一种双形态管道测量机器人

本发明涉及双形态管道测量机器人，具体为一种双形态管道测量机器人。

背景技术：

1、管道测量机器人是一种能够自动进出管道，携带一个或多个传感器或操作机械，并在远程控制操作或计算机自动控制下进行一系列管道测量和探测操作的机械、电气、仪表集成系统，它主要用于管道的内部尺寸测量、结构状态评估、材料性质分析、腐蚀程度检测等，为管道管理提供重要的数据支持，当前，管道测量领域广泛应用的机器人在错综复杂的管道内部环境中执行探索与测量任务时，由于这类环境往往充斥着油脂、水渍等不利因素，极易导致测量机器人在行进过程中出现打滑现象，严重制约了机器人的自主移动能力，甚至迫使测量作业中断，在此情境下，操作人员不得不手动牵拉拖缆，费力地帮助机器人脱离困境并重新规划路径，此操作极大的降低了管道数据测量的整体效率，为此，我们提出一种双形态管道测量机器人。

技术实现思路

1、本申请所要解决的一个技术问题是：管道测量机器人通常在错综复杂的管道内部环境中执行探索与测量任务，然而，这类环境往往充斥着油脂、水渍等不利因素，极易导致轮胎在行进过程中出现空转打滑现象，严重制约了机器人的自主移动能力，甚至迫使测量作业中断。

2、为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种双形态管道测量机器人，包括机器人本体、激光测量头和移动轮，且机器人本体设置有多个，还包括履带轮，所述履带轮位于机器人本体上，在移动轮陷入打滑无法带动机器人本体移动时，通过所述履带轮带动机器人本体移动；行走组件，所述行走组件设置在机器人本体上，通过所述行走组件在机器人本体转弯时控制移动轮回收；切换组件，所述切换组件设置在机器人本体上，且所述履带轮设置在切换组件上，通过所述切换组件在移动轮打滑陷入空转的同时，驱使履带轮展开，并带动机器人本体移动。

3、在一些实施例中，所述行走组件包括设置在机器人本体上的多个调节件，通过所述调节件在机器人本体转弯时控制移动轮回收，所述调节件上设置有同步件，通过所述同步件驱使多个调节件同步工作，所述机器人本体上设置有动力件，通过所述动力件为移动轮回收提供动力。

4、在一些实施例中，所述调节件包括设置在机器人本体上的多个安装管，所述安装管内滑动设置有滑动杆，所述滑动杆端部与移动轮连接，所述安装管内转动设置有调节丝杆，所述调节丝杆与滑动杆螺纹连接，所述机器人本体上设置有固定块，所述固定块上转动设置有转动轴，所述调节丝杆上设置有调节齿轮一，所述转动轴上设置有与调节齿轮一咬合的调节齿轮二。

5、在一些实施例中，所述同步件包括设置在机器人本体上的多个弧形板，所述弧形板上转动设置有环形板，所述环形板外圈设置有多个卡齿，所述机器人本体上转动设置有多个同步轴，所述同步轴上设置有与卡齿咬合的同步齿轮，所述同步轴和转动轴上均设置有同步带轮，所述同步带轮上设置有同步皮带。

6、在一些实施例中，所述动力件包括开设在机器人本体上的滑动槽，所述滑动槽内滑动设置有滑动块，所述滑动块上设置有动力齿条，所述滑动槽内设置有限位板，所述限位板上设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端体与滑动块连接，所述滑动块上设置有牵引绳一和牵引绳二，所述牵引绳一和牵引绳二穿过限位板并与限位板活动连接，所述牵引绳二贯穿机器人本体，并与机器人本体活动连接，所述牵引绳一和牵引绳二分别与多个机器人本体中的另一个机器人本体的两侧连接，所述机器人本体上转动设置有动力轴，所述动力轴上设置有与动力齿条咬合的动力齿轮一，所述环形板内圈开设有多个齿槽，所述动力轴上设置有与齿槽咬合的动力齿轮二。

7、在一些实施例中，所述切换组件包括设置在机器人本体上的安装件，通过所述安装件将履带轮固定在机器人本体上，所述安装件上设置有伸展件，通过所述伸展件控制履带轮偏转，所述机器人本体上设置有驱动件，通过所述驱动件为伸展件提供动力。

8、在一些实施例中，所述安装件包括开设在机器人本体上的伸展槽，所述伸展槽内滑动设置有多个移动块，所述移动块上转动设置有连接轴，所述连接轴上设置有连杆，所述连杆与履带轮转动连接。

9、在一些实施例中，所述伸展件包括转动设置在伸展槽内的展开丝杆，所述展开丝杆一端贯穿伸展槽侧壁，所述展开丝杆贯穿多个移动块且与移动块螺纹连接，所述伸展槽内设置有推动齿条，所述连接轴上设置有与推动齿条咬合的展开齿轮。

10、在一些实施例中，所述驱动件包括转动设置在机器人本体上的转动板，所述机器人本体内设置有电机，所述电机输出端与转动板连接，所述转动板上设置有驱动齿圈，所述机器人本体上设置有多个连动轴，所述连动轴和展开丝杆上均设置有驱动带轮，所述驱动带轮上设置有驱动皮带，所述连动轴上设置有与驱动齿圈咬合的驱动齿轮，所述移动轮上设置有传感器。

11、在一些实施例中，所述牵引绳一和牵引绳二均为聚酯纤维材质。

12、本发明至少具备以下有益效果：此双形态管道测量机器人，在使用时，区别于现有技术，行走组件设置的好处在于，能够在机器人本体在管道内转弯时控制移动轮回收，从而扩大机器人本体的转动空间，在狭窄或复杂的管道环境中，移动轮的存在可能会限制机器人的转向角度和灵活性，从而导致测量时产生偏差，通过回收移动轮，机器人可以更容易地调整其姿态和方向，使测量更加准确，同时在转向过程中，机器人如果因为移动轮的限制而无法稳定地保持姿态，可能会导致管道失圆度测量数据的波动或失真，回收移动轮后，机器人可以更加平稳地完成转向动作，从而提高失圆度测量数据的稳定性，而切换组件设置的好处在于能够在移动轮打滑的同时切换成履带轮来带动机器人本体行走，当移动轮在湿滑、泥泞或陡峭的管道内壁上打滑时，机器人可能会停止前进，导致失圆度测量工作中断，自动控制履带轮伸展能够迅速恢复机器人的移动能力，减少停滞时间，从而保证失圆度测量的连续性，不仅如此移动轮打滑可能导致机器人无法继续前进，从而无法获取该段管道内的测量数据，自动控制履带轮伸展可以确保机器人在任何情况下都能继续前进，避免数据丢失，提高失圆度测量的完整性。

技术特征：

1.一种双形态管道测量机器人，包括机器人本体（1）、激光测量头（2）和移动轮（3），且机器人本体（1）设置有多个，其特征在于：还包括：

2.根据权利要求1所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述行走组件（5）包括设置在机器人本体（1）上的多个调节件（6），通过所述调节件（6）在机器人本体（1）转弯时控制移动轮（3）回收，所述调节件（6）上设置有同步件（7），通过所述同步件（7）驱使多个调节件（6）同步工作，所述机器人本体（1）上设置有动力件（8），通过所述动力件（8）为移动轮（3）回收提供动力。

3.根据权利要求2所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述调节件（6）包括设置在机器人本体（1）上的多个安装管（61），所述安装管（61）内滑动设置有滑动杆（62），所述滑动杆（62）端部与移动轮（3）连接，所述安装管（61）内转动设置有调节丝杆（63），所述调节丝杆（63）与滑动杆（62）螺纹连接，所述机器人本体（1）上设置有固定块（64），所述固定块（64）上转动设置有转动轴（65），所述调节丝杆（63）上设置有调节齿轮一（66），所述转动轴（65）上设置有与调节齿轮一（66）咬合的调节齿轮二（67）。

4.根据权利要求3所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述同步件（7）包括设置在机器人本体（1）上的多个弧形板（71），所述弧形板（71）上转动设置有环形板（72），所述环形板（72）外圈设置有多个卡齿（73），所述机器人本体（1）上转动设置有多个同步轴（74），所述同步轴（74）上设置有与卡齿（73）咬合的同步齿轮（75），所述同步轴（74）和转动轴（65）上均设置有同步带轮（76），所述同步带轮（76）上设置有同步皮带（77）。

5.根据权利要求4所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述动力件（8）包括开设在机器人本体（1）上的滑动槽（81），所述滑动槽（81）内滑动设置有滑动块（82），所述滑动块（82）上设置有动力齿条（83），所述滑动槽（81）内设置有限位板（84），所述限位板（84）上设置有复位弹簧（85），所述复位弹簧（85）一端体与滑动块（82）连接，所述滑动块（82）上设置有牵引绳一（86）和牵引绳二（87），所述牵引绳一（86）和牵引绳二（87）穿过限位板（84）并与限位板（84）活动连接，所述牵引绳二（87）贯穿机器人本体（1），并与机器人本体（1）活动连接，所述牵引绳一（86）和牵引绳二（87）分别与多个机器人本体（1）中的另一个机器人本体（1）的两侧连接，所述机器人本体（1）上转动设置有动力轴（88），所述动力轴（88）上设置有与动力齿条（83）咬合的动力齿轮一（89），所述环形板（72）内圈开设有多个齿槽（811），所述动力轴（88）上设置有与齿槽（811）咬合的动力齿轮二（810）。

6.根据权利要求5所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述切换组件（9）包括设置在机器人本体（1）上的安装件（10），通过所述安装件（10）将履带轮（4）固定在机器人本体（1）上，所述安装件（10）上设置有伸展件（11），通过所述伸展件（11）控制履带轮（4）偏转，所述机器人本体（1）上设置有驱动件（12），通过所述驱动件（12）为伸展件（11）提供动力。

7.根据权利要求6所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述安装件（10）包括开设在机器人本体（1）上的伸展槽（101），所述伸展槽（101）内滑动设置有多个移动块（102），所述移动块（102）上转动设置有连接轴（103），所述连接轴（103）上设置有连杆（104），所述连杆（104）与履带轮（4）转动连接。

8.根据权利要求7所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述伸展件（11）包括转动设置在伸展槽（101）内的展开丝杆（111），所述展开丝杆（111）一端贯穿伸展槽（101）侧壁，所述展开丝杆（111）贯穿多个移动块（102）且与移动块（102）螺纹连接，所述伸展槽（101）内设置有推动齿条（113），所述连接轴（103）上设置有与推动齿条（113）咬合的展开齿轮（112）。

9.根据权利要求8所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述驱动件（12）包括转动设置在机器人本体（1）上的转动板（121），所述机器人本体（1）内设置有电机（122），所述电机（122）输出端与转动板（121）连接，所述转动板（121）上设置有驱动齿圈（123），所述机器人本体（1）上设置有多个连动轴（124），所述连动轴（124）和展开丝杆（111）上均设置有驱动带轮（125），所述驱动带轮（125）上设置有驱动皮带（126），所述连动轴（124）上设置有与驱动齿圈（123）咬合的驱动齿轮（127），所述移动轮（3）上设置有传感器（128）。

10.根据权利要求9所述的双形态管道测量机器人，其特征在于：所述牵引绳一（86）和牵引绳二（87）均为聚酯纤维材质。

技术总结
本发明涉及管道测量技术领域，具体为一种双形态管道测量机器人，包括机器人本体、激光测量头和移动轮，且机器人本体设置有多个，还包括履带轮，履带轮位于机器人本体上，在移动轮陷入打滑无法带动机器人本体移动时，通过履带轮带动机器人本体移动；此双形态管道测量机器人，在使用时，区别于现有技术，切换组件设置的好处在于能够在移动轮打滑的同时切换成履带轮来带动机器人本体行走，当移动轮在湿滑、泥泞或陡峭的管道内壁上打滑时，机器人可能会停止前进，导致测量工作中断，自动控制履带轮伸展能够迅速恢复机器人的移动能力，减少停滞时间，从而保证失圆度测量的连续性。

技术研发人员：蒋东升,方天阳,黄凤珍,孙良玉,杨启耀,胡珊珊
受保护的技术使用者：安徽建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23