮机构均安装在底盘骨架上，所述巡检机构通过连接机构安装在底盘骨架前端；

所述巡检机构主体为行走盘，所述行走盘的外周侧固定连接有多个前支撑轮机构，所述行走盘的前端安装有传感器和前摄像头，所述传感器包括湿度传感器、温度传感器、气体成分检测传感器、测障用的超声波传感器等，可以根据实际的工况进行更换安装，具体的，所述行走盘内部中空，以方便安装传感器及铺设传感器的线路。所述前支撑轮机构由转换螺丝、连接螺丝和轮体组成，所述连接螺丝连接在行走盘外周面上，其内部安装有长弹簧，所述转换螺丝连接在所述连接螺丝远离行走盘的端部的中孔内，所述长弹簧可推动转换螺丝远离所述连接螺丝或复位，所述轮体可转动地安装在所述转换螺丝远离连接螺丝的端部。

所述连接机构包括回转舵机、回转舵机支架、滑台和滑块，所述回转舵机通过舵机壳固定安装在底盘骨架的前端，所述回转舵盘可带动回转舵机支架左右摆动运动；所述滑台呈竖直方向地固定安装在所述回转舵机支架上，所述滑块可上下滑动调节位置地安装在所述滑台上，所述滑块与巡检机构的行走盘固定连接，通过滑块上下滑动调节位置可调节所述行走盘在竖直方向上的位置，所述回转舵机可通过舵盘带动行走盘左右摆动；

所述驱动机构安装在底盘骨架上，所述驱动机构包括左右对称布置在底盘骨架两侧的两个调角舵机，所述调角舵机通过舵盘安装行走轮系统，从而可通过调角舵机调整两个行走轮系统之间的张合角度，具体的，所述调角舵机固定安装在支座上，所述支座为L形结构，每个调角舵机的两侧均固定有一个支座，所述支座的L形结构的一个支臂用于与调角舵机固定连接，另一支臂与所述底盘骨架弹性的安装在一起。所述支座的L形结构的另一支臂与底盘骨架之间通过六角头螺栓和螺母配合安装，且所述六角头螺栓位于支座与底盘骨架之间的位置处套设有短弹簧，所述短弹簧使得调角舵机与行走轮系统组成的整体相对于底盘骨架具备一定幅度的变径效果。所述驱动机构还包括舵机盖，所述舵机盖留有一定空隙的盖覆在所述调角舵机的上方，且所述舵机盖与底盘骨架之间固定连接，起到保护调节舵机的作用。