本實(shí)用新型涉及機(jī)器人，尤其涉及一種管道視頻檢測機(jī)器人。

背景技術(shù)：

管道檢測機(jī)器人是一種可沿管道內(nèi)部自動行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機(jī)械，在操作人員的遙控操作或計(jì)算機(jī)的自動控制下進(jìn)行一系列管道作業(yè)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)。排水管道檢測機(jī)器人可用于管網(wǎng)的驗(yàn)收、缺陷檢測、疏通、修補(bǔ)等工作。

然而，現(xiàn)有的管道視頻檢測機(jī)器人機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，組裝和檢修較為困難，而且其攝像頭系統(tǒng)和照明系統(tǒng)分開布置，攝像頭的自由度比較少，容易產(chǎn)生檢測死角。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于目前管道檢測機(jī)器人領(lǐng)域存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種管道視頻檢測機(jī)器人，其攝像頭和照明燈整合為一體，具有三個(gè)自由度，能夠消除檢測死角；其結(jié)構(gòu)簡單，便于組裝和檢修。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種管道視頻檢測機(jī)器人，其包括底盤、連接臂和攝像頭系統(tǒng)，其中，

所述底盤包括車體，所述車體下方設(shè)有驅(qū)動輪，其內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電機(jī)和控制裝置，所述車體后方設(shè)有電纜接口，所述驅(qū)動電機(jī)與所述驅(qū)動輪相連；

所述底盤上方設(shè)置連接臂，所述連接臂前端連接攝像頭系統(tǒng)；

所述攝像頭系統(tǒng)包括攝像頭裝置、擺動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和攝像頭安裝平臺所述攝像頭裝置與擺動機(jī)構(gòu)連接，所述擺動機(jī)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述連接機(jī)構(gòu)與所述攝像頭安裝平臺連接，所述攝像頭安裝平臺與所述連接臂連接；

其中，所述攝像頭裝置包括攝像頭和環(huán)繞攝像頭的照明燈；

所述控制裝置與所述電纜接口、驅(qū)動電機(jī)、連接臂、擺動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和攝像頭裝置連接。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述底盤還包括拖鏈機(jī)構(gòu)，所述拖鏈機(jī)構(gòu)包括第一鉸接件和第二鉸接件；其中，所述第一鉸接件鉸接在車體上；第二鉸接件鉸接在第一鉸接件上；第一鉸接件與第二鉸接件的運(yùn)動平面垂直。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述電纜接口設(shè)置在第二鉸接件上。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、旋轉(zhuǎn)齒輪和旋轉(zhuǎn)臂，其中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼中，其與所述控制裝置連接，其輸出軸上具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪；所述旋轉(zhuǎn)齒輪軸設(shè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼中，且與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪嚙合；所述旋轉(zhuǎn)臂后端與所述旋轉(zhuǎn)齒輪連接，且所述旋轉(zhuǎn)齒輪與所述旋轉(zhuǎn)臂同軸。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼與攝像頭安裝平臺連接，所述攝像頭安裝平臺具有一連接板，所述連接板與所述連接臂連接。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼、擺動軸、擺動驅(qū)動電機(jī)和擺動齒輪，其中，所述擺動軸軸設(shè)在擺動機(jī)構(gòu)外殼上并與旋轉(zhuǎn)臂固定連接；所述擺動軸上固定有共軸心的擺動齒輪；所述擺動驅(qū)動電機(jī)固定在擺動機(jī)構(gòu)外殼上，其輸出軸上具有擺動驅(qū)動齒輪，所述擺動驅(qū)動齒輪與所述擺動齒輪嚙合；所述擺動驅(qū)動電機(jī)與所述控制裝置連接。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述旋轉(zhuǎn)臂前端具兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂；所述擺動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂之間且擺動軸的兩端分別固定在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂上。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述連接臂包括具有伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮桿和連接桿，所述伸縮桿與連接桿的兩端均鉸接在車體上和攝像頭平臺上。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述連接桿包括四根連桿，其分成兩組對稱的設(shè)置在伸縮桿的側(cè)下方；每組連桿與車體、攝像頭安裝平臺構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)。

依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述伸縮桿為氣缸，所述氣缸連接有空氣壓縮機(jī)。

本實(shí)用新型提供的管道視頻檢測機(jī)器人，其采用攝像頭與照明燈一體的攝像頭裝置，不僅減小了整體的體積，簡化了結(jié)構(gòu)，便于組裝和檢修，而且保證了攝像頭與照明燈工作方向的一致性和同步性；該管道視頻檢測機(jī)器人的攝像頭裝置具有三個(gè)自由度，可以消除視頻檢測的死角。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型所述的一種管道視頻檢測機(jī)器人立體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本文中，除非是特別說明，所述的前后指的是檢測機(jī)器人前進(jìn)與后退的方向。檢測機(jī)器人前進(jìn)方向?yàn)榍胺?，檢測機(jī)器人后退的方向?yàn)楹蠓健８鶕?jù)該定義并結(jié)合本文中的技術(shù)方案，可以確定的是，所述攝像頭裝置設(shè)置在擺動機(jī)構(gòu)的前端，所述擺動機(jī)構(gòu)在所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前方，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在所述連接臂前方，所述連接臂在所述車體的上方；所述拖鏈機(jī)構(gòu)在所述車體的后方。

實(shí)施例一、

一種管道視頻檢測機(jī)器人，其包括底盤、連接臂和攝像頭系統(tǒng)，所述攝像頭系統(tǒng)與底盤通過連接臂連接；其中，

所述底盤包括車體1、驅(qū)動輪、驅(qū)動電機(jī)、電纜接口和控制裝置，其中，所述驅(qū)動電機(jī)固定在車體上，所述驅(qū)動輪軸設(shè)在車體上；所述驅(qū)動電機(jī)與所述驅(qū)動輪連接；所述驅(qū)動輪外設(shè)置驅(qū)動輪擋板13，以實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動輪的保護(hù)。

所述攝像頭系統(tǒng)包括攝像頭裝置、擺動機(jī)構(gòu)、攝像頭安裝平臺和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述攝像頭裝置與擺動機(jī)構(gòu)連接，所述擺動機(jī)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述攝像頭安裝平臺連接，所述攝像頭安裝平臺與所述連接臂連接；

其中，所述攝像頭裝置包括攝像頭41和環(huán)繞攝像頭的照明燈42；

所述控制裝置與所述電纜接口、驅(qū)動電機(jī)、連接臂、擺動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和攝像頭裝置連接。

在具體的實(shí)施方式中，所述管道視頻檢測機(jī)器人的最終控制是由單獨(dú)設(shè)置的總控裝置實(shí)現(xiàn)的，總控裝置通過電纜、電纜接口與控制裝置連接，電纜中包括電力電纜、控制信號電纜和視訊電纜；其中，攝像頭系統(tǒng)將所檢測的視訊系統(tǒng)傳輸至控制裝置，控制裝置通過視訊電纜將視訊信號傳輸至總控裝置，以方便檢測人員觀看判斷；其中，總控裝置通過信號電纜將控制信號傳輸至控制裝置，并通過控制裝置達(dá)成對攝像頭系統(tǒng)、擺動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、連接臂、驅(qū)動電機(jī)的控制和調(diào)節(jié)；外部電力通過變壓器變壓后，通過電纜將電力輸送至控制裝置并通過控制裝置實(shí)現(xiàn)電力的分配。當(dāng)然，通過電纜所輸送來的電力，也可以不經(jīng)過控制裝置的分配，直接通過電線輸送到相應(yīng)的電力使用單元。其中，電纜末端具有電纜插頭，所述電纜插頭與所述電纜接口可以相互配合實(shí)現(xiàn)電纜的固定和電力、視訊信號及控制信號的傳輸，兩者之間可以采用插拔的形式實(shí)現(xiàn)組合與分離，方便使用。

如此，本實(shí)用新型提供的管道視頻檢測機(jī)器人，其采用攝像頭與照明燈一體的攝像頭裝置，不僅減小了整體的體積，簡化了結(jié)構(gòu)，便于組裝和檢修，而且保證了攝像頭與照明燈工作方向的一致性和同步性；該管道視頻檢測機(jī)器人的攝像頭裝置具有三個(gè)自由度，可以消除視頻檢測的死角。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述底盤還包括拖鏈機(jī)構(gòu)，所述拖鏈機(jī)構(gòu)包括第一鉸接件11和第二鉸接件12；其中，所述第一鉸接件11鉸接在車體上；第二鉸接件12鉸接在第一鉸接件11上；第一鉸接件與第二鉸接件的運(yùn)動平面垂直。在更為具體的應(yīng)用中，所述電纜接口設(shè)置在第二鉸接件12上。其中，在更為具體的應(yīng)用中，所述拖鏈機(jī)構(gòu)設(shè)置在車體1的后方。

如此，可以通過第一鉸接件和第二鉸接件構(gòu)成一個(gè)萬向連接單元，避免了電纜的張力對管道視頻檢測機(jī)器人的影響，提高了檢測機(jī)器人的工作靈活性。同時(shí)，可以在第二鉸接件上設(shè)置一緊固裝置，可以將電纜插頭緊固在電纜接口上，如此，該電纜可以起到故障機(jī)器人回收纜繩的作用，即當(dāng)檢測機(jī)器人出現(xiàn)驅(qū)動故障無法自主返航時(shí)，可以通過該電纜將檢測機(jī)器人從管道中拉出。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述車體內(nèi)設(shè)置有旋變編碼器，所述旋變編碼器檢測機(jī)器人驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動并將檢測結(jié)果傳輸?shù)綑C(jī)器人控制裝置。旋變編碼器可以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，其通過檢測機(jī)器人驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動進(jìn)而可以推算出機(jī)器人所前進(jìn)的位置。

實(shí)施例二、

一種基于實(shí)施例一的管道視頻檢測機(jī)器人，其中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼31、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、旋轉(zhuǎn)齒輪和旋轉(zhuǎn)臂33，其中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼中，其與所述控制裝置連接，其輸出軸上具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪；所述旋轉(zhuǎn)齒輪軸設(shè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼中，且與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪嚙合；所述旋轉(zhuǎn)臂33后端與所述旋轉(zhuǎn)齒輪連接，且所述旋轉(zhuǎn)齒輪與所述旋轉(zhuǎn)臂33同軸。如此，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪帶動旋轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)齒輪帶動旋轉(zhuǎn)臂33轉(zhuǎn)動，進(jìn)而旋轉(zhuǎn)臂相對于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼31的轉(zhuǎn)動。在更為實(shí)際的應(yīng)用中，所述旋轉(zhuǎn)臂軸與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼之間采用軸承連接，以減小旋轉(zhuǎn)齒輪所承受的力矩。在另一種具體的應(yīng)用中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括一光電編碼器，所述光電編碼器檢測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動并與控制裝置連接。如此，可以根據(jù)該光電編碼器的信號獲知旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度，便于對監(jiān)測到的異常點(diǎn)的定位。

所述擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼43、擺動軸、擺動驅(qū)動電機(jī)和擺動齒輪，其中，所述擺動軸軸設(shè)在擺動機(jī)構(gòu)外殼上并與旋轉(zhuǎn)臂33固定連接；所述擺動軸上固定有共軸心的擺動齒輪；所述擺動驅(qū)動電機(jī)固定在擺動機(jī)構(gòu)外殼上，其輸出軸上具有擺動驅(qū)動齒輪，所述擺動驅(qū)動齒輪與所述擺動齒輪嚙合；所述擺動驅(qū)動電機(jī)與所述控制裝置連接。如此，擺動驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動擺動驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)動，由于擺動齒輪通過擺動軸固定在旋轉(zhuǎn)臂上，則擺動驅(qū)動齒輪帶動整個(gè)擺動機(jī)構(gòu)外殼以擺動軸為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺動。在其中的一種具體應(yīng)用中，所述擺動機(jī)構(gòu)也包括一光電編碼器，該光電編碼器測量擺動驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動量并與控制裝置連接。該光電編碼器與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的光電編碼器相配合，其信號用于確定攝像頭裝置的具體姿態(tài)，并為進(jìn)一步的定位異常點(diǎn)位置提供基礎(chǔ)信息。

所述攝像頭裝置設(shè)置在所述擺動機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)。其中，所述擺動機(jī)構(gòu)外殼的前端具有光學(xué)鏡片，攝像頭安裝在該光學(xué)鏡片的后方并正對該擺動機(jī)構(gòu)外殼的前方。所述照明燈設(shè)置在擺動機(jī)構(gòu)外殼的前端，其圍繞光學(xué)鏡片設(shè)置并指向前方。在這里的描述中，所述的前方指的是攝像頭所指向的方向。該攝像頭設(shè)置在整個(gè)檢測機(jī)器人的最前方，其周圍是照明燈，由于照明燈的分散設(shè)置，其可以形成無影燈的效果，避免由于光線原因造成的觀測不清晰或誤判。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外殼設(shè)置在攝像頭安裝平臺31上，所述攝像頭安裝平臺31具有一連接板32，所述連接板32與所述連接臂連接。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)臂33前端具兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂331；所述擺動機(jī)構(gòu)設(shè)置所述的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂之間且擺動軸的兩端分別固定在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接臂上。如此，所述擺動機(jī)構(gòu)的受力更為合理，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。

實(shí)施例三、

一種基于實(shí)施例一或?qū)嵤├墓艿酪曨l檢測機(jī)器人，其中，所述連接臂包括具有伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮桿21和連接桿，所述伸縮桿與連接桿的兩端均鉸接在車體上和攝像頭平臺上。如此，可以通過伸縮桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)連接臂的舉起和下落，進(jìn)而調(diào)整整個(gè)攝像頭系統(tǒng)的高度，以便使得其適應(yīng)管道的高度。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在進(jìn)行檢測前，依據(jù)目標(biāo)工作環(huán)境預(yù)先調(diào)整連接臂，使得攝像頭系統(tǒng)處于適宜高度。當(dāng)然，即便在工作環(huán)境中，操作人員也可以通過總控裝置實(shí)現(xiàn)對連接臂的調(diào)整。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述連接桿包括四根連桿22,23，其分成兩組對稱的設(shè)置在伸縮桿的側(cè)下方；每組連桿與車體、攝像頭安裝平臺構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)。如此，不僅可以改善整個(gè)連接臂的穩(wěn)定性，而且可以保證攝像頭安裝平臺的角度的一致性。在具體實(shí)施時(shí)，攝像頭安裝平臺保持與底盤的平行方向。

其中，在一種具體實(shí)施方式中，所述伸縮桿為氣缸，所述氣缸連接有空氣壓縮機(jī)。如此，通過氣缸控制整個(gè)伸縮桿的長度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對攝像頭系統(tǒng)的高度的調(diào)節(jié)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。