一種管道檢測特種機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于對市政管道進(jìn)行檢測的管道檢測特種機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]管道是工業(yè)、能源、軍事裝備、城市建筑等領(lǐng)域中使用廣泛的物料運輸手段，城市污水、天然氣和工業(yè)物料運輸、給排水和建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)等，均使用大量復(fù)雜隱蔽的管道。保障這些管道系統(tǒng)的安全性和有效性至關(guān)重要。但是隨著使用年限的增加，管道不可避免地會出現(xiàn)老化、裂縫、腐蝕或者受到外來施工的破壞。如果不及時處理，一旦發(fā)生事故不但會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對環(huán)境也會造成嚴(yán)重的污染。因此，定期對管道進(jìn)行勘查和維護(hù)，就顯得非常必要。
[0003]然而，以往對此沒有較好的對策，由此，導(dǎo)致無法對地下管道等地下管道的損壞進(jìn)行非地面開挖技術(shù)，即內(nèi)襯管翻轉(zhuǎn)法對地下管道進(jìn)行整體修復(fù);繼而，采用地面大開挖修理對交通會造成嚴(yán)重影響，而且工期長，施工噪音大，工程垃圾多，對周邊環(huán)境也造成很大影響。同時，無法對市政排水地下管道，農(nóng)業(yè)用水地下管道，工業(yè)用水地下管道，自來水地下管道，煤氣地下管道等地下管道進(jìn)行高效的排堵、維護(hù)和修復(fù)。
[0004]隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人作為一種自動化的機(jī)器，具備一些與人或生物相似的能力，如感知、規(guī)劃、運動及動作能力的協(xié)作等，機(jī)器人技術(shù)被視為20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。自20世紀(jì)60年代工業(yè)機(jī)器人問世以來，隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是在信息技術(shù)、控制理論等學(xué)科迅速發(fā)展的支持下，機(jī)器人的種類日益繁多，性能不斷地改進(jìn)，工作領(lǐng)域也在不斷地擴(kuò)大。從深海到宇宙空間，在各種人類所不能承受的極限環(huán)境中都能找到機(jī)器人的應(yīng)用?？梢哉f，現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人的范疇，逐步轉(zhuǎn)向應(yīng)用于各種特殊工況的特種機(jī)器人技術(shù)。
[0005]管道機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，它的研究為管道的檢測、維護(hù)提供了新的技術(shù)手段，改變了傳統(tǒng)管道開挖抽檢的單一模式。提高了管道檢側(cè)的準(zhǔn)確性，便于管道工程管理維護(hù)人員分析了解管道缺陷產(chǎn)生的原因，開展對缺陷的評估，制訂管道維護(hù)方案，消除管道安全隱患，在事故發(fā)生前就有計劃地維修或更換管段，從而節(jié)約大量的維修費用，降低管道維護(hù)成本，保障人民生活及財產(chǎn)安全，減少有毒氣體或液體泄漏造成的環(huán)境污染。因此，開展管道機(jī)器人的研究具有重要的科學(xué)意義和明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益。目前，管道機(jī)器人的研究得到了世界各國的高度重視，大量的管道維護(hù)需求為管道機(jī)器人的研究開發(fā)和應(yīng)用提供了廣闊的市場空間，將逐漸成為一項十分巨大的產(chǎn)業(yè)工程。
[0006]目前，現(xiàn)有的管道機(jī)器人一般適用于管徑為150mm以上的石油管道、地下污水管道等大管徑作業(yè)，無法完成小管道環(huán)境檢測；另外，現(xiàn)有管道機(jī)器人的移動裝置多樣，如螺旋前進(jìn)等，其存在行進(jìn)速度慢，難以順利通過彎管、變徑管、豎直管等問題，且目前機(jī)器人只能直線行走，無法適用于一些特殊管道探測。
[0007]此外，現(xiàn)有的管道機(jī)器人的傳動裝置中的電機(jī)與輪軸垂直布置，電機(jī)減速器輸出軸與輪軸通過錐齒輪傳動。此方案能有效地減小機(jī)器人軸向方向的尺寸，但是兩個電機(jī)縱向布置在機(jī)器人箱體內(nèi)部，占用了內(nèi)部主要的空間，周邊剩下的空間太小要布置其它器件如電路板，電池等器變得非常困難，導(dǎo)致最低層空間浪費。另一種典型方案是，兩驅(qū)動電機(jī)與輪軸共線，減速器輸出直接與車輪軸連接，這種方案簡化了傳動的同時給機(jī)器人箱體內(nèi)部讓出了大量空間用于而已其它模塊，但是由于電機(jī)減速器軸向長度大，機(jī)器人整個寬度方向變大，不能在狹小空間比如管道內(nèi)工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種管道檢測特種機(jī)器人，旨在其不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、節(jié)約成本、可擴(kuò)大檢測視角及提高檢測精度的性能，而且可解決電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)對機(jī)器人的寬度尺寸以及箱體內(nèi)部空間的制約，適用于不同管徑的管道檢測。
[0009]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種用于對市政管道進(jìn)行檢測的管道檢測特種機(jī)器人，其包括底盤、升降架、工作臺、云臺相機(jī)組件、后視攝像頭、傳動及行走結(jié)構(gòu)及控制器，所述升降架通過螺栓分別與所述底盤及所述工作臺固定連接以用于實現(xiàn)所述工作臺的升降運動，所述工作臺固定在所述升降架上，所述云臺相機(jī)組件及所述后視攝像頭分別安裝在所述工作臺的前部及后部，所述傳動及行走結(jié)構(gòu)活動連接在所述底盤的縱長方向的相對兩側(cè)，所述傳動及行走結(jié)構(gòu)通過兩個驅(qū)動電機(jī)分別與設(shè)置在所述機(jī)器人兩側(cè)的驅(qū)動輪子之間進(jìn)行獨立傳動連接，所述控制器通過線纜與所述傳動及行走結(jié)構(gòu)連接。
[0010]進(jìn)一步地，前述的底盤呈縱長中空框狀結(jié)構(gòu)，其包括左機(jī)身、右機(jī)身、支架、兩個側(cè)蓋;所述左機(jī)身及所述右機(jī)身均為縱長板狀結(jié)構(gòu)，且所述左機(jī)身及所述右機(jī)身相對設(shè)置;所述支架為H型結(jié)構(gòu)，且其分別與所述左機(jī)身及所述右機(jī)身的后端連接且位于所述左機(jī)身及所述右機(jī)身之間，所述兩個側(cè)蓋分別對應(yīng)嵌入所述左機(jī)身及所述右機(jī)身的中空框內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，前述的底盤還包括六個側(cè)蓋法蘭、兩個吊鉤、兩個固定板及防撞桿;所述六個側(cè)蓋法蘭分成兩組，每組有三個，每一組側(cè)蓋法蘭呈等間距地安裝在所述側(cè)蓋上，其中兩個側(cè)蓋法蘭位于所述左機(jī)身及所述右機(jī)身的縱長相對兩端，另一個位于所述左機(jī)身及所述右機(jī)身的中間位置;所述兩個吊鉤通過螺栓分別設(shè)置在所述側(cè)蓋靠近所述左機(jī)身及所述右機(jī)身的后端的位置，且位于兩相鄰側(cè)蓋法蘭之間；所述防撞桿大致呈U型結(jié)構(gòu)，且其兩末端分別與對應(yīng)的固定板焊接，所述固定板及所述防撞桿通過螺栓固定連接在所述左、右機(jī)身的下端。
[0012]進(jìn)一步地，前述的升降架包括第一固定塊、下板、內(nèi)升降支架、外升降支架、上板、推桿支板、滑動銅套及連接桿;所述第一固定塊通過螺栓與所述底盤固定連接;所述第一固定塊與所述下板焊接;所述內(nèi)升降支架與所述外升降支架通過螺栓中心連接;所述內(nèi)升降支架與所述推桿支板焊接;所述內(nèi)升降支架與所述上板及所述滑動銅套通過螺栓連接，而與所述下板滑動連接;所述外升降支架與所述下板及所述滑動銅套通過螺栓連接，而與所述上板滑動連接;所述連接桿的相對兩端通過螺栓分別與所述下板及所述外升降支架連接。
[0013]進(jìn)一步地，前述的工作臺包括上箱體、推桿電機(jī)總成、后蓋板、上蓋板、前燈盒、前蓋板、第一后接頭座及第二固定塊;所述推桿電機(jī)總成連接在所述上箱體的后端，所述上蓋板設(shè)置在所述上箱體及所述推桿電機(jī)總成的上部，所述后蓋板與所述上蓋板的后端連接；所述后視攝像頭設(shè)置在所述后蓋板上，且所述后視攝像頭的鏡頭朝向所述上箱體及所述推桿電機(jī)總成的后端;所述前燈盒設(shè)置在所述上箱體的前端;所述前蓋板大致呈U型結(jié)構(gòu)，且其連接在所述前燈盒的前端;所述第一后接頭座及所述第二固定塊均固定在所述前燈盒的前端，且位于所述前蓋板的U型開口處;所述后接頭座與所述第二固定塊同軸設(shè)置，所述第二固定塊用于將所述云臺相機(jī)組件固定在所述前燈盒上。
[0014]進(jìn)一步地，前述的云臺相機(jī)組件還包括密封結(jié)構(gòu)、推桿電機(jī)結(jié)構(gòu)及主光燈結(jié)構(gòu);所述密封結(jié)構(gòu)用于所述云臺相機(jī)組件與所述工作臺的相對周向旋轉(zhuǎn)運動的連接密封;所述主光燈結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)所述機(jī)器人的光源提供和LED燈的固定連接;所述推桿電機(jī)結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)所述升降架及所述工作臺的升降運動；所述云臺相機(jī)組件設(shè)置在所述密封結(jié)構(gòu)的前下端，所述推桿電機(jī)結(jié)構(gòu)連接在所述密封結(jié)構(gòu)的后端，所述主光燈結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述密封結(jié)構(gòu)的前上端且