[发明专利]一种单体拼接式弹性管道机器人

说明书

本发明属于机器人领域，涉及一种单体拼接式弹性管道机器人，由N个单体机器人拼接而成；所述单体机器人包括呈“V”型的本体以及设置在本体三个端点的驱动模块；所述本体由两个弹性部组成，每个驱动模块都包括相互连接的驱动单元和行动轮，所述驱动单元用于产生驱动力并带动驱动轮转动；其中，N为正整数。本发明为了克服现有技术结构的不足，穿越管道内部障碍而提供了一种结构简洁可靠、效率高、稳点性高、越障能力强的行走方法，设计一种可用于管道内具有Y型等支撑体结构的管道内部检测。通过机器人的两种运动形式——螺旋形运动和纯环绕运动，解决了机器人在管道内部对复杂障碍的跨越、传统机器人无法到达管道内壁任意位置等技术问题。

技术领域

本发明属于机器人领域，涉及单体拼接式弹性管道机器人。

背景技术

随着我国工业、农业、制造业等众多领域的快速发展，管道给人们带来了很大的便利，由于管道在使用过程可能出现腐蚀、变形等管道损坏问题，管道机器人作为管道检测的工具，大大提高了管道的安全性。

由于管道内部的支撑结构复杂，比如有Y型、星型等支撑结构，一般传统的管道机器人在遇到这些障碍时，无法正常穿越障碍，所以需要一种既可以在管道内自由移动行走，也可以跨越障碍的管道机器人。现有的管道机器人按行走机构分类，主要有活塞移动式、蠕动移动式、履带移动式、足腿移动式和滚轮移动式等。活塞移动式原理是活塞在气缸内的移动运动，这种机械结构复杂，控制难度大，机械效率低，无法越障。蠕动移动式设计原理是模仿昆虫，这种机械结构复杂，控制难度大，且无法在管道顶部运动。履带式是模仿车辆行走。足腿式是足腿压着管壁支撑着主体，其运动较为方便灵活，缺点是在管道内部有支撑体时，将无法穿越障碍移动，无法在管道顶部行走，滚轮式行走结构是靠滚轮驱动电机驱动，这种行走方式控制简单，机械结构相对简单，但越障能力有限，也无法到达管道的顶部，只能前进后退。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单体拼接式弹性管道机器人，设计一种可用于管道内具有Y型等支撑体结构的管道内部检测，提供一种结构简洁可靠、效率高、稳点性高、越障能力强的行走方法，以克服现有技术结构的不足，实现在管道内部跨越复杂障碍，管道内侧360度行走等功能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种单体拼接式弹性管道机器人，由N个单体机器人拼接而成；所述单体机器人包括呈“V”型的本体以及设置在本体三个端点的驱动模块；所述本体由两个弹性部组成，两个弹性部的一端固定连接形成固定部；所述弹性部由弹性材料制成；每个驱动模块都包括相互连接的驱动单元和行动轮，所述驱动单元用于产生驱动力并带动驱动轮转动；其中，N为正整数。

可选地，当N≥2时，该单体拼接式弹性管道机器人由若干个相邻的单体机器人相互拼接而成；由单个的单体机器人的其中一个弹性部远离固定部的一端和与之相邻单个的单体机器人的其中一个弹性部远离固定部的一端拼接而成；相互拼接的两个弹性部共用同一个驱动模块。

可选地，所述驱动模块通过弹性装置设置在本体上。

可选地，所述弹性模块为带有套管的螺旋弹簧，所述套管套设在螺旋弹簧外侧。

可选地，所述驱动模块包括一个驱动单元以及分设在驱动单元两侧的驱动轮。

可选地，还包括设置在车身上的用于检测障碍物的传感器，以及用于控制驱动模块动作的主控制器，所述传感器采集障碍物信息后发送给主控制器，主控制器控制驱动模块进行原地平转或者螺旋前进，以跨越障碍。

可选地，每个所述驱动模块都对应地设有一个传感器，一个或多个传感器采集到障碍信息时，均发送给主控制器，主控制器控制驱动模块原地平转调整车身至所有传感器采集到无障碍，螺旋前进跨越障碍。

可选地，每个所述行动轮都对应地设有一个传感器，一个或多个传感器采集到障碍信息时，均发送给主控制器，主控制器控制驱动模块原地平转调整车身至所有传感器采集到无障碍，螺旋前进跨越障碍。