一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與近代電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種模仿人操作、高速運(yùn)行、重復(fù)操作的自動(dòng)化設(shè)備。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不僅使傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研宄發(fā)生了革命性的變化，對(duì)人類的社會(huì)生產(chǎn)和生活也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
[0003]目前，世界各國(guó)都在積極研發(fā)各種形式的機(jī)器人，廣泛應(yīng)用于軍事、科研、工業(yè)、民用等領(lǐng)域，已經(jīng)研發(fā)出來(lái)并有應(yīng)用價(jià)值的機(jī)器人有數(shù)萬(wàn)種。21世紀(jì)是高水平、多功能、智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，機(jī)器人如何應(yīng)付復(fù)雜地形，特別是進(jìn)行爬墻、爬管道等高難度作業(yè)是當(dāng)今機(jī)器人發(fā)展的前沿課題之一。正如美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研宄計(jì)劃署(DARPA)所指出的那樣，具有爬墻能力的機(jī)器人，特別是可以讓機(jī)器人爬上垂直墻壁的好處眾多，其中最為突出的就是它具有更為廣闊的工作空間，相比傳統(tǒng)機(jī)器人，其不但可以適應(yīng)多種地形，還可以進(jìn)行高空極限作業(yè)。可以代替人工在高空、毒氣毒液、輻射、水下等高危環(huán)境下進(jìn)行特種作業(yè)，在航空、航天、國(guó)防、熱電廠、造船業(yè)、核工業(yè)、石化天然氣，水暖供應(yīng)業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
[0004]當(dāng)前世界上研制的可用于爬墻、爬管道的機(jī)器人主要有兩種:一種是美國(guó)軍方開發(fā)的電膠技術(shù)，它可用于大多數(shù)壁面，但缺點(diǎn)是不可沾水；另一種是壁虎式掛鉤，但其只可用于摩擦系數(shù)較大的壁面?，F(xiàn)在，世界各國(guó)、各組織都在積極研制可用于攀爬的機(jī)器人，但已有攀爬機(jī)器人在使用效果上仍不盡理想，需進(jìn)一步探索。
[0005]經(jīng)檢索，中國(guó)專利號(hào)ZL201210258867.8，授權(quán)公告日2014年7月30日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:仿生攀爬機(jī)器人；該申請(qǐng)案包括軀干、設(shè)置于軀干后端的尾部與覆蓋于軀干上的外殼。軀干上對(duì)稱設(shè)有若干腿部，每個(gè)腿部末端相應(yīng)設(shè)有腳部；腳部包括鉸關(guān)節(jié)、零位彈簧、電磁鐵、腳掌外殼、鉤爪、柔性片和倒刺形刀片；鉸關(guān)節(jié)一端與腿部連接，另一端與置于腳掌外殼內(nèi)的電磁鐵的一端連接；零位彈簧設(shè)于鉸關(guān)節(jié)與腳掌外殼之間，且零位彈簧與電磁鐵同軸心；另外，腳掌外殼底部的后端設(shè)有柔性片，柔性片上嵌有倒刺形鋼制刀片；鉤爪通過(guò)光軸安裝在腳掌外殼的前端。該申請(qǐng)案設(shè)計(jì)了一種復(fù)合兩種攀爬模式的模塊，可實(shí)現(xiàn)在光滑鋼鐵表面及粗糙墻面或樹干上攀爬，但該申請(qǐng)案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，在應(yīng)用上受到限制。
[0006]中國(guó)專利號(hào)ZL201420307888.9，授權(quán)公告日2014年12月3日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種氣動(dòng)六足壁面爬行機(jī)器人；該申請(qǐng)案包括控制器、氣缸、吸盤、真空閥、電磁閥，控制器控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路線，在控制器上設(shè)置有啟停開關(guān)，電磁閥設(shè)置在氣缸上控制氣缸運(yùn)動(dòng)，真空閥設(shè)置在吸盤上控制吸盤的真空度，氣缸與吸盤相互連接，控制氣缸的上升下降帶動(dòng)真空閥啟閉以控制吸盤的吸合。該申請(qǐng)案以吸盤組的形式進(jìn)行吸附使得爬行機(jī)器人受作業(yè)環(huán)境、受力狀態(tài)等條件的限制減小。但吸盤式機(jī)器人對(duì)壁面的凹凸適應(yīng)性及吸附能力仍有所欠缺，使用效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]本實(shí)用新型為解決諸如鋼制煤氣管道等危險(xiǎn)區(qū)域或者高空鋼制管道，人不宜到達(dá)且常規(guī)機(jī)器人也無(wú)法進(jìn)行巡檢探測(cè)的問(wèn)題，提供了一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人，本實(shí)用新型的智能巡檢機(jī)器人基于電磁鐵吸附技術(shù)，可以良好地吸附煤氣管道的鐵質(zhì)管壁，對(duì)壁面的凹凸適應(yīng)性好，吸附能力強(qiáng)，使用效果好。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0011]本實(shí)用新型的一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人，包括供電單元、控制電路單元、機(jī)械結(jié)構(gòu)單元、無(wú)線遙控單元、傳感器及視頻采集單元和無(wú)線通訊單元，其中:
[0012]所述的控制電路單元采用STC單片機(jī)，所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)單元包括機(jī)器人本體以及平均設(shè)置于機(jī)器人本體兩側(cè)的6只機(jī)械腳，所述機(jī)械腳的腳底部攜帶有電磁鐵，STC單片機(jī)控制6只機(jī)械腳的18個(gè)舵機(jī)的協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)和6個(gè)電磁鐵的信號(hào)通斷；
[0013]所述的無(wú)線遙控單元采用航模遙控器，該航模遙控器用于遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人動(dòng)作；所述的傳感器及視頻采集單元安裝于機(jī)器人本體上，該傳感器及視頻采集單元用于采集作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息；所述的無(wú)線通訊單元用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊；所述的供電單元為整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)供電。
[0014]更進(jìn)一步地，所述的機(jī)器人本體為立方體結(jié)構(gòu)，機(jī)械腳位于立方體兩側(cè)下端，所述的機(jī)械腳分為兩部分，上半部分有180度的自由度，下半部分往相反方向有90度的自由度。
[0015]更進(jìn)一步地，所述的6只機(jī)械腳分為兩組，以一邊的前足、后足與另一邊的中足為一組，形成三角架支撐機(jī)器人本體。
[0016]更進(jìn)一步地，所述機(jī)械腳底部的電磁鐵吸力為43kg。
[0017]更進(jìn)一步地，所述的供電單元包括2個(gè)獨(dú)立的供電模塊，控制電路單元采用容量為7.4V、1200mA的鋰電池供電，電磁鐵單獨(dú)采用容量為12V、4500mA的鋰電池供電。
[0018]更進(jìn)一步地，所述的機(jī)器人本體上設(shè)有有線供電接口。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0021](I)本實(shí)用新型的一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人，采用電磁盤六足式“蜘蛛”腳，電磁式吸附實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與管道之間的離、合，較永磁吸附容易的多，且移動(dòng)迅速；采用六足式可以大大提高機(jī)器人的平衡性，保證機(jī)器人在高空管道可靠吸附和自由行走，與現(xiàn)有機(jī)器人相比，本實(shí)用新型的智能巡檢機(jī)器人對(duì)壁面的凹凸適應(yīng)性強(qiáng)，吸附力遠(yuǎn)大于真空吸附方式，不存在真空漏氣，控制較方便；
[0022](2)本實(shí)用新型的一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人，搭載有攝像頭，可以對(duì)煤氣管道外部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，以檢查煤氣管道外部的腐蝕程度；同時(shí)，還搭載有煤氣傳感器，能夠?qū)γ簹夤艿朗欠裥孤┻M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以判斷煤氣管道當(dāng)前狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖2中的(a)?(f)為本實(shí)用新型中機(jī)器人六足行走的示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型中機(jī)器人六足行走的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例1
[0028]參看圖1，本實(shí)施例的一種煤氣管道智能巡檢機(jī)器人，包括供電單元、控制電路單元、機(jī)械結(jié)構(gòu)單元、無(wú)線遙控單元、傳感器及視頻采集單元和無(wú)線通訊單元，其中:
[0029]所述的控制電路單元采用STC單片機(jī)作為主控芯片的舵機(jī)專用控制器。所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)單元包括機(jī)器人本體以及6只機(jī)械腳，機(jī)器人本體和6只機(jī)械腳均采用鋁制材料制成，使得整個(gè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)輕便而堅(jiān)固。參看圖2，所述的機(jī)器人本體為立方體結(jié)構(gòu)，6只機(jī)械腳平均設(shè)置于機(jī)器人本體兩側(cè)且位于立方體兩側(cè)下端，每只機(jī)械腳的腳底部分各攜帶一個(gè)最大能夠提供43kg吸力的小型圓柱體電磁鐵吸盤，其表面積大概為9平方厘米。6只機(jī)械腳作為支撐和運(yùn)動(dòng)支架，分為兩部分:上半部分有180度的自由度，下半部分往相反的方向也有90度的自由度，可以實(shí)現(xiàn)折疊。機(jī)械腳和機(jī)器人本體構(gòu)成了機(jī)器人的基