一种混合驱动管道检测机器人

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，具体涉及一种混合驱动管道检测机器人。

背景技术

现有应用于管道检测的设备主要分为两大类：(1)传统轮式管道机器人，检测工况为新管验收，清淤后干净管道检测，其弊端是无法在有水/淤泥的管道内行进；(2)传统的螺旋式检测机器人，检测工况为淤泥管道及有水管道箱涵等检测，其弊端是无法在新管及清淤后管道行进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混合驱动管道检测机器人，旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种混合驱动管道检测机器人，包括机器人本体、螺旋驱动组件和驱动轮组件，所述螺旋驱动组件和所述驱动轮组件分别安装在所述机器人本体上，所述螺旋驱动组件用于驱动所述机器人本体在管道内浮动行进，所述驱动轮组件用于驱动所述机器人本体在管道内行走。

本发明的有益效果是：检测过程中，当管道内没有水和淤泥时，此时驱动轮组件运行且螺旋驱动组件不运行，使得整个机器人在管道内行走，以便进行检测作业；当管道内有水和/或淤泥时，螺旋驱动组件运行且驱动轮组件不运行，使得整个机器人在管道内浮动行进，切换方便，保证在多种工况下正常行走。

本发明结构简单，设计合理，可实现螺旋浮动与轮式行走的自动切换，保证机器人能够在管道内水和淤泥等多种不同的工况下行走，从而完成不同工况下管道的检测，功能多样，检测方便。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋驱动组件包括两个螺旋桶和两个驱动件，两个所述螺旋桶相对水平安装在所述机器人本体的左右两侧，其沿前后方向延伸，且其分别可绕自身的轴向水平转动；两个所述驱动件分别固定安装在所述机器人本体的两侧，其分别位于两个所述螺旋桶内，分别用于驱动两个所述螺旋桶转动。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，当管道内有水和/或淤泥时，两个驱动件分别驱动两个螺旋桶转动，使得整个机器人在管道内浮动行进，保证机器人在管道内正常行进。

进一步，所述机器人本体的每一侧均相对安装有活动轴和固定轴，所述活动轴和所述固定轴分别沿前后方向延伸，且所述活动轴远离所述固定轴的一端与所述机器人本体转动连接，所述固定轴远离所述活动轴的一端与所述机器人本体固定连接；每个所述螺旋桶位于对应所述活动轴和所述固定轴之间，其两端分别套设在所述活动轴和所述固定轴上，且所述螺旋桶的一端与所述固定轴转动连接，另一端与所述活动轴固定连接；每个所述驱动件均为浮动行进电机，所述浮动行进电机固定安装在所述固定轴靠近所述活动轴的一端上，其驱动端沿所述活动轴的轴向延伸，并与所述活动轴靠近所述固定轴的一端固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，利用两个浮动行进电机分别驱动两个活动轴转动，从而使得两个活动轴分别带动两个螺旋桶转动，从而使得整个机器人在管道内浮动行进。

进一步，所述驱动轮组件包括四个行走轮和四个行走电机，四个所述行走电机分别安装在所述机器人本体两端的两侧，且两两相对，其驱动端分别沿左右方向延伸；四个所述行走轮分别同轴固定套设在四个所述行走电机的驱动端上。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，通过四个行走电机分别驱动四个行走轮转动，从而实现整个机器人在管道内行走。

进一步，四个所述行走电机可上下翻转并定位。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，当管道内无水或淤泥时可将四个行走电机向下翻转至四个行走轮与管道的内壁贴合，从而实现整个机器人在管道内的行走；当管道内存在水和淤泥时，此时可将四个行走电机向上翻转至四个行走轮与管道的内壁分离，此时螺旋驱动组件运行，使得整个机器人在管道内浮动行进。

进一步，四个所述行走电机分别与所述机器人本体转动连接，所述机器人本体的两端分别水平安装有丝杆，两个丝杆分别沿左右方向延伸，且其分别可绕自身的轴向水平转动；两个所述丝杆两端的螺纹方向相反，且其两端分别螺纹套设有滑块，每个所述丝杆上的两个所述滑块分别通过弧形连杆与对应两个所述行走电机转动连接；所述机器人本体上安装有蜗轮蜗杆组件，其分别与两个所述丝杆传动连接并分别驱动两个所述丝杆转动。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，利用蜗轮蜗杆组件驱动两个丝杆同步转动，并利用每个丝杆两端的螺纹方向相反，使得每个丝杆上的两个滑块相互靠近或远离，从而使得两个滑块分别通过两个弧形连杆带动对应的两个行走电机和两个行走轮上下翻转。

进一步，所述机器人本体的前端安装有前视摄像头和前视照明灯，且所述前视摄像头可水平旋转360°，且其可上下翻转180°。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，通过前视摄像头采集机器人前方以及上方和下方的图像，采集方便，且采集较为全面；

在此过程中，通过前视照明灯增加管道内的亮度，保证检测的精确度。

进一步，所述机器人本体的前端还固定安装有辅助光源。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过辅助光源进一步增加管道内的亮度，进一步保证检测的精确度。

进一步，所述机器人本体的后端安装有后视摄像头和后视照明灯。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，通过后视摄像头采集机器人后方的图像，采集方便。

进一步，所述机器人本体的后端固定安装有内部中空的浮力调节仓和吊装环，所述浮力调节仓的内部中空。

采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，通过浮力调节仓可调节整个机器人在水或淤泥中的浮力；

另外，可通过吊装环实现机器人的下井吊装，作业方便。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的前视图；

图5为本发明的后视图；

图6为本发明中螺旋驱动组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机器人本体；2、螺旋桶；3、活动轴；4、固定轴；5、浮动行进电机；6、行走轮；7、丝杆；8、前视摄像头；9、前视照明灯；10、辅助光源；11、后视摄像头；12、后视照明灯；13、浮力调节仓；14、吊装环；15、滑块；16、弧形连杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例提供一种混合驱动管道检测机器人，包括机器人本体1、螺旋驱动组件和驱动轮组件，所述螺旋驱动组件和所述驱动轮组件分别安装在所述机器人本体1上，所述螺旋驱动组件用于驱动所述机器人本体1在管道内浮动行进，所述驱动轮组件用于驱动所述机器人本体1在管道内行走。

检测过程中，当管道内没有水和淤泥时，此时驱动轮组件运行且螺旋驱动组件不运行，使得整个机器人在管道内行走，以便进行检测作业；当管道内有水和/或淤泥时，螺旋驱动组件运行且驱动轮组件不运行，使得整个机器人在管道内浮动行进，切换方便，保证在多种工况下正常行走。

本实施例结构简单，设计合理，可实现螺旋浮动与轮式行走的自动切换，保证机器人能够在管道内水和淤泥等多种不同的工况下行走，从而完成不同工况下管道的检测，功能多样，检测方便。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，所述螺旋驱动组件包括两个螺旋桶2和两个驱动件，两个所述螺旋桶2相对水平安装在所述机器人本体1的左右两侧，其沿前后方向延伸，且其分别可绕自身的轴向水平转动；两个所述驱动件分别固定安装在所述机器人本体1的两侧，其分别位于两个所述螺旋桶2内，分别用于驱动两个所述螺旋桶2转动。

检测过程中，当管道内有水和/或淤泥时，两个驱动件分别驱动两个螺旋桶2转动，使得整个机器人在管道内浮动行进，保证机器人在管道内正常行进。

优选地，本实施例中，每个螺旋桶2分别呈两端细、中部粗的桶状结构，且其外壁上固定套设有螺旋状的螺旋板，结构简单，设计合理，有助于整个机器人在水或淤泥中行进。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，所述机器人本体1的每一侧均相对安装有活动轴3和固定轴4，所述活动轴3和所述固定轴4分别沿前后方向延伸，且所述活动轴3远离所述固定轴4的一端与所述机器人本体1转动连接，所述固定轴4远离所述活动轴3的一端与所述机器人本体1固定连接；每个所述螺旋桶2位于对应所述活动轴3和所述固定轴4之间，其两端分别套设在所述活动轴3和所述固定轴4上，且所述螺旋桶2的一端与所述固定轴4转动连接，另一端与所述活动轴3固定连接；每个所述驱动件均为浮动行进电机5，所述浮动行进电机5固定安装在所述固定轴4靠近所述活动轴3的一端上，其驱动端沿所述活动轴3的轴向延伸，并与所述活动轴3靠近所述固定轴4的一端固定连接。

该方案结构简单，设计合理，利用两个浮动行进电机5分别驱动两个活动轴3转动，从而使得两个活动轴3分别带动两个螺旋桶2转动，从而使得整个机器人在管道内浮动行进。

实施例4

在实施例2至实施例3任一项的基础上，本实施例中，所述驱动轮组件包括四个行走轮6和四个行走电机，四个所述行走电机分别安装在所述机器人本体1两端的两侧，且两两相对，其驱动端分别沿左右方向延伸；四个所述行走轮6分别同轴固定套设在四个所述行走电机的驱动端上。

检测过程中，通过四个行走电机分别驱动四个行走轮6转动，从而实现整个机器人在管道内行走。

实施例5

在实施例4的基础上，本实施例中，四个所述行走电机可上下翻转并定位。

该方案结构简单，设计合理，当管道内无水或淤泥时可将四个行走电机向下翻转至四个行走轮6与管道的内壁贴合，从而实现整个机器人在管道内的行走；当管道内存在水和淤泥时，此时可将四个行走电机向上翻转至四个行走轮6与管道的内壁分离，此时螺旋驱动组件运行，使得整个机器人在管道内浮动行进。

实施例6

在实施例5的基础上，本实施例中，四个所述行走电机分别与所述机器人本体1转动连接，所述机器人本体1的两端分别水平安装有丝杆7，两个丝杆7分别沿左右方向延伸，且其分别可绕自身的轴向水平转动；两个所述丝杆7两端的螺纹方向相反，且其两端分别螺纹套设有滑块15，每个所述丝杆7上的两个所述滑块15分别通过弧形连杆16与对应两个所述行走电机转动连接；所述机器人本体1上安装有蜗轮蜗杆组件，其分别与两个所述丝杆7传动连接并分别驱动两个所述丝杆7转动。

检测过程中，利用蜗轮蜗杆组件驱动两个丝杆7同步转动，并利用每个丝杆两端的螺纹方向相反，使得每个丝杆7上的两个滑块15相互靠近或远离，从而使得两个滑块15分别通过两个弧形连杆16带动对应的两个行走电机和两个行走轮6上下翻转。

优选地，本实施例中，机器人本体1的内部中空，蜗轮蜗杆组件固定安装在机器人本体1内。

另外，机器人本体1内还固定安装有电池，电池给上述各个电机进行供电。

实施例7

在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述机器人本体1的前端安装有前视摄像头8和前视照明灯9，且所述前视摄像头8可水平旋转360°，且其可上下翻转180°。

检测过程中，通过前视摄像头8采集机器人前方以及上方和下方的图像，采集方便，且采集较为全面；

在此过程中，通过前视照明灯9增加管道内的亮度，保证检测的精确度。

上述电池给前视摄像头8和前视照明灯9进行供电。

优选地，本实施例中，机器人本体1的前端固定安装有翻转电机，翻转电机的驱动端水平延伸并固定连接有旋转电机，旋转电机的驱动端垂直于翻转电机的驱动端，并与前视摄像头8固定连接。

上述电池给翻转电机和旋转电机进行供电，即翻转电机和旋转电机分别通过线路与电池连接。

实施例8

在实施例7的基础上，本实施例中，所述机器人本体1的前端还固定安装有辅助光源10。

该方案结构简单，设计合理，通过辅助光源10进一步增加管道内的亮度，进一步保证检测的精确度。

优选地，本实施例中，上述辅助光源10优选两个，两个辅助光源10相对固定安装在所述机器人本体1前端顶部对应前视摄像头8的左右两侧。

实施例9

在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述机器人本体1的后端安装有后视摄像头11和后视照明灯12。

检测过程中，通过后视摄像头11采集机器人后方的图像，采集方便。

上述电池给后视摄像头11和后视照明灯12进行供电，即后视摄像头11和后视照明灯12分别通过线路与电池连接。

实施例10

在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述机器人本体1的后端固定安装有内部中空的浮力调节仓13和吊装环14，所述浮力调节仓13的内部中空。

检测过程中，通过浮力调节仓13可调节整个机器人在水或淤泥中的浮力；

另外，可通过吊装环14实现机器人的下井吊装，作业方便。

优选地，本实施例中，上述浮力调节仓13的数量可以为一个，此时该浮力调节仓13位于机器人本体1后端的中部。

上述浮力调节仓13的数量可以为两个，此时两个浮力调节仓13相对安装在机器人本体1后端的两侧，且吊装环14位于两个浮力调节仓13之间。

优选地，本实施例中，每个浮力调节仓13优选圆筒状结构。

基于上述方案，上述机器人本体1的后端还固定安装有防水航空插头，防水航空插头通过线路与各个摄像头连接，且其通过电缆与外部设备例如计算机连接。

本发明的工作原理如下：

检测过程中，当管道内有水和/或淤泥时，两个驱动件分别驱动两个螺旋桶2转动，使得整个机器人在管道内浮动行进，保证机器人在管道内正常行进；

当管道内无水或淤泥时可将四个行走电机向下翻转至四个行走轮6与管道的内壁贴合，从而实现整个机器人在管道内的行走；当管道内存在水和淤泥时，此时可将四个行走电机向上翻转至四个行走轮6与管道的内壁分离，此时螺旋驱动组件运行，使得整个机器人在管道内浮动行进。

本发明采用轮式及螺旋式混合驱动的方式，弥补传统轮式机器人及螺旋式机器人的不足。在小体积内，实现全工况管道检测，可解决各种复杂工况管道检测。

需要说明的是，本发明所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器电连接，控制器与各个部件之间以及各个部件之间的控制电路均为现有技术。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。