检测机器人的制作方法

1.本发明涉及管道检测技术领域，特别涉及一种检测机器人。


背景技术：

2.管道机器人作为一种高智能、高自动化的管道爬行设备，因需要逐步发展起来，这种新型的设备在管道作业中起着运载各种作用工具的作用。管道机器人可沿管道内行走，并可以携带多种传感器或操作装置等，在远程控制下完成管道检测、清理和焊接等作用，以保障管道安全和畅通无阻地工作。
3.目前，涵道或管道检测机器人通常驱动车和检测镜头，检测镜头固定在驱动车的底盘上，通过调节机构调节镜头的高度，而现有的驱动车的底盘呈固定的平面，这样会局限于底盘结构，无法实现较大距离的高度调节。同时，底盘的高度也会导致检测机器人的越障碍性能差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种检测机器人，旨在实现驱动车的底盘可折叠设置，以提升越障性能和检测镜头的调节范围。
5.为实现上述目的，本发明提出的检测机器人包括：驱动车，所述驱动车包括主架和安装于主架的至少两个驱动轮，所述主架具有展开状态和折叠状态；控制组件，所述控制组件安装于所述主架；及摄像组件，所述摄像组件安装于所述主架，并与所述控制组件电连接。
6.可选的实施例中，所述主架包括两支架体，两所述支架体相向的两端部可转动连接，两所述支架体相背离的两端部连接所述驱动轮；两所述支架体位于同一平面内以呈展开状态；两所述支架体相背离的端部相互靠近以呈折叠状态。
7.可选的实施例中，所述主架还包括连接架，所述连接架的两端分别可转动连接于两所述支架体相向的两端部。
8.可选的实施例中，所述检测机器人还包括第一驱动件和第一传动件，所述第一驱动件安装于所述连接架，所述第一传动件的一端连接所述第一驱动件的驱动轴，另一端分别连接两所述支架体的端部。
9.可选的实施例中，所述驱动轮设置有四个，每一所述支架体的端部安装有两所述驱动轮。
10.可选的实施例中，每一所述支架体包括主体部和两分体部，每一所述分体部的一端可活动连接于所述主体部的一端，另一端连接一所述驱动轮，所述主体部远离所述分体部的一端与另一支架体的主体部可转动连接。
11.可选的实施例中，所述检测机器人还包括第二驱动件和第二传动件，所述第二驱
动件安装于所述主体部，所述第二传动件的一端连接所述第二驱动件的驱动轴，另一端分别连接两所述分体部的端部。
12.可选的实施例中，每一所述分体部包括第三驱动件和两连杆，两所述连杆平行设置，且每一所述连杆的一端可转动连接于所述主体部，另一端可转动连接于所述第三驱动件，所述第三驱动件的驱动轴连接所述驱动轮。
13.可选的实施例中，所述摄像组件安装于所述连接架。
14.可选的实施例中，所述控制组件包括电控壳和设于所述电控壳内的线路板，所述电控壳安装于所述连接架，所述摄像组件安装于所述电控壳；和/或，所述摄像组件包括云台和设于所述云台的摄像头，所述云台驱动所述摄像头可周向旋转和/或俯仰角度调节；和/或，所述检测机器人还包括后置摄像头，所述后置摄像头设于所述连接架背离所述摄像组件的一端边缘；和/或，所述检测机器人还包括辅助检测组件，所述辅助检测组件设于所述连接架背离所述摄像组件的一端。
15.本发明技术方案的检测机器人包括驱动车和安装于驱动车上的控制组件与摄像组件，驱动车可以运动以带动摄像组件移动，摄像组件在控制组件的控制下进行管道或涵道内的环境检测。通过将驱动车的主架设置为可折叠结构，并具有展开状态和折叠状态，从而可以使检测机器人的占用空间根据管道或涵道的空间大小进行相应的改变，有效适应多种尺寸的投放口径。与此同时，主架进行可折叠，从而可以使得其底部的高度得以提升，可以通过较大的障碍物，继而提升其越障性能，适应更多的复杂检测环境；且安装于主架的摄像组件的高度也可以提升，使其高度调整范围更大，提高检测范围。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明检测机器人一实施例处于展开状态的结构示意图；图2为图1所示检测机器人的正视图；图3为本发明检测机器人处于折叠状态的结构示意图；图4为图3所示检测机器人中的驱动车的正视图；图5为图4所示驱动车的俯视图；图6为图4所示驱动车的右视图；图7为图4所示驱动车中主体部与连接架的结构示意图；图8为图7中所示主体部与连接架的部分爆炸图；图9为图4所示驱动车中支架体与驱动轮的结构示意图；图10为图9所示支架体与驱动轮的部分爆炸图；图11为图1所示检测机器人中摄像组件与控制组件的爆炸图。
18.附图标号说明：
标号名称标号名称100检测机器人22线路板10驱动车30摄像组件11主架31云台111支架体32摄像头1111主体部33防护罩1112分体部41第一驱动件1112a连杆42第一传动件1112b第三驱动件43第二驱动件112连接架44第二传动件12驱动轮50后置摄像头20控制组件60辅助检测组件21电控壳
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本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
23.本发明提出一种检测机器人100，用于管道或涵道的内部摄像检测。
24.请参照图1至图3，在本发明的一实施例中，检测机器人100包括驱动车10、控制组件20及摄像组件30，所述驱动车10包括主架11和安装于主架11的至少两个驱动轮12，所述主架11具有展开状态和折叠状态；所述控制组件20安装于所述主架11；所述摄像组件30安装于所述主架11，并与所述控制组件20电连接。
25.本实施例中，检测机器人100用于对管道内或涵道内的情况进行侦测或检测，例如，裂缝或维修点检测等。管道或涵道内可以是有水的情况，在具体的使用过程中，可以根据实际情况选择布放工具将其放入管道内或涵道内，从而提升便利性。
26.检测机器人100的主要部件是驱动车10，驱动车10包括主架11和安装于主架11的驱动轮12，主架11用于为控制组件20和摄像组件30提供安装基础，其形状可以是长方体板状或框架类型，在此不做限定。主架11为可折叠设置，即主架11能够自身发生折叠，例如，类似于折叠床，能够以自身的某个中线进行折叠，并可以在折叠状态与展开状态之间进行转换。该折叠状态可以人工进行设定，也可以通过外部驱动力达到驱动器转换的目的。主架11的结构可以是分体结构，分体之间的夹角进行变化，以呈折叠状态，也可以是一体结构，通过自身弹性等方式进行折叠。此处的驱动轮12不限于橡胶轮、塑料轮以及履带轮等，可以根据实际情况进行选择。为了保持稳定，驱动轮12的数量也不限于两个、三个或四个及以上，可以根据实际需求进行设定。驱动轮12可以设置为自驱动，也可以通过外部驱动结构安装于主架11对其进行驱动，从而实现转动，带动主架11和摄像组件30前行，以达到巡视检测的目的。
27.因检测环境的复杂性，控制组件20可以包括电控壳21和设于所述电控壳21内的线路板22，在线路板22其上设置有各种控制电路和元器件，从而与摄像组件30进行电连接，以提供所需的控制信号和图像储存部件。当然，控制组件20还可以包括用于提供电能的电源，从而可以简化结构，方便进行行走。或者，于一实施例中，该线路板22还可以与外界进行电连接，以实时提供电能和所需的控制信号和反馈信号等。摄像组件30可以是直筒摄像头32或球型摄像头32，在此不做限定。其安装于主架11上，对管道或涵道内的环境进行摄像，以提供对环境的监测数据。
28.本发明技术方案的检测机器人100包括驱动车10和安装于驱动车10上的控制组件20与摄像组件30，驱动车10可以运动以带动摄像组件30移动，摄像组件30在控制组件20的控制下进行管道或涵道内的环境检测。通过将驱动车10的主架11设置为可折叠结构，并具有展开状态和折叠状态，从而可以使检测机器人100的占用空间根据管道或涵道的空间大小进行相应的改变，有效适应多种尺寸的投放口径。与此同时，主架11进行可折叠，从而可以使得其底部的高度得以提升，可以通过较大的障碍物，继而提升其越障性能，适应更多的复杂检测环境；且安装于主架11的摄像组件30的高度也可以提升，使其高度调整范围更大，提高检测范围。
29.如图1所示，此外，在主架11行进方向上的后端还可以连接有电缆或光缆等传输部件，以方便进行供能或信号数据的传输，并方便将检测机器人100进行回收。
30.请结合图2至图4，可选的实施例中，所述主架11包括两支架体111，两所述支架体111相向的两端部可转动连接，两所述支架体111相背离的两端部连接所述驱动轮12；两所述支架体111位于同一平面内以呈展开状态；两所述支架体111相背离的端部相互靠近以呈折叠状态。
31.本实施例中，为了方便进行折叠，设定主架11包括有两个支架体111，每一支架体111呈杆状或条状或长方体形状，两个支架体111相向的端部可转动连接，此处，可以是两端部直接通过轴孔的方式转动连接，也可以通过中间部件进行间接连接，以实现两者之间的相对转动运动。在两支架体111转动过程中，从而实现整体的展开状态与折叠状态的转换，
此处，当两个支架体111在同一平面内时，也即两者之间的夹角为180度时，主架11呈展开状态，此时，主架11的重心最低，检测机器人100的整体稳定性最好，故而，在正常情况下，可以呈展开状态进行行走检测，从而有效保证摄像组件30拍摄的稳定性和检测机器人100的行走稳定性，提升检测的准确性和设备的防护性能。而在需要提升摄像组件30的高度时，或是管道的开口直径较小时，或是需要越过障碍物时，此时，将两个支架体111相背离的端部相互靠近，从而使两者之间形成夹角，主架11则展现为折叠状态。具体的折叠状态的角度可以根据实际需要设定，有效提升检测机器人100的摄像高度和越障性能。
32.当然，可以设定部件去限位两个支架体111之间向超过180度的转动角度转动，从而始终保持稳定的行走状态。
33.请结合图3至图5，可选的实施例中，所述主架11还包括连接架112，所述连接架112的两端分别可转动连接于两所述支架体111相向的两端部。
34.本实施例中，为了方便控制每一分支体的转动角度，该主架11还包括有连接架112，该连接架112的两端部分别与两个支架体111转动连接，也即，每一支架体111是以连接架112的一端部为圆心进行转动。此处，每一分支体与连接架112的连接方式为，支架体111的端部开设有第一轴孔，连接架112的端部开设有第二轴孔，通过转轴穿设于第一轴孔和第二轴孔，且转轴与分支体的端部固定连接，分支体则可以通过转轴转动而相对于连接架112转动。该结构的设置，能够为两个支架体111提供一个支撑基准，并且提升对两个分支体转动的精度，保证主架11在折叠过程中的稳定性。
35.请结合图7和图8，可选的实施例中，所述检测机器人100还包括第一驱动件41和第一传动件42，所述第一驱动件41安装于所述连接架112，所述第一传动件42的一端连接所述第一驱动件41的驱动轴，另一端分别连接两所述支架体111的端部。
36.可以理解的，检测机器人100具有一定的智能性，能够通过自身的判断进行折叠角度的设定，从而实现自动避障。或者，当检测机器人100与外界电导通时，可以通过外部控制其进行折叠，以提升摄像组件30的高度，从而获取所需要的检测图像。故而，检测机器人100还包括第一驱动件41和第一传动件42，第一驱动件41可以是电机或马达，与控制组件20电连接，第二传动件44可以是齿轮或丝杆等，通过控制组件20控制电机的驱动，带动齿轮或丝杆转动，继而带动转轴转动，实现对分支体的驱动，以实现折叠状态或返回至展开状态。
37.具体地，第一驱动件41安装在连接架112上，其驱动轴朝向两个分支体的两端部中间，第一传动件42设于连接架112的内部，与第一驱动件41的驱动轴进行啮合连接，第一驱动件41的驱动轴为竖直方向，第一传动件42为齿轮组，齿轮组的齿轮均沿水平方向周向旋转，其中一齿轮与第一驱动件41的驱动轴相啮合，另一齿轮与两分支体上的转轴相啮合，在第一驱动件41的驱动下实现两个分支体的同步转动，从而调整两个分支体之间的夹角，实现不同角度的折叠状态。该结构简单，通过一驱动力带动两个分支体运动，从而可以节省动力和部件，有利于检测机器人100的小型化。此处，连接架112也可以为第一驱动件41和第一传动件42提供支撑和保护，从而有效减少外部部件的干扰和损坏，延长其使用寿命，保证检测机器人100的折叠效果。
38.当然，于其他实施例中，第一驱动件41还可以是气缸，第一传动件42为推杆，通过气缸带动推杆运动，从而使得两个分支体远离连接架112的端部可相互靠近或相互远离，从而实现不同角度的折叠状态。
39.请结合图5和图6，可选的实施例中，所述驱动轮12设置有四个，每一所述支架体111的端部安装有两所述驱动轮12。
40.本实施例中，为了进一步提高结构稳定性，设置驱动轮12有四个，每一支架体111的端部连接有两个驱动轮12，通过四个驱动轮12的驱动行进，能够提高驱动力，使得检测机器人100行进的更加稳定和有动力，并能够延长检测距离。当然，每一分支体连接的两驱动轮12之间具有一定的间距，从而能够提升整体的行进稳定性。
41.请结合图9和图10，可选的实施例中，每一所述支架体111包括主体部1111和两分体部1112，每一所述分体部1112的一端可活动连接于所述主体部1111的一端，另一端连接一所述驱动轮12，所述主体部1111远离所述分体部1112的一端与另一支架体111的主体部1111可转动连接。
42.本实施例中，为了进一步提升检测机器人100的适应性，将每个分支体连接的两个驱动轮12之间的距离设置为可调节的。也即，在空间充足的情况下，可以将两个驱动轮12之间的距离调节到最大，从而增大占地面积，提升结构稳定性和行进稳定性。而在管道或涵道的口径或直径较小时，可以缩小两个驱动轮12之间的距离，与所检测的环境相适配，以便适用更多尺寸的管道或涵道。同时，在调节两个支架体111之间的角度以实现折叠状态时，也配合调节两个驱动轮12之间的间距，能进一步增大其底部空间，更容易躲避较大的障碍物，进一步提升避障和越障性能。此处，可以在明确环境的情况下，通过人工调节间距，以适配所检测的管道或涵道环境，提高适应性。
43.具体地，每一支架体111包括主体部1111和两个分体部1112，主体部1111包括有两个主体板和连接两个主体部1111的中间板，三者围合形成框架类型的结构，在结构稳定性好的同时，可以节省材料并有利于散热。分体部1112与主体部1111为转动连接，且该转动连接通过类似于平行四边形的转动结构，来实现驱动轮12的轴线始终与水平面相平行，从而保证驱动轮12的正常行走。当然，也可以将分体部1112的一端与主体部1111可转动连接，与驱动轮12连接的端部为可转动连接，以保证在调节分体部1112的间距时，驱动轮12始终保持水平的稳定行走。
44.此外，可以将部分电控组件或电源组件设置在该主体部1111，能够紧凑结构，提升整体的结构稳定性和小型化。当然，为了进一步提升散热性能，可以在中间板开设散热孔。
45.请继续参照图10，可选的实施例中，所述检测机器人100还包括第二驱动件43和第二传动件44，所述第二驱动件43安装于所述主体部1111，所述第二传动件44的一端连接所述第二驱动件43的驱动轴，另一端分别连接两所述分体部1112的端部。
46.本实施例中，为了实现对两分支部的调节，在主体部1111上安装有第二驱动件43和第二传动件44，此处第二驱动件43与第二传动件44的设置同上述的第一驱动件41与第二驱动件43的结构可相同，从而简化结构，方便组装。即，第二驱动件43可为电机或马达，其安装在主体部1111的侧面，其驱动轴伸入主体部1111内，驱动轴的轴线与主体部1111的延长方向相平行，第二传动件44为齿轮组，齿轮组的轴线与驱动轴的轴线相垂直设置，齿轮组中包括五个齿轮，其中两个通过轴连接实现同步转动，其余的两两啮合，将驱动力传递到分体部1112的端部，实现分体部1112的转动。此处，第二驱动件43也与控制组件20电连接，在检测环境不明朗时，根据控制信息可以随时实现对分支体的调节，以变化两个驱动轮12之间的间距，可以实现检测机器人100的智能化和提升现场应变能力。
47.当然，于其他实施例中，第二驱动件43可以是气缸，与推杆的第二传动件44相配合。
48.请结合图9和图10，可选的实施例中，每一所述分体部1112包括第三驱动件1112b和两连杆1112a，两所述连杆1112a平行设置，且每一所述连杆1112a的一端可转动连接于所述主体部1111，另一端可转动连接于所述第三驱动件1112b，所述第三驱动件1112b的驱动轴连接所述驱动轮12。
49.本实施例中，为了实现对驱动轮12的自主驱动，在每一分体部1112上安装有第三驱动件1112b，该第三驱动件1112b为电机或马达，可以实现转动驱动，从而实现对驱动轮12的驱动。当然，第三驱动件1112b也与控制组件20电连接，从而能够通过控制组件20的控制实现多个驱动部件的协调运作。此处第三驱动件1112b通过两个轴线相互垂直的齿轮啮合实现传动，从而使得驱动轮12分别设于第三驱动件1112b的一侧，并垂直于底面向前行进。同时，第三驱动件1112b的结构还作为分体部1112支撑结构的一部分，起到一定的连接作用，其远离驱动轮12的一端与两连杆1112a可转动连接，该结构可以简化部件，进一步有利于检测机器人100的小型化设计。
50.具体地，两个连杆1112a的两端平行间隔设置与第三驱动件1112b的端部，且可以实现两分体部1112连接的两驱动轮12的连线方向上的转动，两连杆1112a远离第三驱动件1112b的两端分别与主体部1111的端部可转动连接，其中一连杆1112a的端部与齿轮组中的齿轮相连接，能够受驱动转动，另一个连杆1112a的端部连接于主体部1111的边缘，被迫转动，且两者大致平行，形成类平行四边形的结构，并可以改变类平行四边形的夹角，使得分体杆远离主体部1111的中轴线，或靠近主体部1111的中轴线，以实现两个驱动轮12之间的间距变化。
51.请结合图1和图3，可选的实施例中，所述摄像组件30安装于所述连接架112。
52.本实施例中，因连接架112位于检测机器人100的中部位置，且该位置并不发生角度的变化，故将摄像组件30安装在连接架112上，可以保持摄像组件30的摄像角度稳定性。且通过主架11的折叠状态，能最大程度地提升其高度，增大调节范围，并避免其他部件遮挡而影响图像的拍摄，保证检测成功率。
53.请结合图1、图3及图11，可选的实施例中，所述电控壳21安装于所述连接架112，所述摄像组件30安装于所述电控壳21；和/或，所述摄像组件30包括云台31和设于所述云台31的摄像头32，所述云台31驱动所述摄像头32可周向旋转和/或俯仰角度调节；和/或，所述检测机器人100还包括后置摄像头50，所述后置摄像头50设于所述连接架112背离所述摄像组件30的一端边缘；和/或，所述检测机器人100还包括辅助检测组件60，所述辅助检测组件60设于所述连接架112背离所述摄像组件30的一端。
54.本实施例中，在电控组件包括有电控壳21和内部的线路板22时，为了进一步紧凑结构，将电控壳21安装在连接架112上，摄像组件30安装在电控壳21上。如此，可以方便摄像组件30与线路板22的电连接，减少布线长度，以提升安全性。且控制组件20位于连接架112上，能够兼顾主架11上的其他部件电连接和两边的驱动轮12的电连接，从而可合理进行布线，提升检测机器人100结构的规整化和精简化。
55.在摄像组件30安装于电控壳21的基础上，摄像组件30包括云台31和摄像头32，摄像头32为球形摄像头32，云台31为摄像头32提供支撑基础，并可以驱动摄像头32沿其周向方向旋转，以兼顾周围的各个方向的位置，同时能够驱动摄像头32在垂直于周向上的转动，也即实现摄像头32朝向下端的俯视角度和朝向上端的仰视角度的调节，从而最大程度实现对环境的各个角落进行拍摄或摄像，以实现全面检测的效果。云台31具体安装在电控壳21的上端开口处，并部分陷于电控壳21内，摄像头32显露于电控壳21即可。
56.此外，在摄像头32上方罩设有防护罩33，能够减少外部对摄像头32和电控组件的影响和干扰，提升摄像组件30的使用性能和控制组件20的使用性能。当然，于其他实施例，也可以单独设置云台31在连接架112上。
57.在摄像组件30安装在控制组件20上时，且摄像头32能够在云台31驱动下进行转动调节的基础上，还设置有后置摄像头50，该后置摄像头50安装在连接架112上，并位于远离控制组件20的一端，用于对检测机器人100行进方向的后侧进行摄像监测，从而提升检测范围和检测效果。具体的，后置摄像头50位于连接架112端部的一侧边缘，从而在主架11呈展开状态时，避免其他部件的遮挡，能够实现全方位的摄像监测。当然，于其他实施例中，也可不以摄像组件30安装在控制组件20和/或摄像头32能够在云台31驱动下进行转动调节的结构为基础，单独再设置一后置摄像头50。
58.此外，在有或者无上述结构的基础上，为了增加监测机器人的功能性，其还包括有辅助检测组件60，例如，激光雷达，可以实现距离的检测，并对内部环境的三维尺寸进行勘察，有利于对管道或涵道内的环境进行建模。又或者水质采样装置，能够在有水的环境下，可以将部分水样抽取进装置内，便于后期的水质分析。此处，辅助检测组件60并不限于上述的装置，可以根据需要进行设定。该辅助检测组件60设置在连接架112的一端部中间位置，从而可以提升检测准确率，保证检测效果。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。