專利名稱：一種管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，以及處于高危狀況下的金屬結(jié)構(gòu)件的防腐 工作的需要，機(jī)器人在這一領(lǐng)域的應(yīng)用將形成一定規(guī)模的市場(chǎng)。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià) 低，不但能應(yīng)用在工業(yè)防腐方面，對(duì)需高空作業(yè)的管道防腐工作是一場(chǎng)革命，市場(chǎng)容量大， 且經(jīng)濟(jì)適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便的管道內(nèi)部超 聲波探傷機(jī)器人。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人，它包括一個(gè)履帶式底盤，在履帶式底盤的一側(cè)設(shè)有 光電開關(guān)，另一側(cè)設(shè)有圖像收集裝置和控制單元；在履帶式底盤上還設(shè)有攝像頭和氣缸 II，氣缸II與大臂連接，在大臂上設(shè)有一個(gè)減速電機(jī)，大臂通過氣缸I與小臂連接，小臂端 部設(shè)有超聲波探測(cè)儀；大臂和攝像頭安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座上，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接； 履帶式底盤內(nèi)設(shè)有行走電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和行走電機(jī)均與控制單元連接，控制單元還與光電 開關(guān)、圖像收集裝置、超聲波探測(cè)儀連接。所述控制單元包括單片機(jī)，它通過RS232總線直接驅(qū)動(dòng)攝像頭；單片機(jī)還通過兩 個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)換向閥，兩個(gè)換向閥分別與兩個(gè)氣缸配合；單片機(jī)通過第三個(gè)繼電器控 制圖像收集裝置的開關(guān)；單片機(jī)還與光電開關(guān)連接；單片機(jī)還分別通過兩個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路分別驅(qū)動(dòng)履帶式底盤的行走電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)底座和超聲波探測(cè)儀的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。該機(jī)器人是由履帶式底盤、超聲波探測(cè)儀、機(jī)械手、普通電機(jī)、攝像頭、光電開關(guān)、 氣動(dòng)裝置、控制單元組成。單片機(jī)是控制單元的核心，通過PC機(jī)上的VB軟件經(jīng)RS232實(shí)現(xiàn) 與單片機(jī)的通信，PC機(jī)作為控制終端，直接驅(qū)動(dòng)攝像頭。單片機(jī)作為控制單元的核心，控制 繼電器1和2，繼電器1和2再分別控制兩個(gè)換向閥，兩個(gè)換向閥分別和兩個(gè)汽缸相連完成 機(jī)械手大小臂在豎直平面內(nèi)的收放，其中氣泵為汽缸提供高壓氣體。單片機(jī)通過控制繼電 器3來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂在豎直平面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，單片機(jī)通過控制繼電器3來實(shí)現(xiàn)圖像收集裝 置的開關(guān)。同時(shí)單片機(jī)控制兩個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中一個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)兩個(gè) 行走電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、左拐、右拐，另外一個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的超聲波探測(cè)儀的開關(guān)和機(jī)械手在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，單片機(jī)還同時(shí)直接驅(qū) 動(dòng)一個(gè)光電開關(guān)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障功能。本發(fā)明的有益效果是用履帶式底盤作為機(jī)器人的行走部分，利用普通電機(jī)、減速 電機(jī)和汽缸實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和機(jī)械手大臂和小臂在豎直平面內(nèi)的收放 以及大小臂之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)加裝超聲波發(fā)射探測(cè)裝置完成管道的探測(cè)，機(jī)器人前加裝攝像頭可實(shí)時(shí)監(jiān)視管道內(nèi)部情況和機(jī)器人的工作狀況的的探傷機(jī)器人。


圖1為該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理示意圖主視圖， 圖2為該機(jī)器人的控制單元的框架圖
其中，1、超聲波探測(cè)儀，2、攝像頭，3、光電開關(guān)，4、履帶式底盤，5、圖像收集裝置，6、控 制單元，61單片機(jī)，62RS232總線，63PC機(jī)，64繼電器，65換向閥，66 298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，67 行走電機(jī)，68旋轉(zhuǎn)電機(jī)，7、小臂，8、大臂，9、氣缸I，10、減速電機(jī)，11、氣缸II，12旋轉(zhuǎn)底座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1中，它包括一個(gè)履帶式底盤4，在履帶式底盤4的一側(cè)設(shè)有光電開關(guān)3，另一側(cè) 設(shè)有圖像收集裝置5和控制單元6 ；在履帶式底盤4上還設(shè)有攝像頭2和氣缸1111，氣缸 IIll與大臂8連接，在大臂8上設(shè)有一個(gè)減速電機(jī)10，大臂8通過氣缸19與小臂7連接， 小臂7端部設(shè)有超聲波探測(cè)儀1 ；大臂8和攝像頭2安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座12上，旋轉(zhuǎn)底座 12與旋轉(zhuǎn)電機(jī)68連接；履帶式底盤4內(nèi)設(shè)有行走電機(jī)67，旋轉(zhuǎn)電機(jī)68和行走電機(jī)67均與 控制單元6連接，控制單元6還與光電開關(guān)3、圖像收集裝置5、超聲波探測(cè)儀1連接。圖2中，所述控制單元6包括單片機(jī)61，它通過RS232總線62直接驅(qū)動(dòng)攝像頭2 ； 單片機(jī)61還通過兩個(gè)繼電器64驅(qū)動(dòng)兩個(gè)換向閥65，兩個(gè)換向閥65分別與兩個(gè)氣缸配合； 單片機(jī)61通過第三個(gè)繼電器64控制圖像收集裝置5的開關(guān)；單片機(jī)61還與光電開關(guān)3連 接；單片機(jī)61還分別通過兩個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路66分別驅(qū)動(dòng)履帶式底盤4的行走電機(jī)67 以及旋轉(zhuǎn)底座12和超聲波探測(cè)儀1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)68。機(jī)器人工作時(shí)，首先通過電纜線及RS232總線66把機(jī)器人與PC機(jī)63相連，然后 把機(jī)器人放到管道的進(jìn)口，通過PC機(jī)63的控制軟件打開機(jī)器人上的照明燈和攝像頭2，通 過攝像頭2的輸出終端觀察管道內(nèi)部的情況，打開超聲波探測(cè)儀1。同時(shí)讓機(jī)器人前進(jìn)，通 過控制兩汽缸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)68改變攝像頭2的空間位置，實(shí)現(xiàn)管道的全方位檢測(cè)。同時(shí)打 開圖像收集裝置5把檢測(cè)到的圖像資料收集起來用來后期研究，探傷完后機(jī)器人順原路返 回。如果在風(fēng)管內(nèi)部遇到障礙，避障裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒操作者，操作者通過視頻終端確定 能否越過障礙，因?yàn)楸緳C(jī)器人采用的是履帶式底盤4，有良好的越野性，能翻越不過40度的 斜坡和不超過3厘米的臺(tái)階。
權(quán)利要求
一種管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人，其特征是，它包括一個(gè)履帶式底盤，在履帶式底盤的一側(cè)設(shè)有光電開關(guān)，另一側(cè)設(shè)有圖像收集裝置和控制單元；在履帶式底盤上還設(shè)有攝像頭和氣缸II，氣缸II與大臂連接，在大臂上設(shè)有一個(gè)減速電機(jī)，大臂通過氣缸I與小臂連接，小臂端部設(shè)有超聲波探測(cè)儀；大臂和攝像頭安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座上，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；履帶式底盤內(nèi)設(shè)有行走電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和行走電機(jī)均與控制單元連接，控制單元還與光電開關(guān)、圖像收集裝置、超聲波探測(cè)儀連接。
2.如權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人，其特征是，所述控制單元包括單 片機(jī)，它通過RS232總線直接驅(qū)動(dòng)攝像頭；單片機(jī)還通過兩個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)換向閥，兩個(gè) 換向閥分別與兩個(gè)氣缸配合；單片機(jī)通過第三個(gè)繼電器控制圖像收集裝置的開關(guān)；單片機(jī) 還與光電開關(guān)連接；單片機(jī)還分別通過兩個(gè)298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)履帶式底盤的行走 電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)底座和超聲波探測(cè)儀的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管道內(nèi)部超聲波探傷機(jī)器人，它包括一個(gè)履帶式底盤，在履帶式底盤的一側(cè)設(shè)有光電開關(guān)，另一側(cè)設(shè)有圖像收集裝置和控制單元；在履帶式底盤上還設(shè)有攝像頭和氣缸II，氣缸II與大臂連接，在大臂上設(shè)有一個(gè)減速電機(jī)，大臂通過氣缸I與小臂連接，小臂端部設(shè)有超聲波探測(cè)儀；大臂和攝像頭安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座上，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；履帶式底盤內(nèi)設(shè)有行走電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和行走電機(jī)均與控制單元連接，控制單元還與光電開關(guān)、圖像收集裝置、超聲波探測(cè)儀連接。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101979223SQ20101050021
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者于復(fù)生, 盧曉龍, 王常燦, 賈聚華, 趙東輝 申請(qǐng)人:賈聚華