[发明专利]一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人。

背景技术

随着人们生活质量的提高，人们对水质的要求也越来越高，从健康的角度来说，要求洗漱、烹调灯与身体直接接触的用水也要求达到饮用水的标准。而目前自来水厂的水经处理后，由于管道运输过程中的二次污染，到达用户家中的水质一直无法得到实质的提高；其中，对于新建楼房的水管可以通过采用新材料支撑的管道来避免二次污染，而旧有楼房的金属管道由于拆旧换新的成本太高，因此把重点放在了对水管的改造上，目前来说，对于大口径的送水管道，主要采用内衬工艺，而对于小口径的楼房自来水管道的改造，主要是对管道进行除锈和内部喷涂处理。然而改造后的难点，在于如何判断喷涂好的管道是否达到改造要求。因此，需要设计一种便于操作和灵活控制的管道内环境检测机器人，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，通过设计和应用该机器人，解决了现有的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人，包括微控制器，所述微控制器的输入端连接有摄像头、超声探测器、功能按键和电源；所述微控制器的输出端连接有电机、红外灯和显示器；所述电机的输出端依次连接有减速箱、柔性轴和导向装置；所述电源还分别与电机、摄像头、超声探测器和红外灯连接；所述导向装置包括第一导向体和第二导向体，第一导向体一端与第二导向体一端之间连接有转向驱动器，第一导向体另一端与柔性轴相连；所述摄像头、超声探测器和红外灯均安装在第二导向体另一端；所述柔性轴外围均匀分布有环状的齿牙；所述第一导向体和第二导向体两侧分别相对安装有一对车轮变径机构。

进一步地，所述摄像头用于采集图像信息并将其传输至微控制器，所述超声探测器用于探测行进方向上的障碍物信息并将其传输至微控制器，所述微控制器对收到的图像信息和障碍物信息分别进行分析处理后，继而控制电机的动作，该电机的动作包括启动和停止；所述显示器用于实时显示图像信息。

进一步地，所述第二导向体一端连接有罩体，该罩体为透明的半球面结构，所述摄像头、超声探测器和红外灯均位于罩体内侧。

进一步地，所述柔性轴内部并排设有电源线和信号线，所述电源线一端与电源相连，其另一端分别与摄像头、超声探测器和红外灯连接；所述信号线一端与微控制器相连，其另一端分别与摄像头、超声探测器相连。

进一步地，所述车轮变径机构包括沿径向可伸缩调节的支撑杆和安装在支撑杆上的车轮，所述支撑杆包括外杆和内杆，其中外杆为一端封闭的中空结构，所述外杆封闭端内侧与内杆一端连接有弹簧，所述内杆另一端安装在第一导向体上或第二导向体上。

进一步地，所述微控制器为单片机，所述转向驱动器为SMA柔性扭转驱动器，所述电机为直流电机，所述减速箱的输出端包括大齿轮，该大齿轮与柔性轴外表面的齿牙相啮合。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用机器人进行管道内环境检测，大大节省了人力物力，有利于节约成本；通过机器人进行管道检测工作，有利于提高管道检测工作的自动化以及智能化水平；通过将柔性轴外表面设置有齿牙结构，并与减速箱输出端大齿轮相啮合，继而电机经减速箱驱动柔性轴移动，同时导向装置起到导向作用，继而使导向装置在管道内移动，导向装置上安装的摄像头和超声探测装置实时回传相关信号，在微控制器的分析处理下对柔性轴的移动进行控制，有利于避免机器人与障碍物发生碰撞以及操作人员通过显示器观测实时图像信息；通过设置红外灯，继而有利于辅助摄像头采集管道内的图像信息；通过在导向装置两侧设置车轮变径机构，便于支撑导向装置在不同内径尺寸的管道内滑动的可靠性和稳定性；通过设置透明罩体，有利于对摄像头、超声探测器和红外灯进行防护。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于城市自来水管道内环境探测的机器人的组成框图；

图2为本发明中导向装置的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：