一种两栖排水管线勘测机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种两栖排水管线勘测机器人。

背景技术

机器人是能够自动执行任务的机器装置，可重复编程，其任务是协助或代替人类的工作，特别是对于危险、人类能力不能达到、精度要求极高的工作。发展了多年的排水管线机器人是特种机器人家族的一个重要成员，可在地下排水管线中运动工作，可代替人工进行排水管线勘测作业等工作，保证的勘测作业者的生命安全。

现有的排水管线勘测机器人多采用轮式机器人，但是一旦排水管线的水位过高轮式机器人就无法工作，此外还有蠕动式和蛇形的排水管线勘测机器人，这两种形式的机器人同样也无法在水位过高的环境中工作。另外对于蠕动式排水管线勘测机器人，其运动速度慢，勘测效率低下。对于蛇形排水管线机器人其负载能力小，难以加装勘测设备。

综上所述，现有的排水管线勘测机器人无法满足排水管线的勘测需求，亟需一种适应水陆两种环境的两栖排水管线勘测机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两栖排水管线勘测机器人，解决了传统的排水管线勘测机器人不能适应水陆两种作业环境的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种两栖排水管线勘测机器人，包括机身，还包括移动组件；所述移动组件包括滚筒和推进器，所述滚筒转动安装在所述机身上，所述推进器安装在所述机身上；所述滚筒包括第一端座、第二端座、滚动体和连接构件，所述第一端座与所述机身固定连接，并设置在所述机身上，所述第二端座与所述机身固定连接，并设置在所述机身上，所述连接构件设置在所述第一端座上，所述滚筒体通过所述连接构件与所述第一端座和所述第二端座连接，所述连接构件驱动所述滚动体进行转动。

其中，所述连接构件包括转轴、支撑轴、电机座和驱动部件，所述转轴与所述第一端座固定连接，并与所述滚动体通过轴承转动连接，且位于所述第一端座的一侧；所述支撑轴与所述第二端座固定连接，并与所述滚动体通过轴承转动连接；所述电机座与所述转轴固定连接，并位于所述转轴远离所述第一端座的一端；所述驱动部件设置在所述电机座上。

其中，所述驱动部件包括电机和法兰盘，所述电机的定子与所述电机座固定连接，并设置在所述电机座上；所述法兰盘与所述电机的转子固定连接，并与所述滚动体固定连接，且位于所述滚动体内部。

其中，所述滚动体具有阿基米德螺旋线叶片，所述阿基米德螺旋线叶片设置在所述滚动体上，并位于所述滚动体外侧。

其中，所述转轴内部为空心结构，能够让所述电机的控制线从内部引出。

其中，所述机身包括电子仓、供电仓、铝板和安装架，所述安装架与所述第一端座固定连接，并与所述第二端座固定连接，且与所述推进器连接；所述铝板与所述安装架固定连接，并设置在所述安装架上；所述电子仓与所述铝板固定连接，并位于所述铝板的一侧；所述供电仓与所述铝板固定连接，并位于所述铝板远离所述电子仓的一侧。

其中，所述电子仓包括上盖、第一仓体、总控板和摄像头，所述第一仓体与所述铝板固定连接，并位于所述铝板远离所述供电仓的一侧；所述上盖与所述第一仓体固定连接，并位于所述第一仓体的一侧；所述总控板与所述第一仓体固定连接，并位于所述第一仓体内部；所述摄像头与所述上盖固定连接，并与所述总控板电连接，且位于所述上盖的一侧。

本发明的一种两栖排水管线勘测机器人，在无水和少水的情况下，通过所述连接构件驱动所述滚动体转动，使所述滚动体能够驱动所述机身进行移动，在有水的情况下，所述滚动体提供的推力有限，因此通过所述推进器辅助驱动机身进行移动，从而实现使所述两栖排水管线勘测机器人能够在水陆两种环境下进行作业的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明第一实施例的两栖排水管线勘测机器人的整体结构示意图。

图2是本发明第一实施例的移动组件的结构示意图。

图3是本发明第二实施例的电子仓的安装结构示意图。

图4是本发明第二实施例的电子仓结构爆炸图。

图5是本发明第二实施例的密封垫片安装结构示意图。

图6是本发明第三实施例的供电仓结构爆炸图。

图中：101-机身、102-滚筒、103-推进器、104-第一端座、105-第二端座、106-滚动体、107-转轴、108-支撑轴、109-电机座、110-电机、111-法兰盘、112-阿基米德螺旋线叶片、201-电子仓、202-供电仓、203-铝板、204-安装架、205-上盖、206-第一仓体、207-总控板、208-摄像头、209-仓体壳、210-防护壳、212-灯具、213-密封垫片、214-齿状结构、301-第二仓体、302-开关电源、303-端盖。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

第一实施例：

请参阅图1和图2，其中图1是两栖排水管线勘测机器人的整体结构示意图，图2是移动组件的结构示意图。

本发明提供一种两栖排水管线勘测机器人，包括机身101和移动组件，所述移动组件包括滚筒102和推进器103，所述滚筒102包括第一端座104、第二端座105、滚动体106和连接构件，所述连接构件包括转轴107、支撑轴108、电机座109和驱动部件，所述驱动部件包括电机110和法兰盘111，所述滚动体106具有阿基米德螺旋线叶片112，所述转轴107内部为空心结构，通过两个所述滚动体106的转动驱动所述机身101在无水或少水的环境中进行移动，通过所述推进器103驱动所述机身101在有水的环境中移动，实现使所述两栖排水管线勘测机器人能够适应两栖环境的目的，可以理解的是，前述方案可以用在排水管线进行勘测时，还可以用于传统的排水管线勘测机器人不能适应水陆两种作业环境的问题上。

针对本具体实施方式，通过所述机身101对排水管线进行勘测。

其中，所述滚筒102转动安装在所述机身101上，所述推进器103安装在所述机身101上；所述第一端座104与所述机身101固定连接，并设置在所述机身101上，所述第二端座105与所述机身101固定连接，并设置在所述机身101上，所述连接构件设置在所述第一端座104上，所述滚筒102体通过所述连接构件与所述第一端座104和所述第二端座105连接，所述连接构件驱动所述滚动体106进行转动，所述滚筒102设置有两个，并分别位于所述机身101的左右两侧，在无水和少水的情况下，通过所述连接构件驱动所述滚动体106转动，使所述滚动体106能够驱动所述机身101进行移动，在有水的情况下，所述滚动体106提供的推力有限，因此通过所述推进器103辅助驱动机身101进行移动，从而实现使所述两栖排水管线勘测机器人能够在水陆两种环境下进行作业的目的。

其次，所述转轴107与所述第一端座104固定连接，并与所述滚动体106通过轴承转动连接，且位于所述第一端座104的一侧；所述支撑轴108与所述第二端座105固定连接，并与所述滚动体106通过轴承转动连接；所述电机座109与所述转轴107固定连接，并位于所述转轴107远离所述第一端座104的一端；所述驱动部件设置在所述电机座109上，所述转轴107与所述支撑轴108均通过轴承与所述滚动体106转动连接，所述滚动体106上安装有骨架油封，轴承与骨架油封之间采用密封油脂进行填充，由于所述滚动体106在本发明中起到了推进的作用，并需要提供所述机身101所需浮力，此外由于所述电机110并不防水，因此对于装配好的所述滚动体106需要进行内部防水处理，对于所述转轴107、所述支撑轴108与所述滚动体106之间，由于二者之间需要发生相对转动，因此用密封圈效果不好，故本发明采用骨架油封搭配轴承并在二者之间添加防水油脂的方法进行密封。

同时、所述电机110的定子与所述电机座109固定连接，并设置在所述电机座109上；所述法兰盘111与所述电机110的转子固定连接，并与所述滚动体106固定连接，且位于所述滚动体106内部。

所述阿基米德螺旋线叶片112设置在所述滚动体106上，并位于所述滚动体106外侧。

通过机身101控制所述电机110的工作并向所述电机110供电，所述电机110的转子转动时驱动所述法兰盘111转动，进而带动所述滚动体106进行转动，使所述滚动体106上的所述阿基米德螺旋线叶片112转动，所述阿基米德螺旋线叶片112转动过程中，当管道处于无水及少水状态下，所述阿基米德螺旋线叶片112与管道表面发生摩擦，驱动所述机身101向前移动，当管道处于有水状态下，所述阿基米德螺旋线叶片112旋转推动水流向后推出，驱动机器人向前移动，由于在有水环境下，所述滚动体106提供的推力有限，因此添加了所述推进器103，在排水管线环境有水状态下为所述机身101的运动提供推力。

另外，所述转轴107内部为空心结构，能够让所述电机110的控制线从内部引出，由于所述电机110在所述滚动体106的内部，因此将所述电机110的控制线从所述转轴107的内部空心结构处走出，并将所述转轴107外端用密封胶封死，至此，所述滚动体106内部完全防水。

使用本实施例的所述两栖排水管线勘测机器人时，通过所述机身101进行排水管线的勘测，并控制两个所述电机110的工作，当所述机身101在无水与少水状态下进行前进、后退与转向运动时：通过所述机身101控制所述电机110，在前进与后退过程中，两个所述滚动体106中的两个所述电机110的转速相同，在转向过程中两个所述电机110的转速不同，以实现差速转向，本发明中的机器人在排水管线中有水状态下前进、后退与转向的运动流程与在无水环境中的运动流程基本相同，唯二不同的两点是：1.在有水环境运动中，所述电机110的转速比在无水环境中快；2.在有水环境前进与后退的运动中，所述推进器103会辅助提供推力，从而实现使所述两栖排水管线勘测机器人能够适应两栖作业环境的目的。

需要说明的是，所述机身101可以通过前进、后退与转向之间的切换实现在排水管线中的全向移动，而不仅仅是某一运动过程中仅能进行单一步态。

第二实施例：

在第一实施例的基础上，请参阅图3至图5，图3是第二实施例的电子仓的安装结构示意图，图4是第二实施例的电子仓结构爆炸图，图5是第二实施例的密封垫片安装结构示意图，本实施例的所述机身101包括电子仓201、供电仓202、铝板203和安装架204，所述电子仓201包括上盖205、第一仓体206、总控板207、摄像头208、仓体壳209、防护壳210和灯具212。

针对本具体实施方式，所述安装架204与所述第一端座104固定连接，并与所述第二端座105固定连接，且与所述推进器103连接；所述铝板203与所述安装架204固定连接，并设置在所述安装架204上；所述电子仓201与所述铝板203固定连接，并位于所述铝板203的一侧；所述供电仓202与所述铝板203固定连接，并位于所述铝板203远离所述电子仓201的一侧，通过所述安装架204安装所述第一端座104和所述第二端座105，通过所述供电仓202向本发明中的用电元件进行供电，通过所述电子仓201进行排水管线的勘测。

其中，所述第一仓体206与所述铝板203固定连接，并位于所述铝板203远离所述供电仓202的一侧；所述上盖205与所述第一仓体206固定连接，并位于所述第一仓体206的一侧；所述总控板207与所述第一仓体206固定连接，并位于所述第一仓体206内部；所述摄像头208与所述上盖205固定连接，并与所述总控板207电连接，且位于所述上盖205的一侧，由于所述电子仓201内部的所述总控板207并不防水，因此需对所述电子仓201进行防水处理，通过在所述上盖205和所述第一仓体206之间增加密封垫片213实现密封，此外为了优化密封效果，所述上盖205、所述第一仓体206与所述密封垫片213接触的地方设有齿状结构214，由于所述供电仓202完全防水因此未作防水处理，通过所述摄像头208采集图像，通过所述总控板207采集摄像头208的图像，对排水管线进行勘测，所述总控板207用于接收并解析上位机发送的控制信号，通过所述总控板207向电调发送PWM波，并通过电调控制所述电机110。

其次，所述仓体壳209与所述铝板203固定连接，并套设在所述第一仓体206上；所述防护壳210与所述仓体壳209固定连接，并套设在所述摄像头208上；所述灯具212与所述防护壳210固定连接，并设置在所述防护壳210上，通过所述仓体壳209对所述第一仓体206进行防护，通过所述防护壳210对所述摄像头208进行防护，由于排水管线中光线昏暗，为了使所述摄像头208能采集到清晰的图像，本发明设置了4个所述照明灯具212，用以补充光线。

第三实施例：

在第一实施例的基础上，请参阅图6，图6是第二实施例的供电仓结构爆炸图，本实施例的所述供电仓202包括第二仓体301、开关电源302和端盖303。

针对本具体实施方式，所述第二仓体301与所述铝板203固定连接，并位于所述铝板203远离所述第一仓体206的一侧；所述开关电源302与所述第二仓体301固定连接，并位于所述第二仓体301内部；所述端盖303与所述第二仓体301固定连接，并位于所述第二仓体301的一侧，所述端盖303设置有两个，并分别位于所述第二仓体301的前后两侧，通过两个所述端盖303对所述第二仓体301进行密封，所述开关电源302与本发明中的各种用电元件电连接，实现供电的目的。

本发明的一种两栖排水管线勘测机器人，在排水管线少水与无水场景中，本发明采用所述电机110带动所述滚动体106低速转动，从而使所述滚动体106与管道表面发生摩擦，带动所述机身101向前运动，在排水管线在半水以上时，本发明采用所述电机110带动所述滚动体106高速转动，并采用所述推进器103同时转动，从而使用所述滚动体106和所述推进器103将水流向后推出，使得机器人向前运动，当所述排水管线勘测机器人进行管线勘测时，上位机将控制信号，通过电力载波板转换为电信号，后通过双绞线传输到所述总控板207上的电力载波板上，后用所述总控板207进行数据解析，然后所述总控板207输出PWM波传输至电调，并采用电调驱动所述电机110动作，实现机器人的运动控制。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。