本發(fā)明涉及管道機(jī)器人，具體涉及一種新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，各類管道系統(tǒng)如供水、燃?xì)狻⑴潘缺椴汲鞘械叵?，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)和維護(hù)方式效率低下、成本高且風(fēng)險(xiǎn)大。管道機(jī)器人的出現(xiàn)，為管道的檢測(cè)和維護(hù)提供了革命性的解決方案。它們能夠深入復(fù)雜、難以到達(dá)的管道內(nèi)部，利用攜帶的傳感器和操作機(jī)械進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)和維護(hù)作業(yè)，大大提高了效率和安全性。

2、管道機(jī)器人是一種可沿細(xì)小管道內(nèi)部或外部自動(dòng)行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機(jī)械，在工作人員的遙控操作或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下，進(jìn)行一系列管道作業(yè)的機(jī)、電、儀一體化系統(tǒng)。

3、管道機(jī)器人在執(zhí)行清理和維護(hù)任務(wù)時(shí)，常面臨復(fù)雜環(huán)境的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的管道機(jī)器人在面對(duì)淤泥、垃圾等管道中的物品時(shí)，不能有效的跨越障礙物，進(jìn)而造成卡阻，使得其無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)前管道機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不夠靈活，在管道轉(zhuǎn)彎較多的區(qū)域難以正常運(yùn)行。另外，隨著管道問題逐漸的復(fù)雜化，管道機(jī)器人也需要加裝更多的模塊兒，以達(dá)到工程實(shí)際的需求，現(xiàn)在的水下管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)法合理的搭乘紅外掃描、聲納等模塊。針對(duì)這些問題，本技術(shù)參考蜘蛛機(jī)器人結(jié)構(gòu)，通過(guò)添加和改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得管道機(jī)器人能夠在更加復(fù)雜的管道環(huán)境中正常運(yùn)行的同時(shí)，增加管道機(jī)器人的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪直接連接在機(jī)器人的主體上，碰到較大障礙物時(shí)，不能夠跨越障礙物的問題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、一種新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其包括：機(jī)器人主體、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體前端的前置機(jī)械臂、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體側(cè)端的主動(dòng)力推進(jìn)器以及對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體尾端的輔助螺旋推進(jìn)器，主動(dòng)力推進(jìn)器通過(guò)機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)與機(jī)器人主體連接，機(jī)器人主體的頂部設(shè)有后端機(jī)械臂；

4、主動(dòng)力推進(jìn)器包括連接在機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)末端的推進(jìn)器鋼架，推進(jìn)器鋼架通過(guò)前端約束和末端鉸鏈約束安裝對(duì)稱設(shè)置在下側(cè)的主推進(jìn)器電機(jī)，兩個(gè)主推進(jìn)器電機(jī)之間設(shè)置運(yùn)動(dòng)螺旋。

5、作為優(yōu)選，輔助螺旋推進(jìn)器包括輔助推進(jìn)電機(jī)，輔助推進(jìn)電機(jī)的輸出端連接渦輪，渦輪的外部設(shè)有輔助推進(jìn)器外殼。

6、作為優(yōu)選，前置機(jī)械臂和后端機(jī)械臂均包括連接在機(jī)器人主體上的擺動(dòng)杠，擺動(dòng)杠連接搖臂，搖臂的側(cè)端設(shè)有多個(gè)活塞缸，用于搖臂和機(jī)械手指的推進(jìn)和收縮。

7、作為優(yōu)選，前置機(jī)械臂還包括機(jī)械手指，擺動(dòng)杠通過(guò)搖臂連接機(jī)械手指。

8、作為優(yōu)選，后端機(jī)械臂還包括連接在搖臂上的運(yùn)動(dòng)杠桿，活塞缸17帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)杠桿在垂直方向運(yùn)動(dòng)。

9、作為優(yōu)選，運(yùn)動(dòng)杠桿通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接有外接模塊安裝架。

10、作為優(yōu)選，機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)包括連接在機(jī)器人主體上的舵機(jī)，舵機(jī)連接舵盤。

11、作為優(yōu)選，機(jī)器人主體的底部設(shè)有聲納。

12、作為優(yōu)選，機(jī)器人主體的內(nèi)部設(shè)有電池以及電路板。

13、作為優(yōu)選，機(jī)器人主體的前端設(shè)有照明燈和高清攝像頭安裝架。

14、本發(fā)明具有以下有益效果：

15、提高了靈活轉(zhuǎn)彎與越障能力：通過(guò)舵機(jī)調(diào)整連接結(jié)構(gòu)，機(jī)器人可以折疊推進(jìn)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)狹窄管道，同時(shí)能夠在復(fù)雜管道中實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向。這種靈活性極大地提升了機(jī)器人在復(fù)雜水下環(huán)境中的作業(yè)能力。

16、增強(qiáng)了模塊載荷能力：機(jī)器人前端和后端機(jī)械臂上的安裝區(qū)域具有較高的自由度，能夠轉(zhuǎn)換或添加各種功能模塊。這不僅提高了機(jī)器人的多功能性，還增加了其載荷能力，使其能夠執(zhí)行更多樣化的任務(wù)。

17、優(yōu)化了狹窄空間適應(yīng)性：當(dāng)遇到較小的管道時(shí)，機(jī)器人可以通過(guò)折疊推進(jìn)結(jié)構(gòu)來(lái)減少寬度，從而順利通過(guò)狹窄空間。這一特點(diǎn)使得機(jī)器人在受限環(huán)境中的作業(yè)變得更加高效和可行。

18、提高了運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和性能：通過(guò)主動(dòng)力推進(jìn)器和輔助推進(jìn)器的耦合動(dòng)力，機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)模式，這不僅提高了其越障能力，還增強(qiáng)了轉(zhuǎn)彎性能，使得機(jī)器人在水下環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定和可控。

19、增強(qiáng)了可擴(kuò)展性和多功能性：機(jī)器人前端和后端的機(jī)械臂設(shè)計(jì)允許根據(jù)工程需求轉(zhuǎn)換或添加模塊，這大大提高了機(jī)器人的可擴(kuò)展性和靈活性。用戶可以根據(jù)具體任務(wù)需求來(lái)配置機(jī)器人，使其更加適應(yīng)不同的工作環(huán)境和任務(wù)要求。

20、提升了整體作業(yè)效率：由于機(jī)器人在復(fù)雜管道中的靈活性和強(qiáng)大的模塊載荷能力，它能夠更高效地完成各種水下作業(yè)任務(wù)，從而提高了整體作業(yè)效率。

技術(shù)特征：

1.一種新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，包括：機(jī)器人主體(1)、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體(1)前端的前置機(jī)械臂(5)、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體(1)側(cè)端的主動(dòng)力推進(jìn)器(4)以及對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體(1)尾端的輔助螺旋推進(jìn)器(2)，所述主動(dòng)力推進(jìn)器(4)通過(guò)機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)(3)與機(jī)器人主體(1)連接，所述機(jī)器人主體(1)的頂部設(shè)有后端機(jī)械臂(8)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述輔助螺旋推進(jìn)器(2)包括輔助推進(jìn)電機(jī)(16)，所述輔助推進(jìn)電機(jī)(16)的輸出端連接渦輪(14)，所述渦輪(14)的外部設(shè)有輔助推進(jìn)器外殼(15)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述前置機(jī)械臂(5)和后端機(jī)械臂(8)均包括連接在所述機(jī)器人主體(1)上的擺動(dòng)杠(19)，所述擺動(dòng)杠(19)連接搖臂(20)，所述搖臂(20)的側(cè)端設(shè)有多個(gè)活塞缸(17)，用于搖臂(20)和機(jī)械手指(18)的推進(jìn)和收縮。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述前置機(jī)械臂(5)還包括機(jī)械手指(18)，所述擺動(dòng)杠(19)通過(guò)搖臂(20)連接機(jī)械手指(18)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述后端機(jī)械臂(8)還包括連接在搖臂(20)上的運(yùn)動(dòng)杠桿(21)，所述活塞缸(17)帶動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)杠桿(21)在垂直方向運(yùn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)杠桿(21)通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接有外接模塊安裝架(22)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)(3)包括連接在機(jī)器人主體(1)上的舵機(jī)(12)，所述舵機(jī)(12)連接舵盤(13)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人主體(1)的底部設(shè)有聲納(9)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人主體(1)的內(nèi)部設(shè)有電池(10)以及電路板(11)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人主體(1)的前端設(shè)有照明燈(6)和高清攝像頭安裝架(7)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新型結(jié)構(gòu)全地形管道檢測(cè)機(jī)器人，涉及管道機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域；為了解決現(xiàn)有管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪直接連接在機(jī)器人的主體上，碰到較大障礙物時(shí)，不能夠跨越障礙物的問題，提出以下技術(shù)方案：其包括：機(jī)器人主體、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體前端的前置機(jī)械臂、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體側(cè)端的主動(dòng)力推進(jìn)器以及對(duì)稱設(shè)置在機(jī)器人主體尾端的輔助螺旋推進(jìn)器，主動(dòng)力推進(jìn)器通過(guò)機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)與機(jī)器人主體連接，機(jī)器人主體的頂部設(shè)有后端機(jī)械臂。本發(fā)明的水下管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案在靈活性、模塊載荷能力、狹窄空間適應(yīng)性、運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性、可擴(kuò)展性和多功能性等方面都帶來(lái)了顯著的有益效果，為水下管道作業(yè)提供了新的解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：孫斌,王建雨,胡良瀚,王一鳴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15