一种巡视机器人

摘要

本发明提供了一种巡视机器人，解决现有数据采集过程分散，数据反馈缺乏时效性的技术问题。巡视机器人包括：承载平台，用于沿要素设定轨迹受控移动；静态检测仪器，用于采集承载平台的运动状态；动态检测仪器，用于承载平台在移动环境中采集确定类型的物理信号；伸缩装置，用于在承载平台的移动过程中配合动态监测仪器到达采集位置；计算机。利用承载平台实现传感器集成，实现多种物理信号的集中采集，通过计算机和上位系统的协调控制保证固定信息采集点信号采集的时效性，通过伸缩装置扩展信息采集点的采集位置保证信息采集点可以按需调整，可以将信号采集过程按频率、优先级和紧迫性进行设定轨迹的巡视规划，进一步提高巡视效率和时效性。

权利要求

1.一种巡视机器人，其特征在于，包括：

承载平台，用于沿要素设定轨迹受控移动；

静态检测仪器，用于采集所述承载平台的运动状态；

动态检测仪器，用于所述承载平台在移动环境中采集确定类型的物理信号；

伸缩装置，用于在所述承载平台的移动过程中配合所述动态检测仪器到达采集位置；

计算机，用于接收采集信号，根据内置巡视策略形成所述承载平台的运动状态控制信号和所述承载平台上承载设备的控制信号并与上位系统进行通信；

所述伸缩装置包括：

旋转底盘，用于与所述承载平台顶部受控转动连接，提供所述动态检测仪器平面转动角度；

竖直伸缩平台，用于与所述旋转底盘顶部固定形成升降平台，提供动态检测仪器竖直偏移高度；

多维度伸缩平台，用于形成受控可变的立体支撑结构，所述立体支撑结构一端固定在所述升降平台上，另一端连接所述动态检测仪器；

所述多维度伸缩平台包括多维度单元，用于形成对电源线、数据线或管路牵引固定以及对所述动态检测仪器支撑的腔体通道，所述多维度单元包括以下管路：适配连接管路，用于与相邻的角度调节管路适配连接延长腔体通道；

刚性支撑管路，用于适配连接管路和/或角度调节管路延长腔体通道；

角度调节管路，用于与相邻的适配连接管路适配连接延长腔体通道并受控调整腔体通道的变化方位和角度；

所述角度调节管路包括一个直连端和一个角度调节端，所述角度调节管路的管状侧壁中包括支撑球体、滚动支撑锥面、轴套、弹性导杆、电磁发生器和定位凸台，所述滚动支撑锥面为一沿轴线单方向直径逐渐缩小的中空圆管，所述中空圆管的一端直径最大作为滚动支撑锥面底部，另一端直径最小作为滚动支撑锥面顶部，所述滚动支撑锥面底部周向固定在所述管状侧壁的所述角度调节端的内壁上，所述滚动支撑锥面顶部指向所述直连端，所述滚动支撑锥面采用铁磁性材料；

在所述滚动支撑锥面顶部的顶部通孔中固定同轴线的轴套，轴套为一中空圆管，中空圆管的外壁固定在所述顶部通孔中，所述轴套内壁为圆弧面，所述圆弧面与所述支撑球体共圆心，所述轴套内径与所述支撑球体外径相同，所述支撑球体部分容纳于轴套中；

所述支撑球体沿所述滚动支撑锥面的轴线方向形成贯通孔，所述贯通孔朝向所述滚动支撑锥面底部的一端作为适配端，另一端作为定位端；

所述弹性导杆包括固定端和承载端，所述弹性导杆环绕所述贯通孔的定位端周向均匀分布，所述弹性导杆的固定端固定在所述支撑球体上，所述弹性导杆沿所述滚动支撑锥面的径向朝向所述管状侧壁延伸，所述弹性导杆的承载端固定电磁发生器，电磁发生器的作用面朝向滚动支撑锥面；

在所述电磁发生器之间的所述滚动支撑锥面上设置定位凸台。

2.如权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于，所述承载平台包括：充电电池，用于存储电能并为所述承载平台和所述承载设备提供工作电源；

充电装置，用于在所述移动环境中与电源对接形成电能转换；

无线通信装置，用于为所述计算机提供无线宽带链路；

移动轮电机，用于接受所述运动状态控制信号形成受控移动轨迹。

3.如权利要求2所述的巡视机器人，其特征在于，所述承载平台底部设置四个所述移动轮电机，每个所述移动轮电机联动一个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮分别位于承载平台底部的前左、前右、后左和后右位置，前左和前右的所述麦克纳姆轮的轴向垂直，后左和后右的所述麦克纳姆轮的轴向垂直，前左和后右的所述麦克纳姆轮的轴向平行，前右和后左的所述麦克纳姆轮的轴向平行。

4.如权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于，所述静态检测仪器包括寻迹摄像头、光学测距传感器和水平传感器，在所述承载平台底部的前端向后端方向间隔设置寻迹摄像头，所述寻迹摄像头上包括照明光源，沿所述承载平台底部轮廓间隔设置朝向外侧和地面的光学测距传感器，在所述承载平台底部的前后两端和左右两端分别设置水平传感器。

5.如权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于，所述适配连接管路包括一个直连端和一个收缩端，所述适配连接管路的管状侧壁外径自直连端向收缩端方向由中部起逐渐减小形成圆锥型侧壁，在所述圆锥型侧壁和所述适配连接管路的收缩端间所述管状侧壁外径保持恒定形成适配圆管。

6.如权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于，所述轴套的轴向宽度为所述支撑球体直径的1/4至1/6，所述电磁发生器的作用面与滚动支撑锥面的夹角为15至30度，所述弹性导杆的数量为6至24个。

7.如权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于，在顺序连接的所述多维度单元形成的腔体通道的末端与所述动态检测仪器适配连接的部件为所述适配连接管路、所述刚性支撑管路或所述角度调节管路。

说明书

一种巡视机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及数据采集技术领域，具体涉及一种巡视机器人。

背景技术

[0002] 现有技术中，针对锅炉房或换热站复杂的现场工况环境，设置了大量实时反映设备和管路温度、振动、压力或气体成分的监测仪表，通过制定的巡视规程指导人工采集数据形成巡视数据。人工巡视的主要缺陷在于形成的巡视数据缺乏时效性，不能将监测仪表反映的实时状态反馈给供暖系统，造成与系统运行数据对接不及时，丧失了指导系统运行的意义。大量现场数据的人工采集可能受采集环境和人工观察状态的影响出现数据采集失误甚至采集漏项。受现场工况环境的复杂结构限制，大量改造现场检测仪表形成远程数据采集模式会造成设备成本和复杂度快速上升，对系统可用性有不利影响。

发明内容

[0003] 本发明实施例提供一种巡视机器人，解决现有数据采集过程分散，数据反馈缺乏时效性的技术问题。

[0004] 本发明实施例的巡视机器人，包括：

[0005] 承载平台，用于沿要素设定轨迹受控移动；

[0006] 静态检测仪器，用于采集所述承载平台的运动状态；

[0007] 动态检测仪器，用于所述承载平台在移动环境中采集确定类型的物理信号；

[0008] 伸缩装置，用于在所述承载平台的移动过程中配合所述动态监测仪器到达采集位置；

[0009] 计算机，用于接收采集信号，根据内置巡视策略形成所述承载平台的运动状态控制信号和所述承载平台上承载设备的控制信号并与上位系统进行通信。

[0010] 本发明一实施例中，所述承载平台包括：

[0011] 充电电池，用于存储电能并为所述承载平台和所述承载设备提供工作电源；

[0012] 充电装置，用于在所述移动环境中与电源对接形成电能转换；

[0013] 无线通信装置，用于为所述计算机提供无线宽带链路；

[0014] 移动轮电机，用于接受所述运动状态控制信号形成受控移动轨迹。

[0015] 本发明一实施例中，所述承载平台底部设置四个所述移动轮电机，每个所述移动轮电机联动一个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮分别位于承载平台底部的前左、前右、后左和后右位置，前左和前右的所述麦克纳姆轮的轴向垂直，后左和后右的所述麦克纳姆轮的轴向垂直，前左和后右的所述麦克纳姆轮的轴向平行，前右和后左的所述麦克纳姆轮的轴向平行。

[0016] 本发明一实施例中，所述静态检测仪器包括寻迹摄像头、光学测距传感器和水平传感器，在所述承载平台底部的前端向后端方向间隔设置寻迹摄像头，所述寻迹摄像头上包括照明光源，沿所述承载平台底部轮廓间隔设置朝向外侧和地面的光学测距传感器，在所述承载平台底部的前后两端和左右两端分别设置水平传感器。

[0017] 本发明一实施例中，所述伸缩装置包括：

[0018] 旋转底盘，用于与所述承载平台顶部受控转动连接，提供所述动态检测仪器平面转动角度；

[0019] 竖直伸缩平台，用于与所述旋转底盘顶部固定形成可受控升降平台，提供动态检测仪器竖直偏移高度；

[0020] 多维度伸缩平台，用于形成受控可变的立体支撑结构，所述立体支撑结构一端固定在所述生姜平台上，另一端连接所述动态检测仪器。

[0021] 本发明一实施例中，所述多维度伸缩平台包括多维度单元，用于形成对电源线、数据线或管路牵引固定以及对设备支撑的腔体通道，所述多维度单元包括以下管路中至少一种：

[0022] 适配连接管路，用于与相邻的角度调节管路适配连接延长腔体通道；

[0023] 刚性支撑管路，用于适配连接管路和/或角度调节管路延长腔体通道；

[0024] 角度调节管路，用于与相邻的适配连接管路适配连接延长腔体通道并受控调整腔体通道的变化方位和角度。

[0025] 本发明一实施例中，所述适配连接管路包括一个直连端和一个收缩端，所述适配连接管路的管状侧壁外径自直连端向收缩端方向由中部起逐渐减小形成圆锥型侧壁，在所述圆锥型侧壁和所述适配连接管路的收缩端间所述管状侧壁外径保持恒定形成适配圆管。

[0026] 本发明一实施例中，所述角度调节管路包括一个直连端和一个角度调节端，所述角度调节管路的管状侧壁中包括支撑球体、滚动支撑锥面、轴套、弹性导杆、电磁发生器和定位凸台，所述滚动支撑锥面为一沿轴线单方向直径逐渐缩小的中空圆管，所述中空圆管的一端直径最大作为滚动支撑锥面底部，另一端直径最小作为滚动支撑锥面顶部，所述滚动支撑锥面底部周向固定在所述管状侧壁的所述角度调节端的内壁上，所述滚动支撑锥面顶部指向所述直连端，所述滚动支撑锥面采用铁磁性材料；

[0027] 在所述滚动支撑锥面顶部的顶部通孔中固定同轴线的轴套，轴套为一中空圆管，中空圆管的外壁固定在所述顶部通孔中，所述轴套内壁为圆弧面，所述圆弧面与所述支撑球体共圆心，所述轴套内径与所述支撑球体外径相同，所述支撑球体部分容纳于轴套中；

[0028] 所述支撑球体沿所述滚动支撑锥面的轴线方向形成贯通孔，所述贯通孔朝向所述滚动支撑锥面底部的一端作为适配端，另一端作为定位端；

[0029] 所述弹性导杆包括固定端和承载端，所述弹性导杆环绕所述贯通孔的定位端周向均匀分布，所述弹性导杆的固定端固定在所述支撑球体上，所述弹性导杆沿所述滚动支撑锥面的径向朝向所述管状侧壁延伸，所述弹性导杆的承载端固定电磁发生器，电磁发生器的作用面朝向滚动支撑锥面；

[0030] 在所述电磁发生器之间的所述滚动支撑锥面上设置定位凸台。

[0031] 本发明一实施例中，所述轴套的轴向宽度为所述支撑球体直径的1/4至 1/6，所述电磁发生器的作用面与滚动支撑锥面的夹角为15至30度，所述弹性导杆的数量为6至24个。

[0032] 本发明一实施例中，所述适配连接管路、刚性支撑管路和角度调节管路顺序适配连接形成一个多维度单元；或者

[0033] 第二个多维度单元的适配连接管路适配连接第一个多维度单元的角度调节管路，所述第二个多维度单元的角度调节管路适配连接第三个多维度单元的适配连接管路；或者[0034] 在顺序连接的所述多维度单元形成的腔体通道的末端与设备适配连接的部件为所述适配连接管路、所述刚性支撑管路或所述角度调节管路。

[0035] 本发明实施例的巡视机器人将复杂工况现场的日常巡视检测程序化智能化，利用承载平台实现传感器集成，实现多种物理信号的集中采集，通过计算机和上位系统的协调控制保证固定信息采集点信号采集的时效性，通过伸缩装置扩展信息采集点的采集位置保证信息采集点可以按需调整，可以将信号采集过程按频率、优先级和紧迫性进行设定轨迹的巡视规划，进一步提高巡视效率和时效性。

附图说明

[0036] 图1所示为本发明实施例巡视机器人的架构示意图。

[0037] 图2所示为本发明一实施例巡视机器人的侧视结构示意图。

[0038] 图3所示为本发明一实施例巡视机器人的侧面仰视结构示意图。

[0039] 图4所示为本发明一实施例巡视机器人的伸缩装置中多维度伸缩平台多维度单元的主视剖视示意图。

[0040] 图5所示为本发明一实施例巡视机器人的伸缩装置中多维度伸缩平台多维度单元的A-A方向剖视示意图。

[0041] 图6所示为本发明一实施例巡视机器人的伸缩装置中多维度伸缩平台多维度单元局部装配示意图。

[0042] 图7所示为本发明一实施例巡视机器人的伸缩装置中多维度伸缩平台中多维度单元应用状态示意图。

具体实施方式

[0043] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0044] 本发明实施例的巡视机器人架构如图1所示。在图1中，巡视机器人包括：

[0045] 承载平台10，用于沿要素设定轨迹受控移动；

[0046] 设定轨迹是满足动态检测仪器对巡视环境中(所有)确定信息采集点进行信号采集所必须到达的环境坐标的确定集合。

[0047] 要素设定轨迹是以对信息采集点的采集频率、采集优先级和采集紧迫性为过滤要素，分别形成的确定集合的子集，用于保证承载平台满足相应要素形成的优化轨迹。

[0048] 静态检测仪器20，用于采集承载平台10的运动状态；

[0049] 静态检测仪器针对承载平台本身及承载平台上承载设备的物理信号进行采集。

[0050] 动态检测仪器30，用于承载平台10在移动环境中采集确定类型的物理信号；

[0051] 动态检测仪器针对巡视环境中设备或管路的物理信号进行采集。

[0052] 伸缩装置40，用于在承载平台10的移动过程中配合动态监测仪器30 到达采集位置；

[0053] 伸缩装置保证每一动态监测仪器可以提供灵活的采集位置，满足采集效果和采集效率的需求。伸缩装置的适配性可以降低要素设定轨迹的优化难度和路由复杂度。

[0054] 计算机50，用于接收采集信号，根据内置巡视策略形成承载平台10的运动状态控制信号和承载平台上承载设备的控制信号并与上位系统进行通信。

[0055] 本领域技术人员可以理解，计算机可以是工控计算机(Industrial Control Machine)、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip) 系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统。

[0056] 本发明实施例的巡视机器人将复杂工况现场的日常巡视检测程序化智能化，利用承载平台实现传感器集成，实现多种物理信号的集中采集，通过计算机和上位系统的协调控制保证固定信息采集点信号采集的时效性，通过伸缩装置扩展信息采集点的采集位置保证信息采集点可以按需调整，可以将信号采集过程按频率、优先级和紧迫性进行设定轨迹的巡视规划，进一步提高巡视效率和时效性。

[0057] 如图1所示，本发明实施例的巡视机器人的承载平台10还包括：

[0058] 充电电池11，用于存储电能并为承载平台和承载设备提供工作电源；

[0059] 充电装置12，用于在移动环境中与电源对接形成电能转换；

[0060] 无线通信装置13，用于为计算机提供无线宽带链路；

[0061] 移动轮电机14，用于接受运动状态控制信号形成受控移动轨迹。

[0062] 本发明实施例的巡视机器人在承载平台10采用模块化结构，将运动、充电和通信功能硬件模块化，提高巡视机器人适应巡视环境的潜在性能。

[0063] 本发明一实施例巡视机器人的结构如图2和图3所示。在图2和图3中，承载平台10的顶部中部设置伸缩装置40，在伸缩装置40的顶部固定动态检测仪器30的管路和设备。在承载平台10的顶部前端设置无线通信装置 13并设置通信天线。在承载平台10的顶部后端设置充电电池11，在充电电池11壳体后端设置充电装置12，充电装置12突出承载平台10。

[0064] 在承载平台10的底部设置四个移动轮电机14，每个移动轮电机14联动一个麦克纳姆轮15，四个麦克纳姆轮15分别位于承载平台10底部的前左、前右、后左和后右位置，前左和前右的麦克纳姆轮15的轴向垂直，后左和后右的麦克纳姆轮15的轴向垂直，前左和后右的麦克纳姆轮15的轴向平行，前右和后左的麦克纳姆轮15的轴向平行。

[0065] 在承载平台10的底部设置静态检测仪器20，包括在承载平台10的底部的前端向后端方向间隔设置的寻迹摄像头21，用于形成时域内信息连续的循迹标识的图案。摄像头21上包括照明光源。沿承载平台10的底部轮廓间隔设置朝向外侧和地面的光学测距传感器22，用于采集移动过程中的障碍物距离和地面积水深度。在承载平台10底部的前后两端和左右两端分别设置水平传感器23。

[0066] 如图2所示进一步具体说明，本发明实施例中充电装置12采用无线充电技术，采用符合Qi标准或AirFuel标准的无线充电器。当巡视机器人完成一次巡视周期时，移动至充电板，与无线充电板形成高频磁能-电能转换，为充电电池11进行直流充电。

[0067] 无线通信装置13采用4G/5G移动通信设备建立宽带链路，并复合不同运营商的宽带链路。

[0068] 如图2所示，动态检测仪器30包括：

[0069] 视觉采集摄像头31，用于采集巡视过程中受控焦点处的视频信号；

[0070] 受控焦点处包括固定的仪器仪表面板、设备或管路的局部结构或摄像头视野内的空间景象。视频信号可以包括可见光频段的光学信号，也可以包括红外频段的红外光学信号。视觉采集摄像头31以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0071] 测温仪32，用于采集确定位置的温度信号；

[0072] 测温仪采用红外信号测温仪。测温仪32以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0073] 喷码打印机33，用于对确定设备或局部管路进行标识；

[0074] 喷码打印机采用字符喷码机，可以进行不接触喷涂。喷码打印机33以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0075] 测振仪34，用于采集确定设备或局部管路的振动频率信号；

[0076] 测振仪采用环形剪切加速度传感器。测振仪34以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0077] 烟感探测仪35，用于采集局部空间中的颗粒物浓度；

[0078] 烟感探测仪采用离子式烟雾传感器。烟感探测仪35以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑，包括对烟雾收集罩的支撑。

[0079] 燃气检测仪36，用于采集设备或管路衔接处的可燃气体浓度；

[0080] 燃气检测仪采用高性能催化燃烧式传感器。燃气检测仪36以及电源线和数据线通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0081] 烟气分析仪37，同于连续采集管路中CO2、CO、NOx、SO2等烟气含量；

[0082] 烟气分析仪采用电化学气体传感器和红外传感器。烟气分析仪37以及采集管路和管路耦合装置通过伸缩装置40提供牵引和设备支撑。

[0083] 如图2所示，伸缩装置40包括：

[0084] 旋转底盘41，用于与承载平台10顶部受控转动连接，提供平面转动角度；

[0085] 竖直伸缩平台42，用于与旋转底盘41顶部固定形成可受控升降的平台，提供竖直偏移高度；

[0086] 多维度伸缩平台43，用于形成受控可变的立体支撑结构，立体支撑结构一端固定在升降平台上，另一端连接所述动态检测仪器。

[0087] 本发明实施例的巡视机器人利用伸缩装置40形成大尺度的水平转动和竖直升降调整范围，并在有限空间内形成多变的支撑结构，使得被支撑设备可以适应复杂的信息采集点位置和信息采集点角度，满足巡视采集内容的采集复杂度。

[0088] 采用本发明实施例的巡视机器人进行巡视的方法包括：

[0089] 数据预置部分：

[0090] 根据现场设备和管路布局，在现场围绕待检测设备和管路在地面设置循迹标识；

[0091] 循迹标识可以包括点阵、线条或纹理图案，图案可以形成包含信息编码的条码图案、二维码图案或矢量图案，循迹标识形成要素设定轨迹。可以将不同要素设定轨迹进行拓扑结构优化，形成复合的设定轨迹。

[0092] 在设备或管路的接口、法兰、阀门等检测点设置定位标识。

[0093] 定位标识可以包括点阵、线条或纹理图案，图案可以形成包含信息编码的条码图案、二维码图案或矢量图案。

[0094] 现场巡视部分：

[0095] 巡视机器人初始化，根据内置巡视策略选择要素设定轨迹；

[0096] 巡视机器人沿要素设定轨迹移动，在移动过程中：

[0097] 利用静态检测仪器采集要素设定轨迹，沿要素设定轨迹修正移动方向，根据经过位置启动伸缩装置40和动态检测仪器30进行检测；

[0098] 利用静态检测仪器采集地面的液体泄露信息，根据内置策略向上位系统进行反馈；

[0099] 利用静态检测仪器测量障碍物距离，根据内置策略适度偏移要素设定轨迹躲避障碍或接近障碍。

[0100] 在移动过程中利用动态检测仪器30完成以下采集过程：

[0101] 锅炉一次供/回水管路温度检测；

[0102] 板式换热器一、二次供/回水侧温度检测；

[0103] 一次系统、二次系统压力检测；

[0104] 燃气管路法兰连接部位泄漏检测；

[0105] 水泵电机外壳温度检测；

[0106] 水泵振动检测；

[0107] 烟气成分检测；

[0108] 在检测过程中对相应检测部位进行信息喷码，形成检测标记；

[0109] 检测数据实时通过无线通信链路上传上位系统；

[0110] 根据内置策略对检测数据做出应急判断，形成告警，反馈上位系统。

[0111] 在巡视机器人沿要素设定轨迹移动至起始位置时，靠近充电板进行无线充电，根据内置策略或上位系统指令进行巡视。

[0112] 本发明一实施例中巡视机器人的伸缩装置中多维度伸缩平台包括多维度单元。如图4所示，通过多维度单元100形成对电源线、数据线或管路牵引固定以及对采集设备支撑的腔体通道，多维度单元100包括：

[0113] 适配连接管路110，用于与相邻的角度调节管路适配连接延长腔体通道；

[0114] 刚性支撑管路120，用于适配连接管路和/或角度调节管路延长腔体通道；

[0115] 角度调节管路130，用于与相邻的适配连接管路适配连接延长腔体通道并受控调整腔体通道的变化方位和角度。

[0116] 在本发明一实施例中，适配连接管路110、刚性支撑管路120和角度调节管路130顺序连接形成一个完整的多维度单元100。

[0117] 在本发明一实施例中，第二个多维度单元100的适配连接管路110适配连接第一个多维度单元100的角度调节管路130，第二个多维度单元100的角度调节管路130适配连接第三个多维度单元100的适配连接管路110。

[0118] 在本发明一实施例中，在顺序连接的多维度单元100形成的腔体通道的末端与设备(通过法兰盘)适配连接的部件为一个适配连接的适配连接管路110、刚性支撑管路120或角度调节管路130。

[0119] 如图4所示，适配连接管路110、刚性支撑管路120或角度调节管路130 的管状侧壁的内径一致。适配连接管路110的管状侧壁包括一个直连端和一个收缩端，刚性支撑管路120包括两个直连端，角度调节管路130包括一个直连端和一个角度调节端。各管路的直连端上设置适配连接结构。本领域技术人员可以理解适配连接结构通常为连接法兰、适配的螺纹或适配的卡接槽，与相应的配合结构进行固定或连接。

[0120] 如图4所示，适配连接管路110的管状侧壁外径自直连端向收缩端方向由中部起逐渐减小形成圆锥型侧壁111，在圆锥型侧壁和所述适配连接管路的收缩端间管状侧壁外径保持恒定形成与适配连接管路110共轴线的适配圆管112。适配圆管112上设置与角度调节管路130的角度调节端连接的适配连接结构。

[0121] 结合图4和图5所示，角度调节管路130的管状侧壁中包括支撑球体 131、滚动支撑锥面132、轴套133、弹性导杆134、电磁发生器135和定位凸台136，滚动支撑锥面132为一沿轴线单方向直径逐渐缩小的中空圆管，中空圆管的一端直径最大作为滚动支撑锥面132底部，底部形成锥形敞口，另一端直径最小作为滚动支撑锥面132顶部，顶部形成顶部通孔。滚动支撑锥面132底部周向固定在角度调节管路130的管状侧壁角度调节端的内壁上，滚动支撑锥面132顶部指向角度调节管路130的直连端，滚动支撑锥面132 的轴线与管状侧壁共轴线。滚动支撑锥面132采用铁磁性材料。

[0122] 在滚动支撑锥面132顶部通孔中固定同轴线的轴套133，轴套133为一中空圆管，中空圆管的外壁固定在滚动支撑锥面132顶部通孔中，轴套133 内壁为圆弧面，圆弧面与支撑球体131共圆心，圆弧面的直径与支撑球体 131的外径相同，支撑球体131部分容纳于轴套133中。轴套133的轴向宽度为支撑球体131轴向直径的1/4至1/6。

[0123] 支撑球体131沿滚动支撑锥面132的轴线方向形成贯通孔137，贯通孔137朝向滚动支撑锥面132底部的一端作为适配端，另一端作为定位端。贯通孔137的适配端设置适配连接结构，用于与适配连接管路110的适配圆管 112适配连接固定。

[0124] 弹性导杆134包括固定端和承载端，弹性导杆134环绕支撑球体131贯通孔的定位端周向均匀分布，弹性导杆134的固定端固定在支撑球体131上，弹性导杆134沿滚动支撑锥面132的径向朝向管状侧壁延伸，弹性导杆134 的承载端固定电磁发生器135，电磁发生器135的作用面朝向滚动支撑锥面 132。

[0125] 在电磁发生器135之间的滚动支撑锥面132上设置定位凸台136，用于限制每个弹性导杆134沿滚动支撑锥面132的周向转动(即限制支撑球体 131的转动方向)。定位凸台136采用据磁材料如铜。

[0126] 如图4所示，在本发明一实施例中，电磁发生器135的作用面与滚动支撑锥面132的夹角为15至30度。

[0127] 如图4所示，弹性导杆134的固定端环绕支撑球体131贯通孔的定位端周向均匀分布固定在支撑球体131上，弹性导杆134的数量为6至24个，优选偶数个。

[0128] 在本发明一实施例中，弹性导杆134采用据磁材料例如铜隔绝磁性向支撑球体131传导。

[0129] 在本发明一实施例中，支撑球体131采用据磁材料例如铜，避免支撑球体131的滚动受磁性干扰。

[0130] 多维度单元间的装配结构如图6所示。在图6中，第二个多维度单元的适配连接管路110的收缩端的适配圆管112与第一个多维度单元的角度调节管路130的支撑球体131的贯通孔137的适配端适配连接固定。使得第二个多维度单元与第一个多维度单元形成刚性连接，两个多维度单元的腔体通道贯通延长。第二个多维度单元随第一个多维度单元的支撑球体131的转动而转动。

[0131] 多维度伸缩平台利用多维度单元形成腔体通道的角度和方向变化的应用如图7所示。在图7中，根据检测设备的实际需要，控制一个多维度单元的特定方位(与电磁发生器分布数量相关)的电磁发生器135产生磁力与滚动支撑锥面132吸合，电磁发生器135带动连接的弹性导杆134转动，弹性导杆134带动支撑球体131做固定角度(与电磁发生器的作用面与滚动支撑锥面的夹角相关)转动，使得后续连接的多维度单元向相反的方位做固定角度的转动，改变后续腔体通道的方向，即改变了检测设备的检测方向和检测角度。

[0132] 本发明实施例的多维度伸缩平台利用多维度单元在平面方位上通过受控吸合进行后续相邻多维度单元伸展方位的选择，利用受控吸合带来的反向弯折进行后续相邻多维度单元弯折角度的选择，使得多维度伸缩平台在设定必要的初始固定位置和角度后可以形成较大空间范围内的立体形态变化并能够保持直至相应检测过程完成。大大克服了三自由度位移的局限性，结合旋转底盘41和竖直伸缩平台42可以更有效满足不同布局设备和管路的检测需要。

[0133] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。