[发明专利]一种管道检测机器人及其检测方法

权利要求书

1.一种管道检测机器人，包括移动组件、升降组件、水平旋转组件、俯仰组件、摄像头、测距单元以及控制单元；其中，

所述移动组件设置于机器人的下部，用于在管道内移动；

所述水平旋转组件设置在移动组件上方，并且通过升降组件与移动组件连接；

所述水平旋转组件上连接所述俯仰组件，俯仰组件上固定摄像头；

所述移动组件、升降组件、水平旋转组件、俯仰组件、摄像头均与控制单元控制连接；

其特征在于，所述移动组件包括：第一支撑平台、转向轮以及支撑角度可调的驱动轮组件，其中，所述第一支撑平台的一端固定连接转向轮，另一端连接所述支撑角度可调的驱动轮组件；

所述支撑角度可调的驱动轮组件包括：固定于第一支撑平台端部的两根螺杆；

轮架，轮架上连接轮体以及轮驱动机构，所述轮架可转动的套接于螺杆上，并通过螺母与第一支撑平台之间相互固定；

所述测距单元设置于机器人的机身上与控制单元信号连接，用以判断机器人是否移动到管道转弯处以及是否在管道的中间位置；针对不同直径的管道，通过调整轮架相对于第一支撑平台的安装角度和转向轮相对于第一支撑平台的安装高度，可以使转向轮和驱动轮与管道充分接触；

所述俯仰组件包括第二旋转舵机、俯仰座、俯仰平台以及安装板，其中，旋转平台上安装俯仰座，俯仰座具有弧形凹面，俯仰平台底部具有与所述弧形凹面相配合的弧形凸面，俯仰平台上设有轴孔，第二旋转舵机通过安装板安装在旋转平台上，第二旋转舵机的输出轴与所述俯仰平台上的轴孔配合连接；

所述升降组件包括：第一支撑臂、第二支撑臂以及升降舵机，其中，所述升降舵机的一端固定在第一支撑臂下端，另外一端固定在第二支撑臂的上端，第一支撑臂的下端与移动组件通过铰链连接，第二支撑臂的上端通过铰链与水平旋转组件相连接。

2.根据权利要求1所述的管道检测机器人，其特征在于，所述水平旋转组件包括：第二支撑平台、回转支承、旋转平台以及第一旋转舵机；其中，第一旋转舵机安装在第二支撑平台上，通过传动机构与旋转平台连接，旋转平台安装在回转支撑上，回转支撑安装在第二支撑平台上。

3.根据权利要求1所述的管道检测机器人，其特征在于，所述测距单元包括安装在第二支撑平台前端中间位置处的一只纵向测距传感器、以及对称安装于第二支撑平台两侧位置处的两只横向测距传感器，所述纵向测距传感器和横向测距传感器均与所述控制单元信号连接。

4.根据权利要求2所述的管道检测机器人，其特征在于，所述传动机构包括：大带轮、小带轮和同步带，第一旋转舵机的输出轴穿过第二支撑平台后与小带轮连接，小带轮和大带轮之间安装同步带，旋转平台上设有竖轴，竖轴穿过第二支撑平台后与所述大带轮连接。

5.根据权利要求1所述的管道检测机器人，其特征在于，第一支撑平台的上表面上安装有4个安装凸台，用于安装升降组件的第一支撑臂，第二支撑平台的前段中间位置加工有螺纹孔，用于安装转向轮；第一支撑平台的尾端加工两根所述螺杆。

6.一种基于权利要求1所述的管道检测机器人的管道检测方法，其特征在于，横向测距传感器用于测量机器人距离管道左右两侧壁的第一距离，并将第一距离信号发送给控制单元，控制单元内预先设有第一阈值，将第一距离与第一阈值进行比较判断机器人是否在管道的中间位置，若判断机器人处于管道的中间位置，则控制单元控制机器人直线移动，具体是：控制单元控制轮驱动机构驱动两个驱动轮以相同的转速旋转，管道检测机器人直线移动；

纵向测距传感器用来测量机器人距离前面管壁的第二距离，并将第二距离信号发送给控制单元，控制单元内预先设有第二阈值，将第二距离与第二阈值进行比较判断机器人是否移动到管道转弯处，当判断机器人处于管道转弯处时，控制单元控制轮驱动机构作出相应的转弯，具体是：当左侧驱动轮转速高于右侧驱动轮时，管道检测机器人向右转弯；当右侧驱动轮转速高于左侧驱动轮时，管道检测机器人向左转弯。