本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種多功能管道機(jī)器人。
背景技術(shù)：
70年代，石油、化工、天然氣及核工業(yè)的發(fā)展及管道維護(hù)的需要刺激了管內(nèi)機(jī)器人的研究。一般認(rèn)為，法國(guó)的J. VR`ERTUT最早開(kāi)展管內(nèi)機(jī)器人理論與樣機(jī)的研究，他于1978年提出了輪腿式管內(nèi)行走機(jī)構(gòu)模型IPRIVO 80年代日本的福田敏男、細(xì)貝英實(shí)、岡田德次、屈正幸、福田鏡二等人充分利用法、美等國(guó)的研究成果和現(xiàn)代技術(shù)，開(kāi)發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的管內(nèi)機(jī)器人。韓國(guó)成均館大學(xué)的Hyouk R. C.等人研制了天然氣管道檢測(cè)機(jī)器人MRINSPECT系列。
我國(guó)管內(nèi)機(jī)器人技術(shù)的研究己有20余年的歷史，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、天津大學(xué)、太原理工大學(xué)、大慶石油管理局、勝利油田、中原油田等單位進(jìn)行了這方面的研究工作。對(duì)于管道機(jī)器人的研究，以前對(duì)多輪支撐結(jié)構(gòu)的研究較多，才研究傳統(tǒng)輪式移動(dòng)機(jī)器人直接用在圓形管道的檢測(cè)和維護(hù)?？臻g多輪結(jié)構(gòu)的管內(nèi)機(jī)器人的輪子與壁面接觸時(shí)，接觸點(diǎn)與輪心的連線(xiàn)在柱面的半徑方向上，并且輪子的行駛方向與柱面的母線(xiàn)平行，這是單個(gè)輪子在管道曲面上位姿的一種特殊情況。輪式移動(dòng)機(jī)器人在管道中運(yùn)行時(shí)，由于管道尺寸大小不、具有彎道和“T”型接頭等，輪式移動(dòng)機(jī)器人的每一個(gè)輪子在管道中的位姿是不可預(yù)測(cè)的產(chǎn)輪子的軸線(xiàn)方向可能不垂直于圓管的半徑方向，所以有必要分析單個(gè)輪子在圓管曲面上任意位姿時(shí)滿(mǎn)足純滾動(dòng)和無(wú)側(cè)滑條件下的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。對(duì)于輪式管道機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程滬遇到的問(wèn)所譬如在彎管，和不規(guī)則管道時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，由于內(nèi)耗造成的驅(qū)動(dòng)力不足，由于壁面的變形萬(wàn)以及機(jī)器人本身的誤差，導(dǎo)致機(jī)器人在管道中偏離正確的姿態(tài)，甚至側(cè)翻和卡死這些問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外的研究人員主要從結(jié)構(gòu)上，如采用差速器、柔性聯(lián)接等方面進(jìn)行解決，但這會(huì)使結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，增加成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種多功能管道機(jī)器人，它具有：遠(yuǎn)程控制、功能全面、可靠性高和安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
一種多功能管道機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人包括：機(jī)器人主體；所述機(jī)器人主體上設(shè)置有牽引裝置；所述機(jī)器人主體前端設(shè)置有機(jī)械臂；所述機(jī)器人主體的尾部設(shè)置有傳感器；所述機(jī)器人主體兩側(cè)均設(shè)置有行動(dòng)輪；所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)置有控制系統(tǒng)；所述傳感器、牽引裝置、行動(dòng)輪和機(jī)械臂分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的機(jī)器人在管道內(nèi)行進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)行動(dòng)輪帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行；機(jī)器人尾部的傳感器實(shí)時(shí)獲取管道內(nèi)部的環(huán)境數(shù)據(jù)，將環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給內(nèi)部的控制系統(tǒng)。機(jī)器人可以通過(guò)機(jī)械臂抓取管道內(nèi)部的物體。通過(guò)牽引裝置牽引線(xiàn)纜穿過(guò)管道。
所傳感器包括：溫度傳感器和氣體傳感器；所述溫度傳感器和氣體傳感器分別信號(hào)連接于所述控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的溫度傳感器實(shí)時(shí)獲取環(huán)境的溫度值，通過(guò)氣體傳感器實(shí)時(shí)獲取環(huán)境的氣體數(shù)據(jù)信息。
所述機(jī)器人上還設(shè)置有圖像采集裝置；所述圖像采集裝置包括：攝像頭和照明設(shè)備；所述攝像頭和照明設(shè)備分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，照明設(shè)備在管道內(nèi)部光纖較暗時(shí)，進(jìn)行照明，保證攝像頭獲取的管道內(nèi)部的圖像清晰、準(zhǔn)確。
所述機(jī)器人還包括設(shè)置于機(jī)器人內(nèi)部的電源裝置；所述電源裝置包括：第一電源、第二電源和、第三電源和切換裝置；所述切換裝置分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)、第一電源、第二電源和第三電源。
采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的機(jī)器人在管道內(nèi)部運(yùn)行時(shí)，第一電源通過(guò)切換裝置和控制系統(tǒng)連接；當(dāng)?shù)谝浑娫闯霈F(xiàn)故障或電量耗光時(shí)，切換裝置將其切換到第二電源；當(dāng)?shù)诙娫闯霈F(xiàn)故障或電量耗光時(shí)，切換裝置將其切換到第三電源。
所述控制系統(tǒng)包括：電機(jī)、處理器、無(wú)線(xiàn)傳輸裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲(chǔ)器和接口單元；所述電機(jī)、無(wú)線(xiàn)傳輸裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲(chǔ)器和接口單元分別信號(hào)連接于處理器；所述無(wú)線(xiàn)傳輸裝置信號(hào)連接于遠(yuǎn)程控制終端。
采用上述技術(shù)方案，處理器通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸裝置和遠(yuǎn)程控制終端連接，可以實(shí)時(shí)將獲取的管道內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給遠(yuǎn)程控制終端；同時(shí)，處理器會(huì)將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中進(jìn)行保存；工作人員也可以通過(guò)接口單元連接存儲(chǔ)器，獲取這些數(shù)據(jù)信息。
所述遠(yuǎn)程控制終端為：手機(jī)或電腦。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：
1、安全性高：本實(shí)用新型的機(jī)器人同時(shí)有多個(gè)電源，切換裝置負(fù)責(zé)在某個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)切換到另一個(gè)電源，保證了機(jī)器人在管道內(nèi)部運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因?yàn)殡娫垂收蠈?dǎo)致機(jī)器人運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題。
2、功能多樣：本實(shí)用新型的機(jī)器人具備多種功能，除了能夠在管道內(nèi)部牽引纜線(xiàn)，幫助施工；還能幫助施工人員探查管道內(nèi)部的情況，包括管道內(nèi)部氣體的情況和管道內(nèi)部的溫度情況，以及幫助施工人員獲取管道內(nèi)部的圖像數(shù)據(jù)。
3、遠(yuǎn)程控制：本實(shí)用新型的機(jī)器人能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信裝置和遠(yuǎn)程控制終端連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
附圖說(shuō)明
圖1是一種多功能管道機(jī)器人的機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示，一種多功能管道機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人包括：機(jī)器人主體；所述機(jī)器人主體上設(shè)置有牽引裝置；所述機(jī)器人主體前端設(shè)置有機(jī)械臂；所述機(jī)器人主體的尾部設(shè)置有傳感器；所述機(jī)器人主體兩側(cè)均設(shè)置有行動(dòng)輪；所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)置有控制系統(tǒng)；所述傳感器、牽引裝置、行動(dòng)輪和機(jī)械臂分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的機(jī)器人在管道內(nèi)行進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)行動(dòng)輪帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行；機(jī)器人尾部的傳感器實(shí)時(shí)獲取管道內(nèi)部的環(huán)境數(shù)據(jù)，將環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給內(nèi)部的控制系統(tǒng)。機(jī)器人可以通過(guò)機(jī)械臂抓取管道內(nèi)部的物體。通過(guò)牽引裝置牽引線(xiàn)纜穿過(guò)管道。
所傳感器包括：溫度傳感器和氣體傳感器；所述溫度傳感器和氣體傳感器分別信號(hào)連接于所述控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的溫度傳感器實(shí)時(shí)獲取環(huán)境的溫度值，通過(guò)氣體傳感器實(shí)時(shí)獲取環(huán)境的氣體數(shù)據(jù)信息。
所述機(jī)器人上還設(shè)置有圖像采集裝置；所述圖像采集裝置包括：攝像頭和照明設(shè)備；所述攝像頭和照明設(shè)備分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)。
采用上述技術(shù)方案，照明設(shè)備在管道內(nèi)部光纖較暗時(shí)，進(jìn)行照明，保證攝像頭獲取的管道內(nèi)部的圖像清晰、準(zhǔn)確。
所述機(jī)器人還包括設(shè)置于機(jī)器人內(nèi)部的電源裝置；所述電源裝置包括：第一電源、第二電源和、第三電源和切換裝置；所述切換裝置分別信號(hào)連接于控制系統(tǒng)、第一電源、第二電源和第三電源。
采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的機(jī)器人在管道內(nèi)部運(yùn)行時(shí)，第一電源通過(guò)切換裝置和控制系統(tǒng)連接；當(dāng)?shù)谝浑娫闯霈F(xiàn)故障或電量耗光時(shí)，切換裝置將其切換到第二電源；當(dāng)?shù)诙娫闯霈F(xiàn)故障或電量耗光時(shí)，切換裝置將其切換到第三電源。
所述控制系統(tǒng)包括：電機(jī)、處理器、無(wú)線(xiàn)傳輸裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲(chǔ)器和接口單元；所述電機(jī)、無(wú)線(xiàn)傳輸裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲(chǔ)器和接口單元分別信號(hào)連接于處理器；所述無(wú)線(xiàn)傳輸裝置信號(hào)連接于遠(yuǎn)程控制終端。
采用上述技術(shù)方案，處理器通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸裝置和遠(yuǎn)程控制終端連接，可以實(shí)時(shí)將獲取的管道內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給遠(yuǎn)程控制終端；同時(shí)，處理器會(huì)將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中進(jìn)行保存；工作人員也可以通過(guò)接口單元連接存儲(chǔ)器，獲取這些數(shù)據(jù)信息。
所述遠(yuǎn)程控制終端為：手機(jī)或電腦。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。