一种化工工业管道的检测机器人

本发明涉及检测机器人，具体为一种化工工业管道的检测机器人。

背景技术：

1、在化工行业中，管道作为一种高效的物料输送手段而得到广泛的应用。为提高管道的使用寿命、防止泄漏等事故的发生，就必须对管道进行定期的检测维护，由于人工检测成本高，周期长，甚至检测人员风险高，因此经常使用检测机器人来实现管道的自动检测，降低人工检测的作业成本，提高检测的效率。

2、现有的检测机器人主要通过在行走机构上搭载温度传感器、摄像头、红外相机等传感器对管道进行检测，例如，在公开号为cn117601144a，公开日期2024年2月27日的专利中公开了一种在管道上行走，通过红外相机检测管道缺陷的检测机器人。

3、但是现有的检测机器人不具有对管道内液体采样的能力，对管道内液体采样是检测维护的重要环节，通过对样品的分析能够实现对产品质量和安全的控制。

4、现有的管道内液体采样工作主要是通过采样阀和采样瓶配合实现，采样阀的进口连接到管道，采样阀的出口上固定有采样针，采样瓶上安装有胶塞，采样时推动采样瓶挤压采样针，使采样针刺破采样瓶胶塞，再远程控制采样阀打开，收集样品，由于工人需要到多个位置采样，存在工人徒步距离长，携带和保存采样瓶不方便等缺点。

5、因此需要设计一种具有自动采样和保存功能的检测机器人。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种化工工业管道的检测机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种化工工业管道的检测机器人，行走机构上设置有采样组件，采样组件包括所述底座和转盘，底座上固定有通信模块和控制模块，通信模块与采样阀通信连接，通信模块与控制模块电性连接，通信模块与行走机构通信连接；

3、底座上转动的设置有所述转盘，转盘上开设有多个凹槽，凹槽内设置有采样瓶，底座上固定有龙门架，龙门架上升降的设置有采样臂，采样臂前端设置有夹爪组件，夹爪组件能够夹紧采样瓶，采样臂上设置有支撑组件；

4、龙门架上固定有摄像头，摄像头电性连接到控制模块；

5、支撑组件包括支撑板和铰链座，所述铰链座固定在采样臂前端，铰链座上的a点铰接有a支撑连杆的一端，a支撑连杆的另一端铰接在所述支撑板上的b点，支撑板上的c点铰接有b支撑连杆的一端，b支撑连杆的另一端铰接在采样臂上的d点，abcd四点围成一个平行四边形，支撑板能够由采样瓶侧面运动到采样瓶下方。

6、优选的，夹爪组件包括平台、弹性夹和内锥套，所述平台升降的设置在采样臂上，平台前端固定有弹性夹，弹性夹自由状态时张开，平台前端固定有c形架，c形架内滑动的设置有内锥套，内锥套内设置有内锥面，内锥面向底座的方向收窄，内锥套向上滑动能够带动弹性夹合拢，采样臂前端固定有台阶，台阶下表面能够接触转盘上表面，台阶上表面能够接触内锥套下表面。

7、优选的，采样臂上固定有支架，平台滑动的设置在支架上，采样臂上转动的设置有丝杠，平台螺纹连接到丝杠，丝杠由a传动机构驱动，a传动机构设置在采样臂上，a传动机构由a从动轮驱动，a从动轮转动的设置在采样臂上，a从动轮由主动轮组驱动，主动轮组设置的设置在采样臂上；

8、a从动轮是齿轮和内凹圆弧块的双层结构，主动轮组包括a不完全齿轮、主轴和a外凸圆弧块，所述主轴转动的设置在采样臂上，主轴上固定有所述a不完全齿轮和所述a外凸圆弧块，a不完全齿轮能够和a从动轮的齿轮啮合，a不完全齿轮和a从动轮的齿轮脱离啮合时，a外凸圆弧块与a从动轮的内凹圆弧块接触，阻止a从动轮转动。

9、优选的，a传动机构包括输出锥齿轮411、同步带和a输出齿轮，丝杠上同轴固定有所述输出锥齿轮411，输出锥齿轮411啮合有输入锥齿轮，输入锥齿轮转动的设置在支架上，输入锥齿轮同轴固定有输出同步带轮，输出同步带轮通过所述同步带连接到输入同步带轮，输入同步带轮转动的设置在采样臂上，输入同步带轮同轴固定有所述a输出齿轮，a输出齿轮啮合有a中间齿轮，a中间齿轮啮合到a从动轮。

10、优选的，主轴由驱动电机驱动，驱动电机电性连接到控制模块，驱动电机固定在采样臂上。

11、优选的，龙门架下固定有升降齿条，采样臂滑动的设置在立柱上，立柱固定在底座上，升降齿条上啮合有升降齿轮，升降齿轮转动的设置在采样臂上，升降齿轮由b传动机构驱动，b传动机构设置在采样臂上，b传动机构由b从动轮驱动，b从动轮转动的设置在采样臂上，b从动轮由主动轮组驱动；

12、b从动轮是齿轮和内凹圆弧块的双层结构，主动轮组还包括b不完全齿轮和b外凸圆弧块，主轴上固定有所述b不完全齿轮和所述b外凸圆弧块，b不完全齿轮能够和b从动轮的齿轮啮合，b不完全齿轮和b从动轮的齿轮脱离啮合时，b外凸圆弧块与b从动轮的内凹圆弧块接触，阻止b从动轮转动。

13、优选的，b传动机构包括b输出齿轮和b中间齿轮，升降齿轮同轴固定有所述b输出齿轮，b输出齿轮啮合有所述b中间齿轮，b中间齿轮同轴固定有b从动轮。

14、优选的，采样臂上滑动的设置有支撑齿条，支撑齿条上端能够和龙门架接触，支撑齿条通过传动齿轮组连接到b支撑连杆，传动齿轮组设置在采样臂上，传动齿轮组的首轮啮合到支撑齿条，传动齿轮组的末轮同轴固定在b支撑连杆上，b支撑连杆上固定有扭簧的一端，扭簧的另一端固定在采样臂上，扭簧能够保持支撑板处在采样臂下方。

15、优选的，转盘内固定有内齿圈，内齿圈啮合有回转齿轮，回转齿轮固定在回转电机上，回转电机固定在底座上，回转电机电性连接到控制模块。

16、优选的，支架上固定有深度相机，深度相机电性连接到控制模块，底座下固定有二维工作滑台，二维工作滑台电性连接到控制模块。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：行走机构上设置有采样组件，采样组件包括底座、转盘、夹爪组件和支撑组件，转盘能够存放多个采样瓶，通过夹爪组件先下降夹取采样瓶随后支撑组件支撑采样瓶底部，采样臂上升带动夹爪组件上升进而带动采样瓶上升，进而使采样针刺破采样瓶，控制模块通过通信模块远程控制采样阀开关，进行采样，采样完成后采样臂下降，支撑组件先返回，随后夹爪组件松开采样瓶并上升，夹爪组件上升后，转盘转过一个采样瓶，为下一次采样做准备，采样组件各部分相互配合实现管道内液体采样工作，解决了现有检测机器人不能进行管道内采样，仍需工人到多个位置采样，工人徒步距离长，携带和保存采样瓶不方便等问题。

18、由于采样瓶设置在凹槽内，采样瓶在行走机构的移动中更加稳定，不容易磕碰，支撑板能够由采样瓶侧面运动到采样瓶下方，使支撑组件结构更加紧凑，在刺破采样瓶的胶塞时，支撑板能够防止采样瓶脱落，龙门架上固定有摄像头，能够对管道进行检测。

技术特征：

1.一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：行走机构（101）上设置有采样组件，采样组件包括底座（201）和转盘（301），所述底座（201）上固定有通信模块和控制模块，通信模块与采样阀（102）通信连接，通信模块与控制模块电性连接，通信模块与行走机构（101）通信连接；

2.根据权利要求1所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：夹爪组件（400）包括平台（401）、弹性夹（402）和内锥套（403），所述平台（401）升降的设置在采样臂（203）上，平台（401）前端固定有弹性夹（402），弹性夹（402）自由状态时张开，平台（401）前端固定有c形架（404），c形架（404）内滑动的设置有内锥套（403），内锥套（403）内设置有内锥面，内锥面向底座（201）的方向收窄，内锥套（403）向上滑动能够带动弹性夹（402）合拢，采样臂（203）前端固定有台阶（205），台阶（205）下表面能够接触转盘（301）上表面，台阶（205）上表面能够接触内锥套（403）下表面。

3.根据权利要求2所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：采样臂（203）上固定有支架（206），平台（401）滑动的设置在支架（206）上，采样臂（203）上转动的设置有丝杠（207），平台（401）螺纹连接到丝杠（207），丝杠（207）由a传动机构（410）驱动，a传动机构（410）设置在采样臂（203）上，a传动机构（410）由a从动轮（208）驱动，a从动轮（208）转动的设置在采样臂（203）上，a从动轮（208）由主动轮组（220）驱动，主动轮组（220）设置设置在采样臂（203）上；

4.根据权利要求3所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：a传动机构（410）包括输出锥齿轮（411）、同步带（413）和a输出齿轮（414），丝杠（207）上同轴固定有所述输出锥齿轮（411），输出锥齿轮（411）啮合有输入锥齿轮（412），输入锥齿轮（412）转动的设置在支架（206）上，输入锥齿轮（412）同轴固定有输出同步带轮，输出同步带轮通过所述同步带（413）连接到输入同步带轮，输入同步带轮转动的设置在采样臂（203）上，输入同步带轮同轴固定有所述a输出齿轮（414），a输出齿轮（414）啮合有a中间齿轮（415），a中间齿轮（415）啮合到a从动轮（208）。

5.根据权利要求4所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：主轴（221）由驱动电机（224）驱动，驱动电机（224）电性连接到控制模块，驱动电机（224）固定在采样臂（203）上。

6.根据权利要求3所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：龙门架（202）下固定有升降齿条（209），采样臂（203）滑动的设置在立柱（211）上，立柱（211）固定在底座（201）上，升降齿条（209）上啮合有升降齿轮（210），升降齿轮（210）转动的设置在采样臂（203）上，升降齿轮（210）由b传动机构（230）驱动，b传动机构（230）设置在采样臂（203）上，b传动机构（230）由b从动轮（212）驱动，b从动轮（212）转动的设置在采样臂（203）上，b从动轮（212）由主动轮组（220）驱动；

7.根据权利要求6所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：b传动机构（230）包括b输出齿轮（231）和b中间齿轮（232），升降齿轮（210）同轴固定有所述b输出齿轮（231），b输出齿轮（231）啮合有所述b中间齿轮（232），b中间齿轮（232）同轴固定有b从动轮（212）。

8.根据权利要求1所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：采样臂（203）上滑动的设置有支撑齿条（505），支撑齿条（505）上端能够和龙门架（202）接触，支撑齿条（505）通过传动齿轮组（510）连接到b支撑连杆（504），传动齿轮组（510）设置在采样臂（203）上，传动齿轮组（510）的首轮啮合到支撑齿条（505），传动齿轮组（510）的末轮同轴固定在b支撑连杆（504）上，b支撑连杆（504）上固定有扭簧的一端，扭簧的另一端固定在采样臂（203）上，扭簧能够保持支撑板（501）处在采样臂（203）下方。

9.根据权利要求1所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：转盘（301）内固定有内齿圈（304），内齿圈（304）啮合有回转齿轮（305），回转齿轮（305）固定在回转电机上，回转电机固定在底座（201）上，回转电机电性连接到控制模块。

10.根据权利要求3所述的一种化工工业管道的检测机器人，其特征在于：支架（206）上固定有深度相机（213），深度相机（213）电性连接到控制模块，底座（201）下固定有二维工作滑台（214），二维工作滑台（214）电性连接到控制模块。

技术总结
本发明公开了一种化工工业管道的检测机器人，行走机构上设置有采样组件，采样组件包括底座、转盘、夹爪组件和支撑组件，转盘能够存放多个采样瓶，通过夹爪组件先下降夹取采样瓶随后支撑组件支撑采样瓶底部，采样臂上升带动夹爪组件上升进而带动采样瓶上升，进而使采样针刺破采样瓶，控制模块通过通信模块远程控制采样阀开关，进行采样，采样完成后采样臂下降，支撑组件先返回，随后夹爪组件松开采样瓶并上升，夹爪组件上升后，转盘转过一个采样瓶，为下一次采样做准备，采样组件各部分相互配合实现管道内液体采样工作，解决了现有检测机器人不能进行管道内采样，仍需工人到多个位置采样，工人徒步距离长，携带和保存采样瓶不方便等问题。

技术研发人员：王利利,马洪武,魏士博,张志伟
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12