[发明专利]一种多工况管网检测机器人

说明书

本发明公开了一种多工况管网检测机器人，包括设置有摄像组件的机器人本体和用于驱动所述机器人本体行进的螺旋滚筒，所述螺旋滚筒包括中空的浮筒和沿浮筒的轴向螺旋设置在浮筒表面的螺旋叶片；其特征在于，所述螺旋滚筒的两端同轴固定有支撑轮，所述支撑轮的外径大于所述螺旋滚筒的最大直径；所述支撑轮包括轮毂和轮圈，所述轮毂和轮圈之间连接有沿周向均布设置的轮辐板，所述轮辐板的两端相对扭转呈螺旋状，且螺旋方向与所述螺旋叶片的方向一致。本发明具有结构设计巧妙，能够适应硬质地面、淤泥和积水等多工况作业的优点。

技术领域

本发明涉及特种机器人技术领域，特别的涉及一种多工况管网检测机器人。

背景技术

城市管网系统是市政地下供水管网监控系统，它担负着传递信息和城市的补给、排泄工作，是城市基础设施的基础，与我们的生活息息相关。然而，由于城市管网系统通常是在地下，随着国民经济加速发展，城市空间不断扩大，对城市管网等市政基础设施建设要求越来越高，目前，城市管网系统更新修复不足，导致城市内涝。因此，人们日益重视对于管网系统的监控和维护。管道内部地形错综复杂，同一段管道，可能存在硬质地面、淤泥淤积和积水，甚至长期有水排放，现有的检测机器人或是轮式的，适应硬质地面行走，或是漂浮式的，适应水面划行，还没有一款能够适应多个工况的管网检测机器人。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，能够适应硬质地面、淤泥和积水的多工况管网检测机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种多工况管网检测机器人，包括设置有摄像组件的机器人本体和用于驱动所述机器人本体行进的螺旋滚筒，所述螺旋滚筒包括中空的浮筒和沿浮筒的轴向螺旋设置在浮筒表面的螺旋叶片；其特征在于，所述螺旋滚筒的两端同轴固定有支撑轮，所述支撑轮的外径大于所述螺旋滚筒的最大直径；所述支撑轮包括轮毂和轮圈，所述轮毂和轮圈之间连接有沿周向均布设置的轮辐板，所述轮辐板的两端相对扭转呈螺旋状，且螺旋方向与所述螺旋叶片的方向一致。

采用上述结构，由于支撑轮的直径大于螺旋滚筒的最大直径，在管网内的硬质地面上，圆形管道的中部必定下凹，螺旋滚筒两端的支撑轮就可以直接在管道两侧的管壁上，螺旋滚筒转动过程中，带动支撑轮向前滚动，实现硬质路面的行进。而一旦遇到淤泥堆积的管段，就可以利用螺旋滚筒在淤泥表面沿螺旋滚筒的轴向向前行进，此时，螺旋滚筒的两端虽然设置有支撑轮，但是支撑轮上的轮辐板亦成螺旋状，也能够让淤泥从轮辐板之间通过，从而保证在淤泥表面的顺利行进。而遇到积水管段时，螺旋滚筒可以漂浮或悬浮在水中，一方面可以利用螺旋滚筒表面的螺旋叶片驱动机器人向前行进，另一方面也可以轮辐板作为推进器向前行进。

进一步的，所述机器人本体包括底座和通过竖向设置的回转机构可转动地安装在所述底座上的摄像组件；所述螺旋滚筒对称地设置在所述底座的两侧。

由于支撑轮驱动行进的方向是垂直于螺旋滚筒的轴向，而利用螺旋滚筒的螺旋叶片和轮辐板驱动行进的方向是沿螺旋滚筒的轴向，通过回转机构将摄像组件安装在底座上，一方面可以在行进过程中让摄像组件朝向行进方向。另一方面也可以通过回转机构控制摄像组件转动，方便对管壁进行拍摄。

进一步的，所述换转机构包括竖向设置的回转轴，所述回转轴的下端通过减速机构连接有回转电机，所述回转轴的上端与所述摄像组件相连。

进一步的，所述螺旋滚筒包括同轴设置的前螺旋滚筒和后螺旋滚筒，所述前螺旋滚筒和后螺旋滚筒之间连接有呈风琴状的可折叠气囊和沿所述螺旋滚筒的轴向设置的伸缩机构，所述机器人本体内具有可缩胀的储气囊，所述可折叠气囊和所述储气囊通过管道相连。

这样，就可以通过伸缩机构带动前螺旋滚筒和后螺旋滚筒沿轴向相对移动，对可折叠气囊形成伸缩，可折叠气囊收缩时，空气进入储气囊内，有储气囊位于机器人本体内，从而降低机器人的整体浮力，可折叠气囊拉伸后，储气囊内的空气进入刀可折叠气囊内，机器人的整体浮力增加，这样，就可以实现机器人在有水的管道内潜行。适应更多工况