一种自适应内壁管道机器人的制作方法

1.本发明属于管道机器人技术领域，具体涉及一种自适应内壁管道机器人。


背景技术：

2.随着现代化和城市化的步伐加快，管道作为一种重要的物料输送方式被广泛应用，由于城市地下管道空间状况非常复杂，在这种地区施工的风险和难度越来越大，由于施工过程不明确地下管道分布而造成的安全事故屡见不鲜，因此，明确地下管道的分布情况尤为重要。鉴于管道内部工作空间的局限性，人力工作强度大，故需要管道机器人携带检测装置在管道内行走，由检测装置采集并记录管道分布三维坐标信息，从而了解地下管道的分布状况。
3.然而目前管道机器人主要依靠轮子或吸盘与管道内壁之间进行接触，这样会出现很多问题，如：只能在固定直径的直管道行走，一旦管径变化就会出现机器人无法继续行走的现象，从而影响采集工作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自适应内壁管道机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.技术方案：一种自适应内壁管道机器人，包括防护壳以及固定于防护壳内的步进马达，所述防护壳的一侧外壁设有定位套，所述定位套内安装有摄像头，且摄像头的一侧设有透明防护板，所述定位套内安装有驱动马达，所述驱动马达的输出端固定连接有清洁杆，所述防护壳内固定连接有隔板，所述步进马达与隔板固定连接，所述驱动马达的输出端固定连接有调节螺杆，所述调节螺杆的外壁螺纹连接有调节环，所述调节环的外侧等间距设有三个连接杆，所述防护壳的外壁对称设有三个定位管，所述定位管内滑动连接有伸缩柱，所述伸缩柱的两端均转动连接有与调节环和伸缩柱固定连接的连接座。
6.在进一步的实施例中，所述伸缩柱位于定位管外部的端面固定连接有防护盒，所述防护盒内安装有双轴马达，所述双轴马达的两个输出轴的外部均固定连接有驱动轮。
7.在进一步的实施例中，所述定位管的两侧内壁均开设有多个转动槽，且定位管的转动槽内转动连接有滚珠，所述伸缩柱的两侧外壁均开设有供滚珠移动的滑槽。
8.在进一步的实施例中，所述隔板远离步进马达的一侧安装有旋转马达，所述旋转马达的输出端固定连接有安装座。
9.在进一步的实施例中，所述安装座的两侧外壁对称设有两个支撑套筒，所述支撑套筒内设有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一侧设有在支撑套筒内滑动的支撑柱。
10.在进一步的实施例中，所述支撑柱位于支撑套筒外部的端面开设有插孔，且支撑柱的插孔内插接有定位柱，所述定位柱位于支撑柱外部的端面固定连接有清洁板。
11.在进一步的实施例中，所述支撑套筒的一侧外壁开设有导向孔，且支撑套筒的导向孔内滑动连接有定位销，所述定位销与支撑套筒之间固定连接有固定弹簧。
12.在进一步的实施例中，所述定位套的一侧外壁开设有安装槽，且定位套的安装槽内安装有补光灯带。
13.在进一步的实施例中，所述支撑柱的两侧外壁均固定连接有限位块，且支撑套筒的两侧内壁均开设有供限位块移动的限位槽。
14.本发明的技术效果和优点：该自适应内壁管道机器人，通过步进马达带动调节螺杆转动，调节螺杆带动调节环进行移动，调节环在移动的过程中，能够带动伸缩杆在定位管中进行移动，从而根据管道的直径调整驱动轮的位置，进而能够使该机器人适用于不同规格的管道使用；在该机器人在管道中行走时，由于支撑弹簧的设置，清洁板对支撑柱和支撑弹簧进行挤压，从而能够使清洁板贴合在不同规格的管道的内壁；通过驱动马达带动清洁杆转动，能够在透明防护板沾污时，对透明防护板进行清理，避免因透明防护板沾污而影响摄像头对图像的采集，该自适应内壁管道机器人，不仅能够适用于不同规格的管道，而且能够保证摄像头采集图像的清晰度。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的定位套的剖视图；图3为本发明的防护壳的局部剖视图；图4为本发明的防护壳结与定位管连接处的剖视图；图5为本发明的图3中a处的放大图；图6为本发明的支撑套筒、支撑柱和清洁板的爆炸图。
16.图中：1、防护壳；11、定位套；12、摄像头；13、透明防护板；14、补光灯带；15、驱动马达；16、清洁杆；2、隔板；21、步进马达；22、调节螺杆；23、调节环；24、连接杆；25、连接座；3、定位管；31、伸缩柱；32、滚珠；33、滑槽；34、防护盒；35、双轴马达；36、驱动轮；4、旋转马达；41、安装座；42、支撑套筒；43、支撑弹簧；44、限位块；45、支撑柱；46、定位柱；47、清洁板；48、定位销；49、固定弹簧。
具体实施方式
17.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
18.为了保证摄像头12采集图像的清晰度，如图1和图2所示，防护壳1的一侧外壁开设有螺纹槽，且防护壳1外壁的螺纹槽外螺纹连接有定位套11，定位套11内安装有安装孔，定位套11的安装孔内安装有摄像头12，摄像头12的一侧设有透明防护板13，透明防护板13能够对摄像头12进行保护，同时不影响摄像头12的拍摄，定位套11上开设有容纳透明防护板13的凹槽，定位套11内通过螺栓安装有驱动马达15，驱动马达15的输出端通过螺栓固定连接有清洁杆16，清洁杆16与定位套11接触的位置设有橡胶清洁条，能够更好的与透明防护板13相贴合，定位套11的一侧外壁开设有安装槽，且定位套11的安装槽内安装有补光灯带
14，通过驱动马达15带动清洁杆16转动，能够在透明防护板13沾污时，对透明防护板13进行清理，避免因透明防护板13沾污而影响摄像头12对图像的采集。
19.为了使该机器人适用于不同规格的管道，如图1、图3至图5所示，防护壳1内通过螺栓固定连接有隔板2，隔板2的一侧通过螺栓固定连接有驱动马达15，驱动马达15的输出端通过联轴器固定连接有调节螺杆22，调节螺杆22的外壁螺纹连接有调节环23，调节环23的外侧等间距设有三个连接杆24，防护壳1的外壁对称开设有三个螺纹孔，防护壳1外壁的螺纹孔内螺纹连接定位管3，定位管3内滑动连接有伸缩柱31，伸缩柱31的两端均转动连接有与调节环23和伸缩柱31固定连接的连接座25，定位管3的两侧内壁均开设有多个转动槽，且定位管3的转动槽内转动连接有滚珠32，伸缩柱31的两侧外壁均开设有供滚珠32移动的滑槽33，使伸缩柱31在定位管3中移动的更加顺畅，伸缩柱31位于定位管3外部的端面通过螺栓固定连接有防护盒34，防护盒34内安装有双轴马达35，双轴马达35的两个输出轴的外部均固定连接有驱动轮36，防护壳1内分别安装有控制芯片和信号收发芯片，方便对该机器人进行远程控制，控制芯片和信号收发芯片均为现有技术，其结构在此就不做过多赘述，防护壳1内安装有蓄电池，图中未示出，蓄电池能够为该机器人提供电力支持，防护壳1的外壁开设有供蓄电池充电的插孔，通过步进马达21带动调节螺杆22转动，调节螺杆22带动调节环23进行移动，调节环23在移动的过程中，能够带动伸缩杆在定位管3中进行移动，从而根据管道的直径调整驱动轮36的位置。
20.为了方便对管道的内壁进行清理，如图1和图6所示，隔板2远离步进马达21的一侧通过螺栓安装有旋转马达4，旋转马达4的输出端固定连接有安装座41，安装座41的两侧外壁通过螺栓对称安装有两个支撑套筒42，支撑套筒42内设有支撑弹簧43，支撑弹簧43的一侧设有在支撑套筒42内滑动的支撑柱45，支撑柱45的两侧外壁均固定连接有限位块44，且支撑套筒42的两侧内壁均开设有供限位块44移动的限位槽，避免支撑柱45从支撑套筒42中脱落；支撑柱45位于支撑套筒42外部的端面开设有插孔，且支撑柱45的插孔内插接有定位柱46，定位柱46位于支撑柱45外部的端面固定连接有清洁板47，清洁板47上安装有刷毛，方便对管道的内壁进行清理，支撑套筒42的一侧外壁开设有导向孔，且支撑套筒42的导向孔内滑动连接有定位销48，定位柱46的一侧外壁开设有与定位销48相匹配的定位孔，定位销48插接至定位柱46的定位孔内，能够对定位柱46的位置进行固定，同时定位销48与定位柱46分离，方便对清洁板47进行拆装，更加方便清洁板47更换，定位销48与支撑套筒42之间焊接固定有固定弹簧49，避免定位销48从支撑套筒42上掉落。
21.工作原理：该自适应内壁管道机器人，在使用时，将该机器人移动至管道口的位置，启动步进马达21，通过步进马达21带动调节螺杆22转动，调节螺杆22带动调节环23进行移动，调节环23在移动的过程中，带动连接杆24进行移动，连接杆24带动伸缩杆在定位管3中进行移动，从而根据管道的直径调整驱动轮36的位置，驱动轮36的位置调整完成后，将该机器人放入管道中，支撑弹簧43对支撑柱45和清洁板47进行支撑，使清洁板47始终与管道的内壁相贴合；启动摄像头12、补光灯带14、双轴马达35和旋转马达4，摄像头12能够对管道内的图像进行采集，同时补光灯带14可进行补光，避免因管道内光线不足影响图像采集，同时双
轴马达35带动驱动轮36转动，使该机器人在管道中进行移动，旋转马达4带动安装座41转动，使清洁板47在管道的内壁转动，对管道的内壁进行清理，当透明防护板13沾污时，启动驱动马达15，驱动马达15带动清洁杆16转动，对透明防护板13进行清理，避免因透明防护板13沾污而影响摄像头12对图像的采集。
22.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选内容而已，并不用于限制本发明。