重庆时时彩一星玩法技巧: 一种螺旋驱动式管道机器人.pdf

(10)申请公布号 CN 103867848 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103867848 A (21)申请号 201210540543.3 (22)申请日 2012.12.14 F16L 55/32(2006.01) F16L 101/30(2006.01) F16L 101/12(2006.01) (71)申请人 许雪梅 地址 266071 山东省青岛市市南区香港中路 36 号招银大厦 10 楼 (72)发明人 许雪梅 (74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 代理人 王连君 (54) 发明名称 一种螺旋驱动式管道机器人 (57) 摘要 本发明公开了一种螺旋驱动式管道机器人， 包括机器人本体及远程控制箱， 所述远程控制箱 和机器人本体之间采用电缆进行连接， 所述机器 人本体包括驱动机构、 行走机构和控制系统， 所述 驱动机构包括驱动轮架， 所述驱动轮架上装设有 驱动轮， 所述行走机构包括行走机体， 所述行走机 体上装设有导向轮。 本发明采用螺旋驱动的方式， 可使机器人专门工作于人类不能到达的狭长管 道， 进行清洁、 检测、 敷线等操作并利用人工智能 控制技术， 使机器人在管道内的行进过程变得顺 利。 此外， 本发明驱动力大， 移动速度稳定， 通过远 程控制可实现机器人的跟随工作环境变换行进速 度与角度， 顺应了管道内多变的状况， 便于实际应 用中的勘测、 清洗等工作的具体实施。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103867848 A CN 103867848 A 1/2 页 2 1. 一种螺旋驱动式管道机器人， 包括机器人本体及远程控制箱， 所述远程控制箱和机 器人本体之间采用电缆进行连接， 所述机器人本体包括驱动机构、 行走机构和控制系统， 其 特征在于 ： 所述驱动机构包括一号电机， 所述一号电机的电机轴的轴端装设有驱动轮架， 所述驱 动轮架包括配对设置的两个驱动外壳， 所述驱动外壳包括三条支臂， 三条支臂构成星型结 构， 所述三条支臂的末端均设置有驱动轮杆， 所述驱动轮杆与支臂滑动连接， 所述驱动轮 杆的末端装设有驱动轮， 所述驱动轮有两个， 所述驱动轮的回转轴线与管道轴线的夹角为 63 ～ 85 度 ； 所述行走机构包括圆柱状的行走机体， 所述行走机体的前、 后两端均固设有法兰盘， 所 述法兰盘的周向均布有三个一号耳板， 所述一号耳板的末端铰接有导向轮臂， 所述导向轮 臂的末端装设有两个导向轮， 所述导向轮的回转轴线与管道轴线平行， 所述导向轮臂为中 空结构， 所述前、 后两端的法兰盘上位置相平行的两个导向轮臂的中间处连接设置有联动 杆， 所述联动杆、 两个导向轮臂以及行走机体构成一个近似的平行四边形结构， 该平行四边 形结构的对角线上设置有一号弹簧 ； 所述控制系统包括电机控制?？?、 摄像头控制?？?、 传感?？橐约翱刂破魈迥诨?， 所述 电机控制?？?、 摄像头控制?？橐约按心？榫肟刂破魈迥诨缌?； 所述远程控制箱包括输入设备、 数字视频录像机以及控制器体外机， 所述输入设备与 上述控制器体内机电连接。 2. 根据权利要求 1 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述驱动外壳的 三条支臂均开设有滑槽， 所述滑槽内设置有滑块， 所述滑块的中间处开设有盲孔， 所述滑块 的两端均固设有两块二号耳板， 位于同侧的二号耳板平行设置， 所述二号耳板上开设有销 孔 ； 所述驱动外壳的三条支臂的末端均安设有壳盖， 所述壳盖的中央处开设有通孔， 所述通 孔的直径大于驱动轮杆的直径， 所述驱动轮杆通过上述通孔在上述盲孔中实现定位。 3. 根据权利要求 2 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 相邻两条支臂内 的滑块的二号耳板间穿设有伸缩杆， 所述伸缩杆包括一号伸缩杆和二号伸缩杆， 所述一号 伸缩杆的一端开设有轴孔， 另一端开设有滑孔 ； 所述二号伸缩杆的一端开设有轴孔， 另一端 为细长的滑杆 ； 所述滑孔的纵深长于所述滑杆的长度 ； 所述滑杆上套设有二号弹簧 ； 所述 一号伸缩杆通过销轴及螺母在所述位于滑块同侧的两块二号耳板间实现定位， 所述二号伸 缩杆在相邻的滑块的二号耳板间通过销轴及螺母实现定位 ； 所述驱动轮杆在滑块及伸缩杆 的带动下实现伸缩运动。 4. 根据权利要求 3 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述驱动外壳的 中央开设有螺孔， 所述驱动外壳通过上述螺孔与万向联轴器固连， 所述驱动轮架通过上述 万向联轴器与电机轴相连接。 5. 根据权利要求 4 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述驱动轮杆的 末端装设有连通块， 所述连通块的横向开设有通孔， 轴向开设有盲孔， 所述驱动轮杆通过该 盲孔实现该端的定位， 所述通孔内穿设有销轴， 所述销轴的两端套设有上述驱动轮， 所述驱 动轮通过定位螺母实现定位 ； 所述导向轮臂呈 “∏” 字型， 在横向臂的两端套设有上述导向 轮， 所述导向轮通过定位螺母实现定位。 6. 根据权利要求 5 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述行走机体前、 权 利 要 求 书 CN 103867848 A 2 2/2 页 3 后两端的法兰盘上分别装设有体前盖和体后盖， 所述体前盖以及位于机器人本体外侧的驱 动外壳均上设置有凸台， 所述凸台为中空结构， 其内设置有转轴， 所述转轴一端与位于行走 机体内的二号电机的电机轴相连， 另一端伸长至凸台外， 该端安设有摄像头， 所述摄像头在 转轴的带动下可实现三百六十度的转动， 以监测管壁的情况， 所述凸台上还设置有照明灯。 7. 根据权利要求 6 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述行走机体内 还设置有倾角传感器和距离传感器， 所述倾角传感器和距离传感器组成上述传感?？榈闹?要部分 ； 所述倾角传感器用于测量所述机器人本体的行走姿态， 以防止所述机器人本体在 管道内倾覆 ； 所述距离传感器用于检测机器人本体前进方向的障碍物， 防止机器人本体在 行进过程中与障碍物发生碰撞 ； 所述传感?？槭占鲜銮憬谴衅骱途嗬氪衅鞑男?息并传送给所述的控制器体内机。 8. 根据权利要求 7 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述电机?？榻?收来自控制器体内机的控制信号， 用于控制一号电机和二号电机的转速， 从而使驱动轮和 摄像头作出前进、 后退、 转弯等动作， 使摄像头做出转变拍摄角度的动作 ； 所述摄像头?？?收集摄像头所拍摄的影像信息并将该信息传送至控制器体内机。 9. 根据权利要求 8 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述控制器体外 机接收传送至输入设备的控制信号， 并进行分析处理后传送给所述控制器体内机 ； 所述控 制器体外机接收来自控制器体内机传输的影像信息并传输至数字视频录像机， 所述数字视 频录像机用于上述影像信息的存储 ； 所述输入设备用于输入控制信号， 包括控制摄像头转 动和控制电机的信号。 10. 根据权利要求 9 所述的一种螺旋驱动式管道机器人， 其特征在于 ： 所述远程控制箱 与机器人本体之间采用电缆进行连接， 所述电缆包括电源线和通讯线， 所述电源线用于给 机器人提供工作电源， 所述通讯线用于传输所述控制信号和影像信息。 权 利 要 求 书 CN 103867848 A 3 1/6 页 4 一种螺旋驱动式管道机器人 技术领域 [0001] 本发明涉及一种管道机器人， 尤其涉及一种螺旋驱动式管道机器人。 背景技术 [0002] 管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的输送方式， 是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。管道运输不仅运输量大、 连续、 迅速、 经济、 安 全、 可靠、 平稳而且投资少、 占地少、 费用低， 还可实现自动控制。 此外， 管道运输还可省去水 运或陆运过程中的中转环节， 缩短运输周期， 降低运输成本， 提高运输效率。 目前， 管道运输 逐步向着管道口径不断增大、 运输能力大幅提高、 管道运距迅速增加、 运输物资由石油、 天 然气、 化工产品等流体扩展至煤炭、 矿石等非流体的方向发展。 然而， 随着时间的流逝， 很多 问题应运而生， 如管道长期处于压力大的恶劣环境中， 受到水、 油混合物、 硫化氢等有害物 质的腐蚀， 这些管道受蚀后， 关闭变薄， 容易产生裂缝， 造成泄露的问题， 存在重大安全生产 隐患， 因此需要定时对管道进行清洁、 检测及维修， 由于管道本身所具备的局限性， 管道机 器人应运而生。 [0003] 现有的微型管道机器人按照其移动方式主要有以下几种结构 ：（1） 、 轮式结构， 轮 式管内移动机器人行走的基本原理是驱动轮靠弹簧力、 液压、 气动力、 磁性力等压紧在管道 内壁上以支撑机器人本体并产生一定的正压力， 由驱动轮与管壁之间的附着力产生机器人 前后行走的驱动力， 以实现机器人的移动 ；（2） 、 履带式结构， 即将轮式结构中的轮子用履 带替代 ；（3） 、 蠕动式结构， 蠕动式管道机器人是基于仿生学原理， 参考蚯蚓、 毛虫等生物的 运动而实现的， 蠕动式驱动的优点在于可适用管径及曲率的变化。 [0004] 但是， 以上的这些管道机器人由于自身结构的限制， 在实际应用中往往会存在以 下的问题 ：（1） 、 对管道的适应性差， 由于其机械结构的限制， 管道机器人的尺寸不可能做 的很小， 难以在管径很小的管道中应用 ；（2） 、 越障性能差， 在凸起、 凹坑以及拐弯处行动困 难而导致中途停止， 难以完成检修任务 ；（3） 、 管道内的淤泥、 异物或是管道本身发生变形， 这些都会阻碍机器人的运动， 甚至导致机器人发生侧翻或卡死等问题。 [0005] 而特殊结构的管道机器人， 例如压电驱动、 纤毛驱动等的机器人， 因其带负载的能 力有限， 而实用性较差。 [0006] 因此， 需要设计一种管道适应能力强， 越障性能高， 移动速度稳定且负载能力强的 管道机器人来对管道进行勘测、 维修及清洗等工作。 发明内容 [0007] 本发明为克服上述现有技术存在的不足之处， 本发明将机械设计、 视觉伺服技术 以及远程控制融为一体， 提供了一种越障性能强、 管道适应能力强、 移动速度稳定的螺旋驱 动式管道机器人。 [0008] 本发明所采用的技术方案为 ： [0009] 一种螺旋驱动式管道机器人， 包括机器人本体及远程控制箱， 所述远程控制箱和 说 明 书 CN 103867848 A 4 2/6 页 5 机器人本体之间采用电缆进行连接， 所述机器人本体包括驱动机构、 行走机构和控制系 统 ； [0010] 所述驱动机构包括一号电机， 所述一号电机的电机轴的轴端装设有驱动轮架， 所 述驱动轮架包括配对设置的两个驱动外壳， 所述驱动外壳包括三条支臂， 三条支臂构成星 型结构， 所述三条支臂的末端均设置有驱动轮杆， 所述驱动轮杆与支臂滑动连接， 所述驱动 轮杆的末端装设有驱动轮， 所述驱动轮有两个， 所述驱动轮的回转轴线与管道轴线的夹角 为 63 ～ 85 度 ； [0011] 所述行走机构包括圆柱状的行走机体， 所述行走机体的前、 后两端均固设有法兰 盘， 所述法兰盘的周向均布有三个一号耳板， 所述一号耳板的末端铰接有导向轮臂， 所述导 向轮臂的末端装设有两个导向轮， 所述导向轮的回转轴线与管道轴线平行， 所述导向轮臂 为中空结构， 所述前、 后两端的法兰盘上位置相平行的两个导向轮臂的中间处连接设置有 联动杆， 所述联动杆、 两个导向轮臂以及行走机体构成一个近似的平行四边形结构， 该平行 四边形结构的对角线上设置有一号弹簧 ； [0012] 所述控制系统包括电机控制?？?、 摄像头控制?？?、 传感?？橐约翱刂破魈迥诨?， 所述电机控制?？?、 摄像头控制?？橐约按心？榫肟刂破魈迥诨缌?； [0013] 所述远程控制箱包括输入设备、 数字视频录像机以及控制器体外机， 所述输入设 备与上述控制器体内机电连接。 [0014] 所述驱动外壳的三条支臂均开设有滑槽， 所述滑槽内设置有滑块， 所述滑块的中 间处开设有盲孔， 所述滑块的两端均固设有两块二号耳板， 位于同侧的二号耳板平行设置， 所述二号耳板上开设有销孔 ； 所述驱动外壳的三条支臂的末端均安设有壳盖， 所述壳盖的 中央处开设有通孔， 所述通孔的直径大于驱动轮杆的直径， 所述驱动轮杆通过上述通孔在 上述盲孔中实现定位。 [0015] 相邻两条支臂内的滑块的二号耳板间穿设有伸缩杆， 所述伸缩杆包括一号伸缩杆 和二号伸缩杆， 所述一号伸缩杆的一端开设有轴孔， 另一端开设有滑孔 ； 所述二号伸缩杆的 一端开设有轴孔， 另一端为细长的滑杆 ； 所述滑孔的纵深长于所述滑杆的长度 ； 所述滑杆 上套设有二号弹簧 ； 所述一号伸缩杆通过销轴及螺母在所述位于滑块同侧的两块二号耳板 间实现定位， 所述二号伸缩杆在相邻的滑块的二号耳板间通过销轴及螺母实现定位 ； 所述 驱动轮杆在滑块及伸缩杆的带动下实现伸缩运动。 [0016] 所述驱动外壳的中央开设有螺孔， 所述驱动外壳通过上述螺孔与万向联轴器固 连， 所述驱动轮架通过上述万向联轴器与电机轴相连接。 [0017] 所述驱动轮杆的末端装设有连通块， 所述连通块的横向开设有通孔， 轴向开设有 盲孔， 所述驱动轮杆通过该盲孔实现该端的定位， 所述通孔内穿设有销轴， 所述销轴的两端 套设有上述驱动轮， 所述驱动轮通过定位螺母实现定位 ； 所述导向轮臂呈 “∏” 字型， 在横向 臂的两端套设有上述导向轮， 所述导向轮通过定位螺母实现定位。 [0018] 所述导向轮和驱动轮通过一号弹簧和二号弹簧的回复力被压紧在管道内壁上， 工作时， 一号电机的电机轴带动驱动轮架旋转， 由于驱动轮的回转轴线与管道轴线的夹角 为 63 ～ 85 度， 从而驱动轮将在管道壁上形成螺旋前进的螺旋轨迹， 产生向前的驱动力， 由 于导向轮的回转轴线与管道轴线平行， 也即导向轮的转动前进方向与管道母线方向一致， 导向轮将在驱动力的作用下沿管道母线向前转动， 最终使得机器人在管道内沿母线方向前 说 明 书 CN 103867848 A 5 3/6 页 6 进。 由于导向轮的滚动方向与管道母线的方向一致， 因此不能产生横向的滚动， 也即导向轮 与管道臂的摩擦力将阻止整个机器人沿管道轴向旋转。工作时， 改变施加于一号电机上的 电流机型， 即可改变机器人的移动方向， 从而使机器人在管道内可进可退。 [0019] 此外， 所述驱动轮与管道之间的夹角可调， 可使机器人在不同的管径的管道内工 作时， 驱动轮的外缘仍与壁面垂直接触， 从而增加了轮外缘与管道壁面的接触面积， 使机器 人在管道中的运行更加的平稳， 而且这样的结构能提供较大的驱动力。驱动轮与驱动外壳 间采用二号弹簧进行连接， 既使驱动轮与管道轴线之间的夹角可调， 又能保证足够的驱动 力。 [0020] 所述行走机体前、 后两端的法兰盘上分别装设有体前盖和体后盖， 所述体前盖以 及位于机器人本体外侧的驱动外壳均上设置有凸台， 所述凸台为中空结构， 其内设置有转 轴， 所述转轴一端与位于行走机体内的二号电机的电机轴相连， 另一端伸长至凸台外， 该端 安设有摄像头， 所述摄像头在转轴的带动下可实现三百六十度的转动， 以监测管壁的情况， 所述凸台上还设置有照明灯。 [0021] 所述行走机体内还设置有倾角传感器和距离传感器， 所述倾角传感器和距离传感 器组成上述传感?？榈闹饕糠?； 所述倾角传感器用于测量所述机器人本体的行走姿态， 以防止所述机器人本体在管道内倾覆 ； 所述距离传感器用于检测机器人本体前进方向的障 碍物， 防止机器人本体在行进过程中与障碍物发生碰撞 ； 所述传感?？槭占鲜銮憬谴?器和距离传感器产生的信息并传送给所述的控制器体内机。 [0022] 所述电机?？榻邮账隹刂菩藕?， 用于控制一号电机和二号电机， 从而使驱动轮 和摄像头作出前进、 后退、 转弯等动作， 使摄像头做出转变拍摄角度的动作 ； 所述摄像头模 块收集摄像头所拍摄的影像信息并将该信息传送至控制器体内机。 [0023] 所述控制器体外机接收传送至输入设备的控制信号， 并进行分析处理后传送给所 述控制器体内机， 所述控制器体外机还用于接收控制器体内机传输的影像信息并传输至数 字视频录像机， 所述数字视频录像机用于上述影像信息的存储 ； 所述输入设备用于输入控 制信号， 包括控制摄像头转动和控制电机的信号。 [0024] 所述远程控制箱与机器人本体之间采用电缆进行连接， 所述电缆包括电源线和通 讯线， 所述电源线用于给机器人提供工作电源， 所述通讯线用于传输所述控制信号和影像 信息。 [0025] 由于采用了上述技术方案， 本发明所取得的有益效果为 ： [0026] 1、 本发明中驱动轮架的三条支臂分别与驱动轮杆滑动连接， 导向轮臂与行走机体 相铰接， 驱动轮杆和导向轮臂上再安装驱动轮和导向轮， 在一号弹簧和二号弹簧的作用下， 三组驱动轮与六组导向轮均与管道壁接触， 这样能保证整个机器人的重量主要由六个驱动 轮或十二个导向轮承担， 而驱动的动力由均布的六个驱动轮产生， 这种三维对称设计， 可确 保整个机器人受力均衡， 结构可靠， 使用寿命长， 机器人运行平稳， 不易发生偏移或侧翻。 [0027] 2、 本发明中的驱动轮杆由二号弹簧连接在一起， 导向轮臂通过一号弹簧与行走机 体相连。 在弹簧的弹性作用下， 驱动轮杆和导向轮臂形成了以铰接点为支点的杠杆式变径， 使得机器人既能适应较大范围内的管径变化， 又能在弯道中自动转弯前行， 提高了机器人 的管道适应能力。 [0028] 3、 本发明采用螺旋驱动的方式， 可使机器人专门工作于人类不能到达的狭长管 说 明 书 CN 103867848 A 6 4/6 页 7 道， 进行清洁、 检测、 敷线等操作并利用人工智能控制技术， 使机器人在管道内的行进过程 变得顺利。 [0029] 4、 本发明驱动力大， 移动速度稳定， 通过远程控制可实现机器人的跟随工作环境 变换行进速度与角度， 顺应了管道内多变的状况， 便于实际应用中的勘测、 清洗等工作的具 体实施。 附图说明 [0030] 图 1 为本发明的结构示意图。 [0031] 图 2 为本发明中驱动轮架的结构示意图。 [0032] 图 3 为本发明中行走机构的结构示意图。 [0033] 图 4 为本发明中驱动外壳的结构示意图。 [0034] 图 5 为本发明中滑块的结构示意图。 [0035] 图 6 为本发明中控制系统的结构示意图。 [0036] 图 7 为本发明中远程控制箱的结构示意图。 具体实施方式 [0037] 下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明， 但本发明并不限于 这些实施例。 [0038] 管道机器人一般包括两个部分， 即地面上的远程监控系统和管道中的机器人本 体， 两者之间的通讯方式有无线和有线两种。采用无线通讯时， 由于没有电缆， 检测效率较 高， 但图像传输效果较差， 受干扰影响较大， 且机器人本体需要自带电池， 航行距离受到一 定的限制。 此外， 一旦机器人本体出现故障， 即需要人工进入管道回收机器人而且回收工作 很困难。采用有线方式时， 通信信号质量好， 且可通过电缆对机器人本体供电， 增加了航行 距离， 但电缆的设置增加了机器人本体的阻力和重力， 这就使机器人本体需要更大的牵引 力。本发明中的管道机器人由于可以保证驱动轮和导向轮与管道壁面垂直接触， 抓地力较 大， 因此牵引力也较大。因此， 本发明中的机器人采用有线通讯。 [0039] 如图 1 所示， 一种螺旋驱动式管道机器人， 包括机器人本体及远程控制箱， 所述远 程控制箱和机器人本体之间采用电缆进行连接， 所述机器人本体包括驱动机构、 行走机构 和控制系统。 [0040] 如图2、 图4及图5所示， 所述驱动机构包括一号电机， 所述一号电机的电机轴的轴 端装设有驱动轮架， 所述驱动轮架包括配对设置的两个驱动外壳 1， 所述驱动外壳 1 包括三 条支臂 2， 三条支臂 2 构成星型结构 ； 所述三条支臂 2 均开设有滑槽 3， 所述滑槽 3 内设置有 滑块 4， 所述滑块 4 的中间处开设有盲孔 5， 所述滑块 4 的两端均固设有两块二号耳板 6， 位 于同侧的二号耳板 6 平行设置， 所述二号耳板 6 上开设有销孔 7 ； 所述三条支臂 2 的末端均 安设有壳盖8， 所述壳盖8的中央处开设有通孔， 所述通孔内穿设有驱动轮杆9， 所述驱动轮 杆 9 通过上述通孔在所述盲孔 5 中实现定位并实现与支臂 2 的滑动连接 ； 相邻两条支臂内 的滑块 4 的二号耳板 6 间穿设有伸缩杆， 所述伸缩杆包括一号伸缩杆 10 和二号伸缩杆 11， 所述一号伸缩杆10的一端开设有轴孔， 另一端开设有滑孔 ； 所述二号伸缩杆11的一端开设 有轴孔， 另一端为细长的滑杆 ； 所述滑孔的纵深长于所述滑杆的长度 ； 所述滑杆上套设有 说 明 书 CN 103867848 A 7 5/6 页 8 二号弹簧 12 ； 所述一号伸缩杆 10 通过销轴及螺母在所述位于滑块 4 同侧的两块二号耳板 6 间实现定位， 所述二号伸缩杆 11 在相邻的滑块 4 的二号耳板 6 间通过销轴及螺母实现定 位 ； 所述驱动轮杆9在滑块4及伸缩杆的带动下实现伸缩运动 ； 所述驱动轮杆9的末端装设 有连通块13， 所述连通块13的横向开设有通孔， 轴向开设有盲孔， 所述驱动轮杆9通过该盲 孔实现该端的定位， 所述通孔内穿设有销轴， 所述销轴的两端套设有驱动轮 14， 所述驱动轮 14 通过定位螺母实现定位， 所述驱动轮 14 的回转轴线与管道轴线的夹角为 63 ～ 85 度 ； 所 述驱动外壳 1 的中央开设有螺孔， 所述驱动外壳 1 通过上述螺孔与万向联轴器 16 固连， 所 述驱动轮架通过上述万向联轴器 16 与电机轴 17 相连接。 [0041] 如图3所示， 所述行走机构包括圆柱状的行走机体18， 所述行走机体18的前、 后两 端均固设有法兰盘 19， 所述法兰盘 19 的周向均布有三个一号耳板 20， 所述一号耳板 20 的 末端铰接有导向轮臂 21， 所述导向轮臂 21 呈 “∏” 字型， 在横向臂的两端套设有上述导向轮 22， 所述导向轮 22 通过定位螺母实现定位， 所述导向轮 22 的回转轴线与管道轴线平行 ； 所 述导向轮臂 21 为中空结构， 所述前、 后两端的法兰盘 19 上位置相平行的两个导向轮臂 21 的中间处连接设置有联动杆 23， 所述联动杆 23、 两个导向轮臂 21 以及行走机体 18 构成一 个近似的平行四边形结构， 该平行四边形结构的对角线上设置有一号弹簧 24。 [0042] 所述导向轮 14 和驱动轮 22 通过一号弹簧 12 和二号弹簧 24 的回复力被压紧在管 道内壁上， 工作时， 一号电机的电机轴带动驱动轮架旋转， 由于驱动轮 14 的回转轴线与管 道轴线的夹角为 63 ～ 85 度， 从而驱动轮 14 将在管道壁上形成螺旋前进的螺旋轨迹， 产生 向前的驱动力， 由于导向轮22的回转轴线与管道轴线平行， 也即导向轮22的转动前进方向 与管道母线方向一致， 导向轮 22 将在驱动力的作用下沿管道母线向前转动， 最终使得机器 人在管道内沿母线方向前进。由于导向轮 22 的滚动方向与管道母线的方向一致， 因此不能 产生横向的滚动， 也即导向轮 22 与管道臂的摩擦力将阻止整个机器人沿管道轴向旋转。工 作时， 改变施加于一号电机上的电流机型， 即可改变机器人的移动方向， 从而使机器人在管 道内可进可退。 [0043] 此外， 所述驱动轮 14 与管道之间的夹角可调， 可使机器人在不同的管径的管道内 工作时， 驱动轮 14 的外缘仍与壁面垂直接触， 从而增加了轮外缘与管道壁面的接触面积， 使机器人在管道中的运行更加的平稳， 而且这样的结构能提供较大的驱动力。驱动轮 14 与 驱动外壳 1 间采用二号弹簧进行连接， 既使驱动轮 14 与管道轴线之间的夹角可调， 又能保 证足够的驱动力。 [0044] 所述行走机体前、 后两端的法兰盘 19 上分别装设有体前盖 25 和体后盖 26， 所述 体前盖 25 以及位于机器人本体外侧的驱动外壳 1 均上设置有凸台 27， 所述凸台 27 为中空 结构， 其内设置有转轴 28， 所述转轴 28 一端与位于行走机体内的二号电机的电机轴相连， 另一端伸长至凸台 27 外， 该端安设有摄像头 29， 所述摄像头 29 在转轴 28 的带动下可实现 三百六十度的转动， 以监测管壁的情况， 所述凸台 27 上还设置有照明灯 30。 [0045] 如图 6 所示， 所述控制系统包括电机控制?？?、 摄像头控制?？?、 传感?？橐约?控制器体内机， 所述电机控制?？?、 摄像头控制?？橐约按心？榫肟刂破魈迥诨缌?接 ； [0046] 如图 7 所示， 所述远程控制箱包括输入设备、 数字视频录像机以及控制器体外机， 所述输入设备与上述控制器体内机电连接。 说 明 书 CN 103867848 A 8 6/6 页 9 [0047] 工作时， 远程控制箱放置在管道外面， 工作人员通过远程控制箱远程监视并发出 控制信号控制管道内的机器人本体展开工作， 管道机器人本体的控制系统接收来自远程控 制箱的控制信号， 并传送给各个具体?？?。所述远程控制箱与机器人本体之间采用电缆进 行连接， 所述电缆包括电源线和通讯线， 所述电源线用于给机器人提供工作电源， 所述通讯 线用于传输所述控制信号和影像信息。所述电缆可以用卷线盘实现收放。 [0048] 所述行走机体内还设置有倾角传感器和距离传感器， 所述倾角传感器和距离传感 器组成上述传感?？榈闹饕糠?； 所述倾角传感器用于测量所述机器人本体的行走姿态， 以防止所述机器人本体在管道内倾覆 ； 所述距离传感器用于检测机器人本体前进方向的障 碍物， 防止机器人本体在行进过程中与障碍物发生碰撞 ； 所述传感?？槭占鲜銮憬谴?器和距离传感器产生的信息并传送给所述的控制器体内机。 [0049] 所述控制器体外机接收传送至输入设备的控制信号， 并进行分析处理后传送给所 述控制器体内机， 所述输入设备用于输入控制信号， 包括控制摄像头转动和控制电机的信 号。 [0050] 所述电机?？榻邮账隹刂菩藕?， 用于控制一号电机和二号电机， 从而对机器人 本体的前进、 后退、 转弯、 行进速度等进行控制， 对摄像头的拍摄位置进行控制等。 [0051] 所述摄像头?？槭占阆裢匪纳愕挠跋裥畔⒉⒔眯畔⒋椭量刂破魈迥诨?； 所述控制器体外机接收来自控制器体内机传输的影像信息并传输至数字视频录像机， 所述 数字视频录像机用于上述影像信息的存储 ； [0052] 需要进一步说明的是， 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的 举例说明。 本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改 或补充或采用类似的方式替代， 但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定 义的范围。 说 明 书 CN 103867848 A 9 1/5 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103867848 A 10 2/5 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103867848 A 11 3/5 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103867848 A 12 4/5 页 13 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103867848 A 13 5/5 页 14 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103867848 A 14