基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人，屬于基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人是針對(duì)管道內(nèi)壁的檢測(cè)所研制的一種特種機(jī)器人，它綜合了智能移動(dòng)載體技術(shù)和環(huán)形激光三維掃描建模技術(shù)，視覺檢測(cè)技術(shù)。這類機(jī)器人能進(jìn)入人所不及、人力所限的復(fù)雜多變的非結(jié)構(gòu)管道環(huán)境中，通過攜帶的檢測(cè)裝置，對(duì)工作中的管道進(jìn)行在線檢測(cè)，以保障管道的安全和暢通無阻地工作。特別是針對(duì)穿越河流、鐵路、道路的特殊管道或埋地管道的重要部位進(jìn)行有選擇的檢測(cè)時(shí)，管道檢測(cè)機(jī)器人具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
[0003]目前主流的管道檢測(cè)方式是采用輪式或履帶式機(jī)器人依靠重力貼附在管道底部行走，搭載攝像機(jī)、照明裝置以及其它設(shè)備，拍攝獲取管道內(nèi)部圖像再加以肉眼判斷，確定管道內(nèi)部缺陷類型、尺寸和位置，此方法準(zhǔn)確率和精度均不高且難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人。本實(shí)用新型不僅能提高激光檢測(cè)的準(zhǔn)確度，同時(shí)可自適應(yīng)不同直徑的管道。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人，包括有激光源、第一連接件、CCD攝像頭、機(jī)架主體、支撐件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變速齒輪傳動(dòng)副、螺旋傳動(dòng)副、螺母滑塊、平行四邊形機(jī)構(gòu)和履帶行走部件，其中激光源套裝在第一連接件所設(shè)中空腔體的一端，CCD攝像頭套裝在第一連接件所設(shè)中空腔體的另一端，第一連接件固定在機(jī)架主體的一端，支撐件裝設(shè)在機(jī)架主體的另一端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在支撐件上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸安裝有變速齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪，螺旋傳動(dòng)副中的絲桿與變速齒輪傳動(dòng)副的從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)軸連接，螺旋傳動(dòng)副中的螺母滑塊安裝在機(jī)架主體上，且螺母滑塊與平行四邊形機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)件連接，平行四邊形機(jī)構(gòu)中連架桿鉸裝在機(jī)架主體上，履帶行走部件與平行四邊形機(jī)構(gòu)的連桿連接。
[0006]本實(shí)用新型激光源、第一連接件、CXD攝像頭組成圖像采集系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)變速齒輪傳動(dòng)副運(yùn)動(dòng)，變速齒輪傳動(dòng)副的從動(dòng)齒輪與絲桿同軸安裝，絲桿與螺母滑塊組成螺旋傳動(dòng)副，螺母滑塊與平行四邊形機(jī)構(gòu)連接，履帶行走部件與平行四邊形機(jī)構(gòu)組成自適應(yīng)管道直徑的三足機(jī)器人；圖像采集系統(tǒng)安裝固定在機(jī)架主體組成管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007]I)本實(shí)用新型使用伸縮式三足小車代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩足小車，使小車在管道內(nèi)行駛更為平穩(wěn)，避免管道內(nèi)壁裂縫或異物影響小車的行進(jìn)，提高激光檢測(cè)的準(zhǔn)確度，同時(shí)可自適應(yīng)不同直徑的管道；
[0008]2)本實(shí)用新型使用了錐形激光等結(jié)構(gòu)光代替自然光，減少不同管道材質(zhì)和環(huán)境對(duì)光源的影響，使掃描獲取信息更為準(zhǔn)確。
[0009]本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型圖像采集系統(tǒng)的組成示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型缺陷檢測(cè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型三組履帶行走部件彼此之間間隔120度角的分布示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型中平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
[0015]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2、3、4所示，本實(shí)用新型的基于環(huán)形激光三維掃描的管道缺陷檢測(cè)機(jī)器人，包括有激光源1、第一連接件2、CCD攝像頭3、機(jī)架主體5、支撐件6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、變速齒輪傳動(dòng)副、螺旋傳動(dòng)副、螺母滑塊10、平行四邊形機(jī)構(gòu)11和履帶行走部件12，其中激光源I套裝在第一連接件2所設(shè)中空腔體的一端，CCD攝像頭3套裝在第一連接件2所設(shè)中空腔體的另一端，第一連接件2固定在機(jī)架主體5的一端，支撐件6裝設(shè)在機(jī)架主體5的另一端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7安裝在支撐件6上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的輸出軸安裝有變速齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪，螺旋傳動(dòng)副中的絲桿9與變速齒輪傳動(dòng)副的從動(dòng)齒輪8的轉(zhuǎn)軸連接，螺旋傳動(dòng)副中的螺母滑塊10安裝在機(jī)架主體5上，且螺母滑塊10與平行四邊形機(jī)構(gòu)11中的運(yùn)動(dòng)件連接，平行四邊形機(jī)構(gòu)11中連架桿鉸裝在機(jī)架主體5上，履帶行走部件12與平行四邊形機(jī)構(gòu)11的連桿連接。另外，為確保上述螺母滑塊10的運(yùn)動(dòng)自如，機(jī)架主體5上設(shè)有供螺母滑塊10移動(dòng)的凹槽，與平行四邊形機(jī)構(gòu)11連接的螺母滑塊10能沿著凹槽移動(dòng)。
[0016]本實(shí)施例中，上述第一連接件2為中空套筒，中空套筒內(nèi)壁為圓柱面。
[0017]本實(shí)施例中，上述第一連接件2所設(shè)中空腔體內(nèi)設(shè)有反射錐面。激光源I為點(diǎn)激光器，點(diǎn)激光器和反射錐面組合而成環(huán)形線激光發(fā)生器，環(huán)形線激光發(fā)生器發(fā)射出的環(huán)形線激光投射在被測(cè)管道的內(nèi)壁形成光斑；CCD攝像頭對(duì)光斑圖像進(jìn)行采集，可實(shí)時(shí)獲取管道內(nèi)部多個(gè)截面的輪廓曲線。
[0018]本實(shí)施例中，上述第一連接件2通過第二連接件4固定在機(jī)架主體5上。
[0019]本實(shí)施例中，上述機(jī)架主體5做出有的中空腔體，支撐件6直接套裝在機(jī)架主體5所設(shè)的中空腔體內(nèi)。
[0020]本實(shí)施例中，上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)7為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0021]本實(shí)施例中，上述平行四邊形機(jī)構(gòu)11包括有第一連架桿13、第二連架桿15、連桿16、連接桿14，其中第一連架桿13及第二連架桿15的一端鉸接在機(jī)架主體5上，連桿16的兩端分別與第一連架桿13及第二連架桿15的另一端鉸接，連接桿14的一端與第一連架桿13或第二連架桿15連接，連接桿14的另一端與螺母滑塊10連接，履帶行走部件12與平行四邊形機(jī)構(gòu)11中的連桿16連接。
[0022]本實(shí)施例中，上述連接桿14的一端連接在第一連架桿13與連桿16的連接處。或連接桿14的一端連接在第二連架桿15與連桿16的連接處。
[0023]本實(shí)施例中，上述履帶行走部件12設(shè)有三組，三組履帶行走部件12彼此之間間隔120度角分布；平行四邊形機(jī)構(gòu)11也相應(yīng)設(shè)有三組，三組履帶行走部件12與三組平行四邊形機(jī)構(gòu)11中的連桿16連接。
[0024]本實(shí)