專利名稱：多功能圓管道機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種圓管道機(jī)器人
背景技術(shù)：
管道機(jī)器人的研制是國內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。在化工、煉
油、印染、IC制造、中央空調(diào)等系統(tǒng)中，存在直徑大小不同的金屬管道，長期
工作后會(huì)出現(xiàn)諸如腐蝕、污垢、堵塞、損傷等各種各樣的問題。對這些管道的
清理是必須而復(fù)雜的工作 一則管道內(nèi)空間狹窄，人力難以到達(dá)，人工清理難 度大，甚至難于清理；二則有些管道內(nèi)環(huán)境是有毒有害的，對人體有損害。同時(shí) 在管道尤其是長的彎管道中進(jìn)行布線也極不方便。因此，有必要研制一種在管 道內(nèi)進(jìn)行探測、除塵、牽線等多功能的管道機(jī)器人。
現(xiàn)有的管道機(jī)器人功能單一， 一般僅具除塵功能，智能化程度低，可控性 差，進(jìn)入管道后，無法控制和監(jiān)測其工作狀態(tài)，在管道中遇到障礙，也不能自 動(dòng)退出；供電部分需要外接電源引線，在管道內(nèi)行走不方便，易產(chǎn)生故障。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種多功能圓管道機(jī)器人，該種機(jī)器人在管道 中行走方便、穩(wěn)定，功能多樣，實(shí)用范圍寬，智能化程度高，便于監(jiān)控，可控 性強(qiáng)，可靠性高。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所釆用的技術(shù)方案是
一種多功能圓管道機(jī)器人，包括機(jī)體上安裝的電源、中央控制器和中央控 制器控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是電源為電池，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 中央控制器輸入接口連有點(diǎn)觸傳感器、光敏傳感器、攝像頭，無線信號接受器； 中央控制器控制接口連有吸塵器、發(fā)光二極管；中央控制器信號輸出接口連有 視頻信號發(fā)射器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使機(jī)器人在管道中螺旋式前進(jìn)，運(yùn)行平穩(wěn)， 不易發(fā)生偏移或側(cè)翻；電源采用電池，不用外接電源線，既使機(jī)器人管道中行 走方便，又不易發(fā)生短路、斷路故障，提高機(jī)器人的運(yùn)行可靠性。
利用點(diǎn)觸傳感器可監(jiān)測到前方的障礙物，而輸出信號給中央控制器，自動(dòng)
控制機(jī)器人退出，以避免機(jī)器人在卡死在障礙物處。利用攝像頭實(shí)時(shí)拍攝管道 內(nèi)的情況，并通過視頻信號發(fā)射器將管道內(nèi)的場景發(fā)射出來由操控顯示器進(jìn)行 顯示，實(shí)現(xiàn)了對管道的探測及機(jī)器人工作狀況的監(jiān)測。也便于操作者根據(jù)監(jiān)測 圖像通過遙控器一無線信號接受器一中央控制器，有針對性地實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的 遠(yuǎn)距離有效控制，適時(shí)開啟吸塵器及控制機(jī)器人的快慢、進(jìn)退，顯著提高機(jī)器 人的工作效率，降低故障。更進(jìn)一步，當(dāng)光敏傳感器;^測到管道內(nèi)的光線過暗 時(shí)，中央控制器控制發(fā)光二極管發(fā)光，保證攝像頭可以正常攝像。
總之，本實(shí)用新型的機(jī)器人行走穩(wěn)定、方便，可靠性高。既能對管道進(jìn)行 除塵，還能對管道進(jìn)行探測，且能遇障礙時(shí)自動(dòng)退出，功能多樣，實(shí)用范圍寬， 可控性強(qiáng)，智能化程度高。
上述的中央控制器輸出接口還連有時(shí)間信號發(fā)射器、音頻信號發(fā)射器。 機(jī)器人工作之前，根據(jù)當(dāng)前電池的容量和管道的情況，在中央控制器中預(yù)
先設(shè)定機(jī)器人的最大工作時(shí)間、吸塵器裝滿塵屑時(shí)間即吸塵器的最大工作時(shí)間； 機(jī)器人工作時(shí)，中央控制器將機(jī)器人已工作時(shí)間、吸塵器已工作時(shí)間通過時(shí)間 信號發(fā)射器發(fā)射給管道外的時(shí)間顯示器以倒計(jì)時(shí)的方式進(jìn)行顯示，以便操作人 員掌握機(jī)器人的工作進(jìn)程，并采取相應(yīng)的操作。當(dāng)中央控制器判定機(jī)器人電池 剩余容量僅夠退出管道時(shí)，或判定吸塵器的塵屑已裝滿時(shí)，中央控制器自動(dòng)控 制機(jī)器人及時(shí)退出管道，避免機(jī)器人由于電源用盡后無法退出管道的情形發(fā)生， 或避免機(jī)器人在管道內(nèi)不能有效吸塵而產(chǎn)生浪費(fèi)。此時(shí)，中央控制器還通過音 頻發(fā)射器發(fā)射出語音提示信號，提示操作人員釆取相應(yīng)操作。
上述的中央控制器輸入接口還連有麥克風(fēng)。麥克風(fēng)拾取管道內(nèi)的聲音信息， 并通過音頻信號發(fā)射器將信號發(fā)出，傳送到管道外的音頻設(shè)備中，這樣操作人 員可以在管道外實(shí)時(shí)監(jiān)測管道內(nèi)的異常聲音，從而更全面地探測管道內(nèi)的情況。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖2是本實(shí)用新型的機(jī)器人所采用的一種螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例
圖l示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
一種多功能圓管道機(jī)器人，包括機(jī)體上安裝的電源、中央控制器C和中央控制器C控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中的電源為電池，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。中
央控制器C輸入接口連有點(diǎn)觸傳感器S1、光敏傳感器S2、攝像頭V，無線信號 接受器R;中央控制器C控制接口連有吸塵器D、發(fā)光二極管LED;中央控制器 C信號輸出接口連有視頻信號發(fā)射器VT。
中央控制器C輸出接口連接有時(shí)間信號發(fā)射器TT、音頻信號發(fā)射器AT。中 央控制器C輸入接口還連有麥克風(fēng)M。
本實(shí)用新型在實(shí)施時(shí)，音頻信號發(fā)射器AT、視頻信號發(fā)射器VT可以集成在 一起形成一體化的音、視頻發(fā)生器。還可以將音、視頻信號調(diào)制成射頻信號發(fā) 出。
本實(shí)用新型在實(shí)施時(shí)，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以釆用各種現(xiàn)有的螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。也 可采用圖2所示結(jié)構(gòu)的螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
在機(jī)體后部安裝有直流電機(jī)l。直流電機(jī)1軸上安裝有驅(qū)動(dòng)輪架2，驅(qū)動(dòng)輪架2 設(shè)有三條支臂，三條支臂的端部分別與機(jī)體長度方向的驅(qū)動(dòng)輪桿3的中部鉸接， 驅(qū)動(dòng)輪桿3的后端安裝有驅(qū)動(dòng)輪4，驅(qū)動(dòng)輪4的回轉(zhuǎn)軸線與機(jī)體軸線的夾角e為 3~30度。機(jī)體的中部或前部還固定安裝有導(dǎo)向輪架12,導(dǎo)向輪架12設(shè)有三條支 臂，三條支臂的端部分別與機(jī)體長度方向的導(dǎo)向輪桿10的中部鉸接，導(dǎo)向輪桿 10的兩端安裝有導(dǎo)向輪6，導(dǎo)向輪6的回轉(zhuǎn)軸線與機(jī)體軸線垂直。驅(qū)動(dòng)輪架2上的 三條驅(qū)動(dòng)輪桿3的后部由彈性元件13相互連接在一起，或者均由彈性元件13與機(jī) 體相連；導(dǎo)向輪架12上的三條導(dǎo)向輪桿10前部或后部由彈性元件13相互連接在 一起，或者均由彈性元件13與機(jī)體相連。
該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過程和原理是驅(qū)動(dòng)輪桿3前部及導(dǎo)向輪桿10的前部或后 部通過彈性元件13相互連接在一起，或者均由彈性元件13與機(jī)體相連。在彈性 元件13的彈力作用下，驅(qū)動(dòng)輪4和導(dǎo)向輪6向外擴(kuò)伸，而封壓在圓管道的管壁上。 工作時(shí)，直流電機(jī)1軸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪架2旋轉(zhuǎn)，由于驅(qū)動(dòng)4侖4的回轉(zhuǎn)軸線與機(jī)體軸線 即管道母線呈3 30度角，從而驅(qū)動(dòng)輪4將在管道壁上形成螺旋前進(jìn)的螺旋軌跡， 產(chǎn)生向前的驅(qū)動(dòng)力，由于導(dǎo)向輪6的回轉(zhuǎn)軸線與管道母線垂直，也即導(dǎo)向輪6的 轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)方向與管道母線方向一致，導(dǎo)向輪6將在驅(qū)動(dòng)力的作用下，沿管道母線 向前轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得機(jī)器人在管道內(nèi)沿母線方向前進(jìn)。由于導(dǎo)向輪6的滾動(dòng)方向 與管道母線方向一致，不能產(chǎn)生橫向的滾動(dòng)，也即導(dǎo)向輪6與管道壁的摩擦力將 阻止整個(gè)機(jī)器人沿管道軸向旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1、一種多功能圓管道機(jī)器人，包括機(jī)體上安裝的電源、中央控制器(C)和中央控制器(C)控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的電源為電池，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的中央控制器(C)輸入接口連有點(diǎn)觸傳感器(S1)、光敏傳感器(S2)、攝像頭(V)，無線信號接受器(R)；中央控制器(C)控制接口連有吸塵器(D)、發(fā)光二極管(LED)；中央控制器(C)信號輸出接口連有視頻信號發(fā)射器(VT)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能圓管道機(jī)器人，其特征在于所述的 中央控制器(C)輸出接口連接有時(shí)間信號發(fā)射器(TT)、音頻信號發(fā)射器(AT)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能圓管道機(jī)器人，其特征在于所述的 中央控制器(C)輸入接口還連有麥克風(fēng)(M )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多功能圓管道機(jī)器人，其電源為電池，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；中央控制器(C)輸入接口連有點(diǎn)觸傳感器(S1)、光敏傳感器(S2)、攝像頭(V)，無線信號接受器(R)；中央控制器(C)控制接口連有吸塵器(D)、發(fā)光二極管(LED)；中央控制器(C)信號輸出接口連有視頻信號發(fā)射器(VT)。該種機(jī)器人在管道中行走方便、穩(wěn)定，功能多樣，實(shí)用范圍寬，智能化程度高，便于監(jiān)控，可控性強(qiáng)，可靠性高。
文檔編號G05D1/02GK201072503SQ20072008121
公開日2008年6月11日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者濤 于, 何常紅, 吳廣寧, 姚應(yīng)峰, 景國璽, 強(qiáng) 譚 申請人:西南交通大學(xué)