[发明专利]一种可调节履带角度的管道机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道机器人，具体涉及用于管道多维检测和两栖管道作业的可调节履带角度的管道机器人。

背景技术

管道机器人是一种可以在管道内爬行并开展检测、清理或维修等作业的设备。其可运用图像采集及图像处理技术、信息处理技术、机械工程、传感器技术、电子工程、自动化控制工程、计算机工程以及人工智能控制系统，结合实时嵌入式技术、声纳探测技术等完成狭小空间（管道）远距离（5公里）检测及作业。管道机器人可应用于市政管网、电力、石油、军事、考古等多个领域危险、人工无法到达的远距离复杂环境下多维检测及作业设备。

目前使用较多的管道机器人车体长度在300-600mm之间，宽高在100-300 mm之间。目前的管道机器人通常防水性能较差，允许浸泡在水中。但是如果水深超过300mm，或水下有少量淤泥，常规的管道机器人就无法进行检测工作。另外，目前的管道机器人检测距离通常是几十米，最大不超过300m。

常规管道机器人在管道检测施工前，要求关闭管道的进水阀门，排掉管道中的水，影响管道的使用。而排水管网的主干道是不能关闭的，始终有水流动，目前的管道机器人通常难以开展检测和作业。排水管网的主干道的两个相邻井口之间的距离可能达到1千米至几千米，车体尺寸较小的常规管道机器人难以在排水管网主干道内施工。

发明内容

为克服管道机器人的上述缺陷，需要开发一种体型大、通过能力强、综合作业能力完善的管道机器人，并需要注重改善管道机器人的通行性能，使其能适应管道内的各种复杂环境和路况。

本发明提供一种可调节履带角度的管道机器人，其中管道机器人车体包括：车架，左主履带组件和右主履带组件，履带角度调节机构，声纳固定架，声纳探头，摄像头升降架，摄像单元，辅助光源，电子控制箱，电子控制箱抽拉门及线缆牵引架；左主履带和右主履带通过履带转轴孔位安装在车体下方左右两侧；左主履带和右主履带之间设置履带角度调节机构，左主履带和右主履带可以向外调整到某一个角度，呈八字形；声纳探头通过声纳固定架安装在车架上；摄像头升降架一端设置在车架上另一端安装摄像单元和辅助光源；优选的，左主履带组件和右主履带组件分别安装在履带角度调节机构的履带悬挂臂上，并通过履带悬挂臂实现与车架的连接和角度调整。

履带式结构可实现地面支撑面积大，接地比压小，滚动摩擦小，通过性能较好，转弯半径小，牵引附着性能、越野机动性、爬坡、越沟等性能。上述两侧履带的八字形设置方式，一方面可以提高履带与管壁的摩擦力，另一方面可避开管底部淤泥及其他沉积物。左、右主履带组件通过悬挂臂方式与角度调节机构及车体连接，连接方式简单可靠。

优选的，履带角度调节机构还包括：履带角度调节转轴，双侧履带旋转轴，角度调节齿轮和角度调节轴旋转手柄；车架的端头和中部肋骨件上的的履带转轴孔位和履带角度调节转轴孔位分别插装双侧履带旋转轴和履带角度调节转轴，履带角度调节转轴上套设角度调节齿轮，角度调节齿轮与一侧的履带悬挂臂上的齿条啮合，该侧齿条又与另一侧的履带悬挂臂上的齿条啮合，履带角度调节转轴的端头连接角度调节轴旋转手柄。

进一步优选的，履带角度调节机构还包括多个与角度调节轴旋转手柄配合使用的角度定位孔。

用手动转动角度调节轴旋转手柄，两侧主履带组件的夹角可以在0度到120度之间调整。角度调节轴旋转手柄将角度调节到位后可固定在相应位置的角度定位孔上。

进一步优选的，履带悬挂臂端头的一侧的端头设置有角度限位块，角度限位块可以卡在履带角度调节转轴端头上，以限制左主履带组件和右主履带组件之间的最大夹角。

优选的，左主履带和右主履带前方分别设置前置左辅助履带和前置右辅助履带。前置左辅助履带和前置右辅助履带包括辅助履带主动轮,辅助履带,辅助履带从动轮,辅助履带支架,盘式减速电机及外护板。

辅助履带的使用提高了履带爬行机器人的越障能力。当机器人越障时，近觉传感器把遇到前方障碍发送给总控制系统，总控制系统判断是否可以翻越。如果判断结果可以翻越，则控制前摆臂驱动电机向上转动，使前摆向上抬起一定角度。继续前进时前侧的履带轮被抬离地面，后面的履带轮着地继续驱动履带前进。履带在凭借副履带的摩擦力以及履刺对障碍物的抓爬力来实现不断的向上攀爬。

优选的，管道机器人的左主履带组件和右主履带组件包括：主履带外侧板，主履带内侧板，主履带，辅助履带固定位，电机控制箱，主动轮，压带轮，从动轮和蜗轮蜗杆减速电机。