一种管道机器人用超声检测装置

摘要

本发明公开了一种管道机器人用超声检测装置，包括箱体、舵机、超声波探测头、万向联轴器和变径结构，所述箱体包括前箱体、中间箱体和后箱体，所述前箱体内安装有控制驱动板，前箱体前端安装有万向联轴器，前箱体后端连接有中间箱体，舵机安装在中间箱体内，舵机通过连接部件与超声波探测头连接，中间箱体后端连接有后箱体，前箱体和后箱体外周安装有变径结构，前箱体与中间箱体之间、中间箱体与后箱体之间皆设有电线孔，后箱体的后端也设有电线孔，电线连接控制驱动板和舵机，电线穿过电线孔连接外侧电源。其解决了现有管道机器人加载检测仪器导致的结构复杂，尺寸限制等问题，同时也通过布置密封装置实现了防水功能。

权利要求

1.一种管道机器人用超声检测装置，其特征在于：包括箱体、舵机、超声波探测头、万向联轴器和变径结构，所述箱体包括前箱体、中间箱体和后箱体，所述前箱体内安装有控制驱动板，前箱体前端安装有万向联轴器，前箱体后端连接有中间箱体，舵机安装在中间箱体内，舵机通过连接部件与超声波探测头连接，中间箱体后端连接有后箱体，前箱体和后箱体外周安装有变径结构，前箱体与中间箱体之间、中间箱体与后箱体之间皆设有电线孔，后箱体的后端也设有电线孔，电线连接控制驱动板和舵机，电线穿过电线孔连接外侧电源；

所述变径结构包括滑轮、大支撑臂、小支撑臂、挡环，滑块、滑轨、连接板和弹簧，前箱体和后箱体分别环绕固定2个挡环，前箱体和后箱体分别环绕固定的2个挡环之间使用连接板连接，前箱体和后箱体分别环绕固定的2个挡环之间还装有滑轨，大支撑臂的一端通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于挡环上，另一端铰接有滑轮，大支撑臂的中间侧通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于小支撑臂的一端，小支撑臂的另一端通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于滑块上，滑块一侧连接有弹簧，滑块和弹簧套在滑轨上。

2.根据权利要求1所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述前箱体的前端安装有前端盖，后箱体的后端安装有后端盖，后端盖设有电线孔，万向联轴器安装在前端盖上。

3.根据权利要求2所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述万向联轴器和前端盖为穿入的销轴固定。

4.根据权利要求1或2所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述电线孔的孔周圈安装有过线圈。

5.根据权利要求1所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述连接部件包括舵盘、转盘和支架，舵盘与转盘连接，转盘与支架一端连接，支架另一端于中间箱体外侧与超声波探测头连接。

6.根据权利要求5所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述转盘同时与两个或两个以上连接部件连接，每个连接部件都连接有一个超声波探测头。

7.根据权利要求1所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述前箱体与中间箱体的安装连接处、中间箱体与后箱体的安装连接处皆设置有凹槽，凹槽内放置防水垫圈，防水垫圈为球型。

8.根据权利要求2所述的管道机器人用超声检测装置，其特征在于：所述前箱体与前端盖的安装连接处，后箱体与后端盖的安装连接处皆设置有凹槽，凹槽内放置防水垫圈，防水垫圈为球型。

说明书

一种管道机器人用超声检测装置

技术领域

[0001] 本发明专利涉及一种管道机器人用的检测装置，尤其适用小管径管道的检测。当管道机器人本身的结构尺寸无法满足加装检测仪器时，可以搭载本检测装置进行工作。

背景技术

[0002] 管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走，携带一种或多种传感器的操作机械，在人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。国内外关于管道机器人的研究已经有了比较成熟的发展，管道机器人的研究开始于 20 世纪 50 年代的 PIG管道清管器，20 世纪 70 年代，随着计算机技术、通信技术、图形处理技术、微电子技术、传感器技术和机械设计制造技术的发展，管道机器人得到了空前的发展。研究工程应用中的特殊管道机器人具有很高的实用价值和学术价值。随着科技的发展对管道机器人的尺寸要求也越来越精，需要通过的管道也越来越细，而目前现有的管道检测机器人都是在机器人本体上面加载检测仪器，结构繁复，机器人本身的结构尺寸会受到明显制约，同时对于小管径管道检测机器人，在密封方面处理得并不理想，大多数不能在有大量积水的管道内工作。

发明内容

[0003] 发明目的：

[0004] 本发明提供一种管道机器人用超声检测装置，解决了现有管道机器人加载检测仪器导致的结构复杂，尺寸限制等问题，同时也通过布置密封装置实现了防水功能。

[0005] 技术方案：

[0006] 一种管道机器人用超声检测装置，其特征在于：包括箱体、舵机、超声波探测头、万向联轴器和变径结构，所述箱体包括前箱体、中间箱体和后箱体，所述前箱体内安装有控制驱动板，前箱体前端安装有万向联轴器，前箱体后端连接有中间箱体，舵机安装在中间箱体内，舵机通过连接部件与超声波探测头连接，中间箱体后端连接有后箱体，前箱体和后箱体外周安装有变径结构，前箱体与中间箱体之间、中间箱体与后箱体之间皆设有电线孔，后箱体的后端也设有电线孔，电线连接控制驱动板和舵机，电线穿过电线孔连接外侧电源。

[0007] 所述前箱体的前端安装有前端盖，后箱体的后端安装有后端盖，后端盖设有电线孔，万向联轴器安装在前端盖上。

[0008] 所述万向联轴器和前端盖为穿入的销轴固定。

[0009] 所述电线孔的孔周圈安装有过线圈。

[0010] 所述连接部件包括舵盘、转盘和支架，舵盘与转盘连接，转盘与支架一端连接，支架另一端于中间箱体外侧与超声波探测头连接。

[0011] 所述转盘同时与两个或两个以上连接部件连接，每个连接部件都连接有一个超声波探测头。

[0012] 所述变径结构包括滑轮、大支撑臂、小支撑臂、挡环，滑块、滑轨、连接板和弹簧，前箱体和后箱体分别环绕固定2个挡环，前箱体和后箱体分别环绕固定的2个挡环之间使用连接板连接，前箱体和后箱体分别环绕固定的2个挡环之间还装有滑轨，大支撑臂的一端通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于挡环上，另一端铰接有滑轮，大支撑臂的中间侧通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于小支撑臂的一端，小支撑臂的另一端通过两端带卡簧的带槽销轴铰接于滑块上，滑块一侧连接有弹簧，滑块和弹簧套在滑轨上。

[0013] 所述前箱体与中间箱体的安装连接处、中间箱体与后箱体的安装连接处皆设置有凹槽，凹槽内放置防水垫圈,防水垫圈为球型。

[0014] 所述前箱体与前端盖的安装连接处，后箱体与后端盖的安装连接处皆设置有凹槽，凹槽内放置防水垫圈，防水垫圈为球型。

[0015] 优点及效果：

[0016] 一种管道检测机器人用超声检测装置，可以通过万向联轴器与机器人连接在一起，简化了两者的连接方式，降低了对尺寸的要求。前后两个箱体是单独封闭的，具备防水功能，起到保护箱体内各种电路板的作用。该装置中间腔体内布置两个超声波探测头，对称分布，在舵机带动下可以180度旋转，对管道内部进行检测。装置周向布置有随动轮，随动轮通过支架支撑，在弹簧的作用下可以上下伸缩，可起到适应管径的功能。

附图说明

[0017] 下面结合附图对本发明进行详细说明：

[0018] 图1、本装置轴剖图；

[0019] 图2、本装置侧视图；

[0020] 图3、本装置置于管道内示意图；

[0021] 图4、本装置立体图；

[0022] 图5、A处结构图；

[0023] 图6、B处结构图；

[0024] 图7、C处结构图；

[0025] 图8、D处结构图。

[0026] 所述标注为：1.前箱体、2.中间箱体、3.后箱体、4.万向联轴器、5.前端盖、6.后端盖、7. 控制驱动板、8.舵机、9.舵盘、10.转盘、11.支架、12.超声波探测头、13.滑轮、14.大支撑臂、15.小支撑臂、16.挡环、17.滑块、18.滑轨、19.连接板、20.弹簧、21.销轴、22.卡簧、23.电线孔、24.过线圈、25.防水垫圈，26.管道。

具体实施方式

[0027] 下文所述万向联轴器4所在的端部为前端。

[0028] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种管道机器人用超声检测装置，包括箱体、端盖、舵机8、超声波探测头12、万向联轴器4和变径结构，所述箱体包括前箱体1、中间箱体2和后箱体3，所述端盖包括前端盖5和后端盖6，前箱体1内安装有控制驱动板7，前箱体1的前端安装有前端盖5，前端盖5的前端安装有万向联轴器4，万向联轴器4和前端盖5为穿入的销轴21固定。前箱体1后端连接有中间箱体2，舵机8安装在中间箱体内，舵机8通过连接部件与超声波探测头12连接，连接部件包括舵盘9、转盘10和支架11，舵盘9与转盘10连接，转盘10同时与两个支架11一端连接，两个支架11另一端于中间箱体2外侧与超声波探测头12连接。

[0029] 中间箱体2后端连接有后箱体3，后箱体3的后端安装有后端盖6，后端盖6设有电线孔23，电线孔23的孔周圈安装有过线圈24。前箱体1和后箱体3外周安装有变径结构，变径结构包括滑轮13、大支撑臂14、小支撑臂15、挡环16，滑块17、滑轨18、连接板19、弹簧20和卡簧22，前箱体1和后箱体3分别环绕固定2个挡环16，前箱体1和后箱体3分别环绕固定的2个挡环16之间使用连接板19连接，前箱体1和后箱体3分别环绕固定的2个挡环16之间还装有滑轨18，大支撑臂14的一端通过两端带卡簧22的带槽销轴铰接于挡环16上，另一端铰接有滑轮13，大支撑臂14的中间侧通过两端带卡簧22的带槽销轴铰接于小支撑臂15的一端，小支撑臂15的另一端通过两端带卡簧22的带槽销轴铰接于滑块17上，滑块17一侧连接有弹簧
20，滑块17和弹簧20套在滑轨18上。前箱体1与中间箱体2之间、中间箱体2与后箱体3之间皆设有电线孔23，后箱体3的后端也设有电线孔23，电线连接控制驱动板7和舵机8，电线穿过电线孔23连接外侧电源。电线孔23的孔周圈安装有过线圈24。所述卡簧22的作用为固定销轴，避免销轴滑落。

[0030] 所述前箱体1与中间箱体2的安装连接处为螺栓连接、前箱体1与前端盖5的安装连接处为螺栓连接，中间箱体2与后箱体3的安装连接处为螺栓连接，后箱体3与后端盖6的安装连接处为螺栓连接，螺栓连接处皆设置有凹槽，凹槽内放置防水垫圈25，防水垫圈25为球型，在防水垫圈表面涂抹防水胶，并且放置防水垫圈的凹槽箱体和端盖上边都有防水胶，通过挤压防水垫圈25使其改变形状，起到密封的作用。

[0031] 装置的运行：

[0032] 管道机器人用超声检测装置与爬行器通过万向联轴器4相连，使该装置与爬行器可以相对轴向和周向旋转，行走动作更加灵便。装置进入管道26时变径结构通过对弹簧20压缩使装置能紧贴管道，爬行器向前运动时装置会在爬行器的拖动下移动，在移动的同时给舵机8供电，通过控制驱动板7设置舵机8进行180度往复运动，旋转速度在10°/s到30°/s之间任意调节。舵机8带动超声波探测头12进行旋转，全方位检测管道。而防水垫圈25采用的是球型型状，球型的防水垫圈25受到挤压变形量更大，在防水垫圈25表面涂抹防水胶，并且放置防水垫圈25的凹槽箱体和端盖上边都有防水胶，比一般的单凹槽防水效果更好。过线圈24表面涂抹防水胶，使过线圈24与后端盖6上的电线孔23贴合更加紧密，更能起到防水的功能。当需要转弯时管壁压迫滑轮进而使大支撑臂14向下倾斜然后压迫小支撑臂15，大支撑臂14与小支撑臂15倾角变大，然后使滑块17滑动压迫弹簧20收缩，使该装置径向尺寸变小适应转弯时管道的尺寸变化，当转弯过去以后管壁压迫力变小，弹簧20推动滑块17滑动使大支撑臂14和小支撑臂15向外倾斜压迫大支撑臂14，大支撑臂14与小支撑臂15倾角变小，从而使滑轮13也向外倾斜仍然保持紧贴管壁，这样就能达到适应管径的要求。