给水管道在线内检测蛇形机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人检测技术领域，具体为给水管道在线内检测蛇形机器人。

背景技术：

蛇形机器人，是能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。由于它能像生物一样实现“无肢运动”，因而被国际机器人业界称为“最富于现实感的机器人"，它能在一些复杂地形行走时如履平地，运动十分灵活，并具有探测、侦探等多种功能。

由于给水管道内一般地形较为复杂，且管道之间一般都存在垂直连接的竖直管道，导致在管道内进行检测时十分复杂，使用蛇形机器人进行检测时它可以像蛇一样实现蜿蜒前进翻阅各种障碍，但是在进行垂直爬行时却无法牢牢固定于管内，故而我们提出了给水管道在线内检测蛇形机器人，该种蛇形机器人通过轮胎上安装的多个吸盘能够确保在抓紧地面，在复杂及竖形管道也能够正常前进，使检测更为简单。

技术实现要素：

为实现上述在能够抓紧地面，在复杂及竖形管道正常前进的目的，本实用新型提供如下技术方案：给水管道在线内检测蛇形机器人，包括驱动箱、滚轮组件与关节组件，所述驱动箱的右侧底部内壁固定安装有电机，所述电机的输出轴外壁固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮的背面外壁活动连接有从动齿轮，所述从动齿轮的内壁固定连接有连接杆。

作为优化，所述滚轮组件包括轮胎，所述轮胎的底部外壁固定安装有吸盘，所述轮胎的底部内壁固定安装有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的顶部内壁固定连接有输气管，所述输气管的顶部外壁固定连接有气囊，所述气囊的正面及背面均固定安装有固定块，所述第一伸缩杆的底部活动连接有磁环，所述磁环的外壁固定连接有第二伸缩杆。

作为优化，所述关节组件包括有两个外壳，两个所述外壳相背一侧内壁均固定安装有第三伸缩杆，两个所述第三伸缩杆的内壁均固定安装有弹簧，两个所述第三伸缩杆的相对一侧固定安装有万向头。

作为优化，所述第二伸缩杆的数量为四个，磁环由四块相吸的小磁块组成，四个第二伸缩杆的相对一侧分别与磁环中每个小磁块的外壁固定连接，其相背一侧与吸盘的内壁固定连接，磁环的内壁为上窄下宽的陂壁，第一伸缩杆的顶部开设有气孔，输气管的底部外壁贯穿该气孔与气孔外壁固定连接，顶部外壁贯穿气囊的底部，第一伸缩杆的底部贯穿轮胎的内壁与磁环活动连接，开设气孔可确保气体能够随输气管进入到气囊内，设置上窄下宽的陂壁可确保第一伸缩杆伸展时可以将磁环的四个磁块推开，使第一伸缩杆可以正常伸展开。

作为优化，每四个所述第二伸缩杆、每个磁环、每个第一伸缩杆、每个输气管与每个吸盘构成一组，共有十三组，且每组以气囊的中心为圆心均匀分布，多组吸盘可使得轮胎滚动时与地面接触后更加稳定。

作为优化，所述滚轮组件的个数为十个，其中每两个滚轮组件为一组，每个驱动箱、电机、主动齿轮、从动齿轮与连接杆构成一组，从左至右共有五组，每组中连接杆的正面与背面分别贯穿每组中驱动箱的正面与背面，并与每组滚轮组件的相对一侧外壁固定连接，多组滚轮组件可使蛇形机器人能够有足够的动力驱动前进并且使之与地面接触更加稳定。

作为优化，所述关节组件从左至右分为五组，第一组关节组件中位于右侧的外壳右侧外壁与第一组中驱动箱的左侧外壁固定连接，其位于左侧的外壳的顶部外壁固定安装有摄像头，左侧外壁固定安装有探照灯，第二、三、四与五组关节组件分别与每组驱动箱相对一侧的外壁固定连接，多组关节组件可实现结构如同蛇一般能够弯曲前进确保顺利翻越障碍物，头部安装的探照灯及摄像头可以确保在无光源昏暗的管道内能及时获取影像。

本实用新型的有益效果是：当通过电信号启动滚轮组件开始旋转，滚轮组件中的吸盘可以与地面接触，多组滚轮组件可确保位于下方吸盘和地面牢牢吸紧，这样可以确保蛇形机器人在给水管道内检测时需要进行克服重力上爬以及翻越障碍时足够稳定，并且设置第一伸缩杆可使得随着轮胎转动可通过气压力将吸盘抵回，解除吸盘与地面的接触，这样循环往复循环确保蛇形机器人在给水管道内能稳定，不会被管道内水流及竖形管的地形影响导致无法检测的问题，关节组件中的万向头也能确保蛇形机器人能够各角度弯折，使之能够如蛇一般蜿蜒前进翻越各种障碍，蛇头上固定安装的摄像头以及探照灯能够确保即使管道内无光源、昏暗也能及时获取管道内的影像信息，从而完成一系列任务，达到对给水管道检测的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型关节组件示意图；

图3为本实用新型驱动箱局部结构示意图；

图4为本实用新型滚轮组件示意图；

图5为本实用新型图4中a处放大结构示意图；

图6为本实用新型磁环与第二伸缩杆结构俯视示意图；

图7为本实用新型磁环结构剖视示意图。

图中：1、驱动箱；100、滚轮组件；101、轮胎；102、吸盘；103、第一伸缩杆；104、输气管；105、气囊；106、固定块；107、磁环；108、第二伸缩杆；2、电机；200、关节组件；201、外壳；202、第三伸缩杆；203、弹簧；204、万向头；3、主动齿轮；4、从动齿轮；5、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和3，给水管道在线内检测蛇形机器人，包括驱动箱1、滚轮组件100与关节组件200，驱动箱1的右侧底部内壁固定安装有电机2，电机2的输出轴外壁固定安装有主动齿轮3，主动齿轮3的背面外壁活动连接有从动齿轮4，从动齿轮4的内壁固定连接有连接杆5。

请参阅图4-5，滚轮组件100包括轮胎101，轮胎101的底部外壁固定安装有吸盘102，轮胎101的底部内壁固定安装有第一伸缩杆103，第一伸缩杆103的顶部内壁固定连接有输气管104，输气管104的顶部外壁固定连接有气囊105，气囊105的正面及背面均固定安装有固定块106，第一伸缩杆103的底部活动连接有磁环107，磁环107的外壁固定连接有第二伸缩杆108。

请参阅图2，关节组件200包括有两个外壳201，两个外壳201相背一侧内壁均固定安装有第三伸缩杆202，两个第三伸缩杆202的内壁均固定安装有弹簧203，两个第三伸缩杆202的相对一侧固定安装有万向头204。

请参阅图5-7，第二伸缩杆108的数量为四个，磁环107由四块相吸的小磁块组成，四个第二伸缩杆108的相对一侧分别与磁环107中每个小磁块的外壁固定连接，其相背一侧与吸盘102的内壁固定连接，磁环107的内壁为上窄下宽的陂壁，第一伸缩杆103的顶部开设有气孔，输气管104的底部外壁贯穿该气孔与气孔外壁固定连接，顶部外壁贯穿气囊105的底部，第一伸缩杆103的底部贯穿轮胎101的内壁与磁环107活动连接，开设气孔可确保气体能够随输气管104进入到气囊105内，设置上窄下宽的陂壁可确保第一伸缩杆103伸展时可以将磁环107的四个磁块推开，使第一伸缩杆103可以正常伸展开。

请参阅图4-5，每四个第二伸缩杆108、每个磁环107、每个第一伸缩杆103、每个输气管104与每个吸盘102构成一组，共有十三组，且每组以气囊105的中心为圆心均匀分布，多组吸盘102可使得轮胎101滚动时与地面接触后更加稳定。

请参阅图1和图3，滚轮组件100的个数为十个，其中每两个滚轮组件100为一组，每个驱动箱1、电机2、主动齿轮3、从动齿轮4与连接杆5构成一组，从左至右共有五组，每组中连接杆5的正面与背面分别贯穿每组中驱动箱1的正面与背面，并与每组滚轮组件100的相对一侧外壁固定连接，多组滚轮组件100可使蛇形机器人能够有足够的动力驱动前进并且使之与地面接触更加稳定。

请参阅图1-2，关节组件200从左至右分为五组，第一组关节组件200中位于右侧的外壳201右侧外壁与第一组中驱动箱1的左侧外壁固定连接，其位于左侧的外壳201的顶部外壁固定安装有摄像头，左侧外壁固定安装有探照灯，第二、三、四与五组关节组件200分别与每组驱动箱1相对一侧的外壁固定连接，多组关节组件200可实现结构如同蛇一般能够弯曲前进确保顺利翻越障碍物，头部安装的探照灯及摄像头可以确保在无光源昏暗的管道内能及时获取影像。

在使用时，请参阅图1-7，当通过电信号启动每组驱动箱1中的电机2时，电机2正常运转从而使其输出轴连接的主动齿轮3带动从动齿轮4开始旋转，进而使得连接杆5连接的滚轮组件100开始旋转，当滚轮组件100开始旋转时，首先位于轮胎101最下方的吸盘102会先与地面接触，多组滚轮组件100可确保位于下方的吸盘102和地面牢牢吸紧，这样可以确保蛇形机器人在给水管道内检测时需要进行克服重力上爬以及翻越障碍时足够稳定，当轮胎101随着电机2驱动旋转时，即将与地面接触的后一个吸盘102开始与地面接触，当完全接触后吸盘102受到挤压开始将挤压产生气压力使第一伸缩杆103收缩，第一伸缩杆103向上收缩完成时，此时与之活动连接的磁环107的四块磁块失去限制力开始向内磁吸闭合，确保第一伸缩杆103不会再次伸展，第一伸缩杆103收缩也会产生一定的气压，该气压会随着第一伸缩杆103顶部开设的气孔进入到输气管104随后进入到气囊105中，为了保证气压平衡，气囊105中的气压会进入到之前与地面接触的吸盘102中的第一伸缩杆103中，受到气压力使该第一伸缩杆103开始伸展，由于磁环107的内壁为上窄下宽的陂壁，当气压力足够时使之前与地面接触的吸盘102中的第一伸缩杆103再次完整伸展开，这样循环往复循环确保蛇形机器人在给水管道内能稳定，不会被管道内水流及竖形管的地形影响导致无法检测的问题，关节组件200中的万向头204也能确保蛇形机器人能够各角度弯折，使之能够如蛇一般蜿蜒前进翻越各种障碍，蛇头上固定安装的摄像头以及探照灯能够确保即使管道内无光源、昏暗也能及时获取管道内的影像信息，从而完成一系列任务，达到对给水管道检测的目的。

综上所述，当通过电信号启动每组驱动箱1中的电机2时，电机2正常运转从而使其输出轴连接的主动齿轮3带动从动齿轮4开始旋转，进而使得连接杆5连接的滚轮组件100开始旋转，当滚轮组件100开始旋转时，首先位于轮胎101最下方的吸盘102会先与地面接触，多组滚轮组件100可确保位于下方的吸盘102和地面牢牢吸紧，这样可以确保蛇形机器人在给水管道内检测时需要进行克服重力上爬以及翻越障碍时足够稳定，当轮胎101随着电机2驱动旋转时，即将与地面接触的后一个吸盘102开始与地面接触，当完全接触后吸盘102受到挤压开始将挤压产生气压力使第一伸缩杆103收缩，第一伸缩杆103向上收缩完成时，此时与之活动连接的磁环107的四块磁块失去限制力开始向内磁吸闭合，确保第一伸缩杆103不会再次伸展，第一伸缩杆103收缩也会产生一定的气压，该气压会随着第一伸缩杆103顶部开设的气孔进入到输气管104随后进入到气囊105中，为了保证气压平衡，气囊105中的气压会进入到之前与地面接触的吸盘102中的第一伸缩杆103中，受到气压力使该第一伸缩杆103开始伸展，由于磁环107的内壁为上窄下宽的陂壁，当气压力足够时使之前与地面接触的吸盘102中的第一伸缩杆103再次完整伸展开，这样循环往复循环确保蛇形机器人在给水管道内能稳定，不会被管道内水流及竖形管的地形影响导致无法检测的问题，关节组件200中的万向头204也能确保蛇形机器人能够各角度弯折，使之能够如蛇一般蜿蜒前进翻越各种障碍，蛇头上固定安装的摄像头以及探照灯能够确保即使管道内无光源、昏暗也能及时获取管道内的影像信息，从而完成一系列任务，达到对给水管道检测的目的。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。