申请日2019.02.19
公开(公告)日2019.05.21
IPC分类号F16L55/28; F16L55/38; F16L101/30
摘要
本发明提供了一种基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人。主要包括：前安装盘、后安装盘、曲柄多连杆折叠机构、带水检测执行机构和下撑壁机构;在前安装盘、后安装盘的下部布置伸缩缸，伸缩缸的两端分别连接在前安装盘与后安装盘上，通过螺钉将带水检测执行机构固定在前安装盘上，将曲柄多连杆折叠机构分别固定在前安装盘与后安装盘上;下撑壁机构包括下撑壁气缸、行走轮、铝型材和铰接板，下撑壁气缸通过铝型材与前安装盘、后安装盘铰接，下撑壁机构支撑前安装盘、后安装盘，机器人进入排水管道内部，利用行走轮在排水管道中行走，带水检测执行机构利用旋转马达上的视频采集系统绕着排水管道的管壁进行视频采集。本发明机器人可在不同直径的管道内进行带水检测。
权利要求书
1.一种基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，包括：前安装盘、后安装盘、曲柄多连杆折叠机构、带水检测执行机构和下撑壁机构;
在所述前安装盘、后安装盘的下部布置伸缩缸，所述伸缩缸的两端分别连接在前安装盘与后安装盘上，通过螺钉将所述带水检测执行机构固定在所述前安装盘上，通过螺钉将所述曲柄多连杆折叠机构固定在前安装盘与后安装盘上;
所述下撑壁机构包括下撑壁气缸、行走轮、铝型材和铰接板，所述下撑壁气缸通过所述铝型材与所述前安装盘、后安装盘铰接，所述下撑壁机构支撑所述前安装盘、后安装盘，所述机器人进入排水管道内部，利用所述行走轮在排水管道中行走，压缩空气进入所述带水检测执行机构中的升降气缸、所述下撑壁机构中的下撑壁气缸和所述曲柄多连杆折叠机构中的上撑壁气缸，所述带水检测执行机构利用旋转马达上的视频采集系统绕着排水管道的管壁进行视频采集。
2.根据权利要求1所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述曲柄多连杆折叠机构包括上撑壁气缸、上撑壁气缸铰座、上撑壁气缸铰接销、曲柄铰接座、三角形曲柄与曲柄铰接座铰接销、片状铰接板、三角形曲柄、曲柄连接板与上撑壁杆一铰接销、曲柄连接板、上撑壁杆一、紧定螺钉、上撑壁杆二、撑壁杆铰接销、上撑壁轮支架、上撑壁轮、上撑壁气缸活塞杆、Y型铰接头、Y型头与三角形曲柄铰接销、三角形曲柄与曲柄铰接板铰接销。
3.根据权利要求1所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述带水检测执行机构包括马达减速箱、气动马达、视频采集模块、升降气缸与马达的连接板、垫片、紧定螺钉、升降气缸、马达支撑板、三角形支架、机动换向阀一、机动换向阀二、机动换向阀与伸缩杆连接板、连接板与升降气缸铰接螺栓、升降气缸与L型铰接板铰接螺栓，所述视频采集模块包括透明密封壳罩、视频采集模块支撑杆、摄像头、摄像头外壳和补光灯。
4.根据权利要求1所述的基于气动驱动机构的污水 管道带水检测机器人，其特征在于，所述下撑壁机构包括下撑壁气缸、防滑橡胶垫、行走轮支撑板、行走轮、行走轮支撑铝型材、装饰板、安装盘与下撑壁气缸铰接的铝型材、下撑壁气缸与铝型材的铰接板、行走轮连接销一、行走轮连接销二、铰接销和吊钩。
5.根据权利要求2所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述后安装盘是一个上窄下宽的呈扇面形盘体，该呈扇面形盘体较窄的上部分设有五个通孔，这五个通孔从上到下分别与曲柄铰接座、上撑壁气缸铰座上的五个螺纹孔相对应，通过螺钉将曲柄多连杆折叠机构固定在后安装盘上，下撑壁气缸通过铰接板固定在后安装盘与下撑壁气缸铰接的铝型材的侧边，将安装好缸体的铝型材的尾部通过螺钉对称安装在后安装盘的下部的两侧。
6.根据权利要求5所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述前安装盘上设有四个螺纹孔，该四个螺纹孔分别与三角形支架上的四个通孔相对应，通过螺钉将带水检测执行机构固定在前安装盘上;
机动换向阀三与机动换向阀四分别固定连接在前安装盘的两侧，当伸缩缸收缩到底时，伸缩缸缸体的头部触碰到机动换向阀三的按钮，使机动换向阀三接通，从而改变机器人的气动控制逻辑;当伸缩缸伸出到底时，伸缩缸缸体与机动换向阀四所连接的钢丝绳会被拉伸，从而拉动机动换向阀四的按钮，改变机器人的气动控制逻辑。
7.根据权利要求5所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述上撑壁气缸铰座是一个长方体块件，上撑壁气缸铰座的后部设有两个螺纹孔，利用该螺纹孔通过螺钉将上撑壁气缸铰座固定在后安装盘上，上撑壁气缸铰座的侧面靠近头部位置开有一通孔，上撑壁气缸通过上撑壁气缸铰接销与该通孔连接，使得上撑壁气缸能以上撑壁气缸铰接销为轴，相对上撑壁气缸铰座转动;
曲柄铰接座是一个长方型块体，曲柄铰接座的后部设有三个螺纹孔，通过螺钉将曲柄铰接座固定在后安装盘上，曲柄铰接座的侧部设有4个螺纹孔，曲柄铰接座的两侧为片状铰接板，片状铰接板上的四个小通孔分别与所述四个螺纹孔相对应，通过螺钉固定，片状铰接板上设置有两个通孔，其上部的一个通孔通过撑壁杆铰接销与上撑壁杆一末端的一通孔相铰接，将两个三角形曲柄分别对称置于片状铰接板的两侧，两个三角形曲柄通过铰接销相铰接。
8.根据权利要求7所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述上撑壁杆一是一个截面为正方形的长方体杆件，上撑壁杆二套在上撑壁杆一外面，通过紧定螺钉自由调节杆长，撑壁杆的顶端开有两个螺纹孔，该两个螺纹孔的外部与上撑壁轮支架上的两个通孔相对应，通过螺栓铰接，支撑轮支架的另外一个通孔与支撑轮通过铰接销相铰接，支撑轮能够绕铰接销自由转动;
伸缩缸末端的法兰侧边设有一个螺纹孔，机动换向阀与伸缩杆的连接板上部设有三个螺纹孔，该三个螺纹孔分别与机动换向阀一上的三个通孔相对应，通过螺钉将连接板固定在伸缩缸上，再通过螺钉将机动换向阀一固定在连接板上，伸缩缸3另一侧的布置相同;
当减速气动马达旋转到一侧时，由L型铰接板触碰到机动换向阀一的按钮，使得机动换向阀一接通，从而改变机器人的气动控制逻辑;马达实现转向后，旋转到另一侧时，L型铰接板触碰到机动换向阀二的按钮，使得机动换向阀二接通，从而改变机器人的气动控制逻辑。
9.根据权利要求8所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述透明密封壳罩中放有摄像头外壳，摄像头外壳的两端分别设有四个螺纹孔，与透明密封壳罩两端的四个通孔相对应，通过螺栓将摄像头外壳固定在壳罩中，摄像头外壳内部设置有补光灯和摄像头，透明密封壳罩的底部设有四个通孔，透明密封壳罩通过该四个通孔与视频采集模块支撑杆相连;摄像头外壳的圆柱形中心设置多芯电缆，该多芯电缆与设置于排水管外的电控箱相连接;
密封壳罩的侧部设有两个铰接孔，该两个铰接孔分别与L型铰接板上的一个通孔相对应，通过螺钉将两个铰接孔与L型铰接板上的一个通孔固定，而L型铰接板上的另一个通孔与升降气缸顶部的螺纹孔通过升降气缸与L型铰接板铰接螺栓相固定，这样密封壳罩即可随着伸缩气缸升降与旋转。
10.根据权利要求9所述的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，其特征在于，所述升降气缸与马达的连接板、马达减速箱的输出轴相连，升降气缸与马达的连接板上两侧是沉孔，通过铰接螺栓将连接板与升降气缸固定在一起，通过垫片将马达减速箱的输出轴末端套进连接板的通孔，连接板的两侧的螺纹孔通过螺钉拧进马达减速箱的输出轴的键槽中，将升降气缸轴向与周向都固定，马达减速箱通过底板连接螺栓与马达支撑板相固定;
下撑壁气缸与铝型材的铰接板是一个长方块体，铰接板的侧面设有4个通孔，该4个通孔和铝型材贴合并通过T型螺母连接，铝型材的侧面设有4个螺纹孔，铝型材与下撑壁气缸1贴合并通过螺钉连接;
将行走轮的支撑铝型材固定支撑在铝型材上，支撑铝型材上的通孔两侧放有行走轮支撑板，通过铰接销连接使支撑板能够绕着铰接销做自由转动，支撑板两侧的小通孔通过铰接销将行走轮固定，并绕铰接销做自由转动，通过螺钉将装饰板固定在铝型材上的一个螺纹孔，吊钩固定在铝型材上的另一个螺纹孔上。
说明书
基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人
技术领域
本发明涉及排水管道检测设备技术领域，尤其涉及一种基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人。
背景技术
排水管道是指汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统。包括干管、支管以及通往处理厂的管道，无论修建在街道上或其它任何地方，只要是起排水作用的管道，都应作为排水管道统计。
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及操作机械，在工作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。适应于国内城市排水管道的管道检测机器人都需要在干净通风的排水管道中进行检测，由于进行一次管道检测，需要对管道进行截流清理，费时费力，影响城市功能。
目前，现有技术中还没有一种有效地进行污水管道带水检测的机器人。
发明内容
本发明的实施例提供了一种基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，以实现有效地利用机器人进行污水管道带水检测。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人，包括：前安装盘、后安装盘、曲柄多连杆折叠机构、带水检测执行机构和下撑壁机构;
在所述前安装盘、后安装盘的下部布置伸缩缸，所述伸缩缸的两端分别连接在前安装盘与后安装盘上，通过螺钉将所述带水检测执行机构固定在所述前安装盘上，通过螺钉将所述曲柄多连杆折叠机构固定在所述前安装盘与后安装盘上;
所述下撑壁机构包括下撑壁气缸、行走轮、铝型材与铰接板，所述下撑壁气缸通过所述铝型材与所述前安装盘、后安装盘铰接，所述下撑壁机构支撑所述前安装盘、后安装盘，所述机器人进入排水管道内部，利用所述行走轮在排水管道中行走，压缩空气进入所述带水检测执行机构中的升降气缸、所述下撑壁机构中的下撑壁气缸和所述曲柄多连杆折叠机构中的上撑壁气缸，所述带水检测执行机构利用旋转马达上的视频采集系统绕着排水管道的管壁进行视频采集。
优选地，所述曲柄多连杆折叠机构包括上撑壁气缸、上撑壁气缸铰座、上撑壁气缸铰接销、曲柄铰接座、三角形曲柄与曲柄铰接座铰接销、片状铰接板、三角形曲柄、曲柄连接板与上撑壁杆一铰接销、曲柄连接板、上撑壁杆一、紧定螺钉、上撑壁杆二、撑壁杆铰接销、上撑壁轮支架、上撑壁轮、上撑壁气缸活塞杆、Y型铰接头、Y型头与三角形曲柄铰接销、三角形曲柄与曲柄铰接板铰接销。
优选地，所述带水检测执行机构包括马达减速箱、气动马达、视频采集模块、升降气缸与马达的连接板、垫片、紧定螺钉、升降气缸、马达支撑板、三角形支架、机动换向阀一、机动换向阀二、机动换向阀与伸缩杆连接板、连接板与升降气缸铰接螺栓、升降气缸与L型铰接板铰接螺栓，所述视频采集模块包括透明密封壳罩、视频采集模块支撑杆、摄像头、摄像头外壳和补光灯。
优选地，所述下撑壁机构包括下撑壁气缸、防滑橡胶垫、行走轮支撑板、行走轮、行走轮支撑铝型材、装饰板、安装盘与下撑壁气缸铰接的铝型材、下撑壁气缸与铝型材的铰接板、行走轮连接销一、行走轮连接销二、铰接销和吊钩。
优选地，所述后安装盘是一个上窄下宽的呈扇面形盘体，该呈扇面形盘体较窄的上部分设有五个通孔，这五个通孔从上到下分别与曲柄铰接座、上撑壁气缸铰座的五个螺纹孔相对应，通过螺钉将曲柄多连杆折叠机构固定在后安装盘上，下撑壁气缸通过铰接板固定在后安装盘与下撑壁气缸铰接的铝型材的侧边，将安装好缸体的铝型材的尾部通过螺钉对称安装在后安装盘的下部的两侧。
优选地，所述前安装盘上设有四个螺纹孔，该四个螺纹孔分别与三角形支架上的四个通孔相对应，通过螺钉将带水检测执行机构固定在前安装盘上，所述前安装盘上的曲柄多连杆折叠机构与下撑壁机构与后安装盘上的安装相同;
机动换向阀三与机动换向阀四分别固定连接在前安装盘的两侧，当伸缩缸收缩到底时，伸缩缸缸体的头部触碰到机动换向阀三的按钮，使机动换向阀三接通，从而改变机器人的气动控制逻辑;当伸缩缸伸出到底时，伸缩缸缸体与机动换向阀四所连接的钢丝绳会被拉伸，从而拉动机动换向阀四的按钮，改变机器人的气动控制逻辑。
优选地，所述上撑壁气缸铰座是一个长方体块件，上撑壁气缸铰座的后部设有两个螺纹孔，利用该螺纹孔通过螺钉将上撑壁气缸铰座固定在后安装盘上，上撑壁气缸铰座的侧面靠近头部位置开有一通孔，上撑壁气缸通过上撑壁气缸铰接销与该通孔连接，使得上撑壁气缸能以上撑壁气缸铰接销为轴，相对上撑壁气缸铰座转动;
曲柄铰接座是一个长方型块体，曲柄铰接座的后部设有三个螺纹孔，通过螺钉将曲柄铰接座固定在后安装盘上，曲柄铰接座的侧部设有4个螺纹孔，曲柄铰接座的两侧为片状铰接板，片状铰接板上的四个小通孔分别与所述四个螺纹孔相对应，通过螺钉固定，片状铰接板上设置有两个通孔，其上部的一个通孔通过撑壁杆铰接销与上撑壁杆一末端的一通孔相铰接，将两个三角形曲柄分别对称置于片状铰接板的两侧，两个三角形曲柄通过铰接销相铰接。
优选地，所述上撑壁杆一是一个截面为正方形的长方体杆件，上撑壁杆二套在上撑壁杆一外面，通过紧定螺钉自由调节杆长，撑壁杆的顶端开有两个螺纹孔，该两个螺纹孔的外部与上撑壁轮支架上的两个通孔相对应，通过螺栓铰接，支撑轮支架的另外一个通孔与支撑轮通过铰接销相铰接，支撑轮能够绕铰接销自由转动;
伸缩缸末端的法兰侧边设有一个螺纹孔，机动换向阀与伸缩杆的连接板上部设有三个螺纹孔，该三个螺纹孔分别与机动换向阀一上的三个通孔相对应，通过螺钉将连接板固定在伸缩缸上，再通过螺钉将机动换向阀一固定在连接板上，伸缩缸3另一侧的布置相同;
当减速气动马达旋转到一侧时，由L型铰接板触碰到机动换向阀一的按钮，使得机动换向阀一接通，从而改变机器人的气动控制逻辑;马达实现转向后，旋转到另一侧时，L型铰接板触碰到机动换向阀二的按钮，使得机动换向阀二接通，从而改变机器人的气动控制逻辑。
优选地，所述透明密封壳罩中放有摄像头外壳，摄像头外壳的两端分别设有四个螺纹孔，与透明密封壳罩两端的四个通孔相对应，通过螺栓将摄像头外壳固定在壳罩中，摄像头外壳内部设置有补光灯和摄像头，透明密封壳罩的底部设有四个通孔，透明密封壳罩通过该四个通孔与视频采集模块支撑杆相连;摄像头外壳的圆柱形中心设置多芯电缆，该多芯电缆与设置于排水管外的电控箱相连接;
密封壳罩的侧部设有两个铰接孔，该两个铰接孔分别与L型铰接板上的一个通孔相对应，通过螺钉将两个铰接孔与L型铰接板上的一个通孔固定，而L型铰接板上的另一个通孔与升降气缸顶部的螺纹孔通过升降气缸与L型铰接板铰接螺栓相固定，这样密封壳罩即可随着伸缩气缸升降与旋转。
优选地，所述升降气缸与马达的连接板、马达减速箱的输出轴相连，升降气缸与马达的连接板上两侧是沉孔，通过铰接螺栓将连接板与升降气缸固定在一起，通过垫片将马达减速箱的输出轴末端套进连接板的通孔，连接板的两侧的螺纹孔通过螺钉拧进马达减速箱的输出轴的键槽中，将升降气缸轴向与周向都固定，马达减速箱通过底板连接螺栓与马达支撑板相固定;
下撑壁气缸与铝型材的铰接板是一个长方体块件，铰接板的侧面设有4个通孔，该4个通孔和铝型材贴合并通过T型螺母连接，铝型材的侧面设有4个螺纹孔，铝型材与下撑壁气缸1贴合并通过螺钉连接;
将行走轮的支撑铝型材固定支撑在铝型材上，支撑铝型材上的通孔两侧放有行走轮支撑板，通过铰接销连接使支撑板能够绕着铰接销做自由转动，支撑板两侧的小通孔通过铰接销将行走轮固定，并绕铰接销做自由转动，通过螺钉将装饰板固定在铝型材上的一个螺纹孔，吊钩固定在铝型材上的另一个螺纹孔上。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于气动驱动机构的污水管道带水检测机器人可直接在不同直径的管道内进行带水检测。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。