一种用于海底管道检测的作业机器人的制作方法

1.本发明涉及海底管道检测领域，具体是涉及一种用于海底管道检测的作业机器人。


背景技术：

2.作为开发和运输海洋资源的主要方式，海底管道被运用在我国的各个沿海地区，作为一种在海底连续运输大料天然气和石油等物资的管道，其本身就极易产生化学腐蚀和机械损坏现象，此外还有收到地质运动和海水压力等外界环境的影响。
3.水下机器人因其可以在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业的优点被用于进行海底管道检测工作中，常见的作业机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，但这类的作业机器人并不能很好的贴合管道进行检测，从而导致测量的数据会出现偏差。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，提供一种用于海底管道检测的作业机器人。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于海底管道检测的作业机器人，包括，控制仓，控制仓整体呈长方体状，控制仓用于放置各设备工作所需要的控制件；固定装置，固定装置整体设置在控制仓的下方，固定装置的驱动端设置在控制仓中，固定装置用于将作业机器人固定在海底管道上；移动装置，移动装置固定设置在控制仓的上方，移动装置用于驱动作业机器人在水底的移动；监控装置，监控装置设置在控制仓的一侧，监控装置用于捕捉拍摄海底管道的情况；测厚仪器，测厚仪器固定设置在控制仓的下方，测厚仪器用于检测海底管道的状态；三维扫描仪器，三维扫描仪器固定设置在控制仓的下方，三维扫描仪器用于检测海底管道的状态。
6.优选的，控制仓的整体材质选择为浮力材质，控制仓中设置有两个隔板使控制仓的中部位置形成隔水层，隔水层用于放置各类装置的驱动件，控制仓的一侧上开设有弧形通孔。
7.优选的，固定装置包括，一号固定机构，一号固定机构设置在控制仓下方，一号固定机构的驱动端设置在控制仓的内部；二号固定机构，二号固定机构的数量设置为两个，两个二号固定机构均与一号固定机构远离控制仓的一端连接；
一号机架，一号机架固定设置在控制仓的底部中心处；一号履带，一号履带设置在一号机架上；驱动电机，驱动电机的输出轴与一号履带的一端连接。
8.优选的，一号固定机构包括，一号摇臂，一号摇臂主体为两个1/4圆环，两个1/4圆环的一端通过一个圆柱连接，一号摇臂上远离圆柱的一端均设置有圆柱凸起，两个圆柱凸起从控制仓的两侧插入，一号摇臂的数量设置为两个，两个一号摇臂镜像分布在控制仓的两侧，两个二号固定机构分别与两个一号摇臂的圆柱连接；一号控制齿轮，一号控制齿轮的数量设置为两个，两个一号控制齿轮分别与两个一号摇臂的同一端圆柱凸起同轴固定连接，两个一号控制齿轮设置在控制仓中且相互啮合；限位板，限位板整体呈圆盘状，限位板的数量设置为两个，两个限位板分别与两个一号摇臂的另一端圆柱凸起同轴固定连接，两个限位板设置在控制仓中；一号电机，一号电机设置在控制仓中，一号电机的输出轴与一个一号控制齿轮连接。
9.优选的，二号固定机构包括，二号摇臂，二号摇臂的主体为两个1/5圆环，两个1/5圆环之间通过一个弧形板连接，二号摇臂的一端均开设有圆形通孔，二号摇臂的数量设置为两个，两个二号摇臂分别连接在两个一号摇臂远离控制仓的一端；辅助固定机构，辅助固定机构的数量设置为两个，两个辅助固定机构分别固定设置在两个二号摇臂朝向控制仓的一面上的中心处。
10.优选的，二号摇臂与一号摇臂的连接处设置有一个扭簧。
11.优选的，辅助固定机构包括，二号机架，二号机架上设置有两矮一高的三个限位柱且高的限位柱设置在中间，二号机架的两侧设置有限位条；二号履带，二号履带设置在二号机架上；固定架，固定架为两个长方形板与一个弧形板组成的一体件，固定架上开设有配合二号机架中限位条工作的限位槽，二号机架滑动设置在固定架中；压力感应器，压力感应器固定设置在固定架的内部中间位置；弹簧，弹簧的数量设置为两个，两个弹簧分别套在两个矮的限位柱上，弹簧的一端与二号机架接触，另一端与固定架接触。
12.优选的，移动装置包括，移动仓，移动仓整体呈长方体状，移动仓固定设置在控制仓上方；推进器，推进器的数量设置为六个，六个推进器固定设置在移动仓上，推进器用于控制作业机器人在水中的移动。
13.优选的，监控装置包括，驱动机构，驱动机构设置在控制仓远离固定装置驱动端的一侧，驱动机构的驱动端设置在控制仓内部，驱动机构的工作端设置在控制仓外部；旋转底座，旋转底座固定设置在驱动机构的工作端上；
监控摄像头，监控摄像头固定设置在旋转底座的可旋转面上。
14.优选的，驱动机构包括，固定板，固定板整体为长方形板状，固定板设置在控制仓外侧；弧形滑条，弧形滑条（整体呈“凸”字状，弧形滑条与固定板固定连接，弧形滑条上设置有齿条，弧形滑条设置在控制仓内部；二号控制齿轮，二号控制齿轮设置在控制仓内部，二号控制齿轮与弧形齿条的齿条端啮合；二号电机，二号电机设置在控制仓内部，二号电机的输出轴与二号控制齿轮连接。
15.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：1. 本发明通过在辅助固定机构中设置压力感应器的方式确保作业机器人在固定装置完全夹紧海底管道后再进行移动，使得整个检测的数据更加准确避免出现误差。
16.2. 本发明通过安装可旋转调节拍摄角度的监控摄像头的方式使得工作人员可以清楚地了解海底管道的外表壳状况，确保工作人员可以准确的完成对海底管道的工作状况判断。
17.本发明可以准确高效率的完成海底管道的检测工作，并且通过可以调节拍摄角度的监控摄像头可以让工作人员更清楚的了解海底管道的工作状况，第一固定机构和第二固定机构的配合工作使得作业机器人可以很好的贴合管道进行检测，使得整个检测得到的数据更加准确。
附图说明
18.图1为本发明的整体的立体图；图2为本发明的整体的主视图；图3为本发明的控制仓的立体图；图4为本发明的固定装置的立体图；图5为本发明的固定装置的主视图；图6为本发明的一号固定机构的立体图；图7为本发明的二号固定机构的立体图；图8为本发明的辅助固定机构的剖视图；图9为本发明的移动装置的立体图；图10为本发明的监控装置的立体图。
19.图中标号为：1
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控制仓；1a
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隔水层；1a
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弧形通孔；2
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固定装置；2a
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一号固定机构；2a1
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一号摇臂；2a2
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一号控制齿轮；2a3
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限位板；2a4
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一号电机；2a5
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圆柱；2a6
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圆柱凸起；2b
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二号固定机构；2b1
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二号摇臂；2b2
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辅助固定机构；2b3
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扭簧；2b4
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二号机架；2b5
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二号履带；2b6
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固定架；2b7
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压力感应器；2b8
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弹簧；2c
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一号机架；2d
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一号履带；2e
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驱动电机；3
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移动装置；3a
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移动仓；3b
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推进器；4
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监控装置；4a
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驱动机构；4a1
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固定板；4a2
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弧形滑条；4a3
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二号控制齿轮；4a4
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二号电机；4b
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旋转底座；4c
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监控摄像头；
5
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侧厚仪器；6
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三维扫描仪器。
具体实施方式
20.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
21.为了解决何如进行海底管道检测工作的技术问题，参照图1至图10所示，一种用于海底管道检测的作业机器人，包括，控制仓1，控制仓1整体呈长方体状，控制仓1用于放置各设备工作所需要的控制件；固定装置2，固定装置2整体设置在控制仓1的下方，固定装置2的驱动端设置在控制仓1中，固定装置2用于将作业机器人固定在海底管道上；移动装置3，移动装置3固定设置在控制仓1的上方，移动装置3用于驱动作业机器人在水底的移动；监控装置4，监控装置4设置在控制仓1的一侧，监控装置4用于捕捉拍摄海底管道的情况；测厚仪器，测厚仪器固定设置在控制仓1的下方，测厚仪器用于检测海底管道的状态；三维扫描仪器6，三维扫描仪器6固定设置在控制仓1的下方，三维扫描仪器6用于检测海底管道的状态。
22.工作人员将作业机器人放入水中，随后通过控制系统控制移动装置3来移动作业机器人使其接近海底管道，当作业机器人移动到适当的位置后再通过控制系统使固定装置2进行工作，使得作业机器人固定夹紧海底管道，随后作业机器人沿着海底管道移动的同时监控装置4。测厚仪器和三维扫描仪器6工作将海底管道的状态收集整合传递给工作人员。
23.进一步的：为了解决如何将各装置的驱动端放置在控制仓1中的技术问题，参照图1至图3所示，提供以下技术方案：控制仓1的整体材质选择为浮力材质，控制仓1中设置有两个隔板使控制仓1的中部位置形成隔水层1a，隔水层1a用于放置各类装置的驱动件，控制仓1的一侧上开设有弧形通孔1b。
24.控制仓1整体设置为浮力材质使得在作业机器人在结束工作状态后能快速上浮回收，控制仓1中的隔水层1a保证了各驱动件的稳定工作和使用寿命。
25.进一步的：为了解决如何使作业机器人能夹紧海底管道的技术问题，参照图4至图8所示，提供以下技术方案：固定装置2包括，一号固定机构2a，一号固定机构2a设置在控制仓1下方，一号固定机构2a的驱动端设置在控制仓1的内部；二号固定机构2b，二号固定机构2b的数量设置为两个，两个二号固定机构2b均与一号固定机构2a远离控制仓1的一端连接；
一号机架2c，一号机架2c固定设置在控制仓1的底部中心处；一号履带2d，一号履带2d设置在一号机架2c上；驱动电机2e，驱动电机2e的输出轴与一号履带2d的一端连接。
26.当作业机器人移动到适当的位置后，工作人员通过远程遥控使一号固定机构2a工作带动二号固定机构2b对海底管道进行固定夹紧工作，此时一号履带2d将贴合在海底管道的表面上，并且由于一号机架2c的支撑作用使得一号履带2d可以稳定的与海底管道外表面贴合，随后驱动电机2e工作驱动一号履带2d进行工作使作业机器人沿着海底管道移动。
27.进一步的：为了解决一号固定机构2a如何工作的技术问题，参照图4至图6所示，提供以下技术方案：一号固定机构2a包括，一号摇臂2a1，一号摇臂2a1主体为两个1/4圆环，两个1/4圆环的一端通过一个圆柱2a5连接，一号摇臂2a1上远离圆柱2a5的一端均设置有圆柱凸起2a6，两个圆柱凸起2a6从控制仓1的两侧插入，一号摇臂2a1的数量设置为两个，两个一号摇臂2a1镜像分布在控制仓1的两侧，两个二号固定机构2b分别与两个一号摇臂2a1的圆柱2a5连接；一号控制齿轮2a2，一号控制齿轮2a2的数量设置为两个，两个一号控制齿轮2a2分别与两个一号摇臂2a1的同一端圆柱凸起2a6同轴固定连接，两个一号控制齿轮2a2设置在控制仓1中且相互啮合；限位板2a3，限位板2a3整体呈圆盘状，限位板2a3的数量设置为两个，两个限位板2a3分别与两个一号摇臂2a1的另一端圆柱凸起2a6同轴固定连接，两个限位板2a3设置在控制仓1中；一号电机2a4，一号电机2a4设置在控制仓1中，一号电机2a4的输出轴与一个一号控制齿轮2a2连接。
28.一号电机2a4工作驱动一个一号控制齿轮2a2进行旋转运动，两个相互啮合的一号控制齿轮2a2带动两个一号摇臂2a1进行相互靠近的位移，两个二号固定机构2b也被带动着相互靠近最后接触在海底管道的外表面上。
29.进一步的：为了解决二号固定机构2b如何工作的技术问题，参照图7至图8所示，提供以下技术方案：二号固定机构2b包括，二号摇臂2b1，二号摇臂2b1的主体为两个1/5圆环，两个1/5圆环之间通过一个弧形板连接，二号摇臂2b1的一端均开设有圆形通孔，二号摇臂2b1的数量设置为两个，两个二号摇臂2b1分别连接在两个一号摇臂2a1远离控制仓1的一端；辅助固定机构2b2，辅助固定机构2b2的数量设置为两个，两个辅助固定机构2b2分别固定设置在两个二号摇臂2b1朝向控制仓1的一面上的中心处。
30.随着两个二号摇臂2b1的相互靠近运动，两个固定在二号摇臂2b1上的辅助固定机构2b2也在相互靠近且在运动了一定的距离后均与海底管道的外表面接触，此时两个辅助固定机构2b2与一号履带2d均与海底管道的外表面充分接触，此时的作业机器人将夹紧在海底管道的外表面上。
31.进一步的：为了解决两个辅助固定机构2b2如何可以夹住海底管道的技术问题，参照图7所
示，提供以下技术方案：二号摇臂2b1与一号摇臂2a1的连接处设置有一个扭簧2b3。
32.随着两个二号固定机构2b与海底管道越来越接近，两个辅助固定机构2b2也在不断地靠近海底管道直至与海底管道的外表面充分接触，当一号固定机构2a不再移动的时候两个二号固定机构2b也不再相互靠近，两个辅助固定机构2b2在扭簧2b3的作用下可以保持与海底管道的接触从而起到夹紧海底管道的作用。
33.进一步的：为了解决如何确定海底管道被作业机器人夹紧的技术问题，参照图7至图8所示，提供以下技术方案：辅助固定机构2b2包括，二号机架2b4，二号机架2b4上设置有两矮一高的三个限位柱且高的限位柱设置在中间，二号机架2b4的两侧设置有限位条；二号履带2b5，二号履带2b5设置在二号机架2b4上；固定架2b6，固定架2b6为两个长方形板与一个弧形板组成的一体件，固定架2b6上开设有配合二号机架2b4中限位条工作的限位槽，二号机架2b4滑动设置在固定架2b6中；压力感应器2b7，压力感应器2b7固定设置在固定架2b6的内部中间位置；弹簧2b8，弹簧2b8的数量设置为两个，两个弹簧2b8分别套在两个矮的限位柱上，弹簧2b8的一端与二号机架2b4接触，另一端与固定架2b6接触。
34.随着一号固定机构2a的工作两个二号履带2b5与海底管道接触，随着一号固定机构2a的不断工作，两个二号履带2b5与海底管道外表面的接触越来越充分，随着两个二号摇臂2b1的再次靠近，两个二号履带2b5开始跟随二号机架2b4在固定架2b6中进行靠近固定架2b6的滑动运动，设置在二号机架2b4上的高限位柱不断地挤压压力感应器2b7，当压力感应器2b7感受的压力达到预定值时会传递给一号固定机构2a从而使一号固定机构2a停止工作，此时两个二号履带2b5与一号履带2d合作夹紧海底管道。
35.进一步的：为了解决如何操纵作业机器人移动到管道上方的技术问题，参照图9所示，提供以下技术方案：移动装置3包括，移动仓3a，移动仓3a整体呈长方体状，移动仓3a固定设置在控制仓1上方；推进器3b，推进器3b的数量设置为六个，六个推进器3b固定设置在移动仓3a上，推进器3b用于控制作业机器人在水中的移动。
36.通过控制固定在移动仓3a上的推进器3b的工作和关闭状态来控制整个作业机器人在水中的移动。
37.进一步的：为了解决可以使工作人员观察到海底管道的技术问题，参照图10所示，提供以下技术方案：监控装置4包括，驱动机构4a，驱动机构4a设置在控制仓1远离固定装置2驱动端的一侧，驱动机构4a的驱动端设置在控制仓1内部，驱动机构4a的工作端设置在控制仓1外部；旋转底座4b，旋转底座4b固定设置在驱动机构4a的工作端上；监控摄像头4c，监控摄像头4c固定设置在旋转底座4b的可旋转面上。
38.固定设置在旋转底座4b上的监控摄像头4c可以根据工作人员的需求进行旋转从
而拍摄不同角度的海底管道状况，驱动机构4a的工作端在工作人员的操纵下进行以海底管道为轴的环绕旋转工作，继而提高了监控摄像头4c可以拍摄的角度。
39.进一步的：为了解决驱动机构4a如何控制监控摄像头4c的拍摄角度的技术问题，参照图10所示，提供以下技术方案：驱动机构4a包括，固定板4a1，固定板4a1整体为长方形板状，固定板4a1上设置在控制仓1外侧；弧形滑条4a2，弧形滑条4a2整体呈“凸”字状，弧形滑条4a2与固定板4a1固定连接，弧形滑条4a2上设置有齿条，弧形滑条4a2设置在控制仓1内部；二号控制齿轮4a3，二号控制齿轮4a3设置在控制仓1内部，二号控制齿轮4a3与弧形齿条的齿条端啮合；二号电机4a4，二号电机4a4设置在控制仓1内部，二号电机4a4的输出轴与二号控制齿轮4a3连接。
40.二号电机4a4工作驱动二号控制齿轮4a3旋转，二号齿轮旋转带动与其啮合的弧形滑条4a2移动，由于固定板4a1与控制仓1中的弧形通孔1b的限制作用，弧形滑条4a2将带动固定板4a1绕着弧形通孔1b的轴心进行旋转位移。
41.本发明的工作原理：步骤一：工作人员将作业机器人放入水中，随后通过控制系统控制移动装置工作使的作业机器人来到海底管道上方，调整好作业机器人的固定装置固定位置后控制移动装置驱使固定装置向海底管道靠近。
42.步骤二：当固定装置中的一号履带接触到海底管道外表面后，一号电机工作驱动两个一号摇臂相互靠近起到初步固定的作用，在两个一号摇臂相互靠近的同时两个二号固定机构也在相互靠近。
43.步骤三：当两个二号固定机构中的二号履带都接触到海底管道外表面后随着一号固定机构的工作不断进行，两个二号履带将带动两个二号机架向压力感应器移动，当移动到一定位置时压力感应器将信号传递给控制仓中，一号固定机构停止工作，驱动电机驱动一号履带工作，作业机器人开始沿着管道进行移动。
44.步骤四：随着作业机器人的移动监控摄像头、测厚仪器和三维扫描仪器共同工作将海底管道外表面的状态收集整理传输给工作人员，在完成检测工作后固定装置接触固定状态，移动装置停止供给下沉的力，作业机器人在自身浮力材质的作用下上升。
45.以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。