管道机器人爬坡能力检校测试仪的制作方法

专利2025-04-12  10


本发明涉及机器人检测,具体为一种管道机器人爬坡能力检校测试仪。


背景技术:

1、管道机器人是一种专为管道检测和维护设计的自动化设备,其能够在管道内部自主移动,通过轮式、履带式或爬行等方式前进。管道机器人通常配备摄像头、传感器等设备,可以进行管道检测、维修和清洁等多种任务,为此,管道机器人可以通过无线或有线方式远程控制,方便操作员在安全的环境中进行管道检查和维护。

2、管道机器人的应用范围广泛,包括城市排水系统、石油管道、化工管道等,均有运用,通过管道机器人的应用,可以有效降低管道维护成本,提高工作效率,减少安全事故的发生。管道机器人种类繁多,针对不同的使用场合,当然地具有不同的性能要求,而爬坡能力,是管道机器人的一个基本运动性能,因此在出厂或者研发时,都需要进行爬坡能力的测试。目前对于管道机器人的爬坡能力测试,一般是直接模拟工作环境,将机器人直接放在一个管道中进行测试,记录其爬坡时间和爬坡速度或者爬坡高度等等,以判断其性能是否符合要求。

3、现有的管道机器人的上述检测方式,很难确保管道机器人是基于设定的坡度下的路径进行移动的,因为管道不比平路,管道机器人在爬坡时,难免会左摇右摆,从而导致每次测试或者每台机器人的测试路径最终其实不一样,导致最终误判。

4、另外,对于管道机器人的检测,不同机器人对于不同坡度的爬升能力不同,有的适合缓坡,有的适合陡坡,因此,很多时候对于爬坡坡度的测试要求,并非只有一个,而是多个,甚至是直接模拟试剂工作管路中,依次需要经过的几个坡度的综合实况测试,现有的检测设备直接采用一根倾斜的管道,就必然不能很好地适应这种连续坡度变化的检测,需要每调整依次管道,就将机器人移动到初始为止,以初速度为零朝上爬坡,继而进行测试,非常麻烦。


技术实现思路

1、针对以上技术现状的介绍,本发明的目的就在于提供一种管道机器人爬坡能力检校测试仪,本管道机器人爬坡能力检校测试仪可以直观地观察到管道机器人的爬坡全程实况,而且可以稳定地按照设定的路径进行爬坡测试,并具有连续实现多坡度测试的能力。

2、为实现上述目的,本发明采用的管道机器人爬坡能力检校测试仪,包括供机器人爬行的管道架,所述管道架上的管道能改变倾斜坡度,管道为半圆形的半管片,所述半管片供机器人在其内部轴向移动。半管片内固定有一根导向杆,所述导向杆的横截面为矩形,导向杆平行于所述半管片的轴向设置;所述导向杆轴向滑动配合地安装在一个滑套内,所述滑套能固定在机器人上,以引导机器人沿着半管片的轴向移动。在所述导向杆的表面沿长度方向设有一道导向槽,导向槽内的底部设有彼此共线的若干段能与滑套电连接的导电条,且滑套与导电条电连接而通电时,机器人启动;每一段导电条都分别接入一个单独的供电电路,且相邻两导电条之间通过绝缘隔层彼此隔离开来,且沿着半管片的上坡方向上,各对应导电条的供电电路依次通电,且同一时刻只有一个供电电路通电。

3、具体地,本发明中还包括一个控制系统和一个分析处理系统,控制系统用于控制所述供电电路的通断;所述滑套的内顶壁具有一个导电材料制成的滚柱,当所述控制系统控制对应供电电路通电时,所述滑套通过所述滚柱与对应的导电条连接通电;所述分析处理系统用于检测机器人在单次爬坡运动中抵达最高点的位置以及时间。

4、进一步地,在所述半管片的坡顶一端设有一个距离传感器,所述距离传感器固定安装在所述管道架上,距离传感器用于检测其在半管片的长度方向上,与所述滑套的距离值,并将其传输给所述分析处理系统。

5、进一步地,距离传感器与一个计时器配合,能在进行距离检测时,所述计时器还能记录下当前距离值下的时间。

6、进一步地,每根导电条较低的一端紧靠绝缘隔层处具有一个嵌槽,嵌槽内安装有一个电磁铁,在单次爬坡中,所述滚柱第二次经过对应的那个电磁铁时,电磁铁在控制系统的控制下立马通电而将滚柱吸住、固定,然后控制系统调整好述半管片的下一个倾斜角度,再令电磁铁断电,滚柱与对应的导电条随即恢复通电,继续以初速度为零的状态开始朝上移动;具体地,其嵌槽的四周均不贯穿导电条的侧面。

7、进一步地,管道架包括一个矩形的前框架和一个矩形的后框架,前框架的上方沿其长度方向设有所述半管片,半管片的仰起端通过一个升降装置铰接在前框架的端部上方,半管片的俯下端滑动安装在所述后框架的上方。

8、进一步地,升降装置包括前后相对的两个四边形铰接架,所述四边形铰接架的四根连接板首尾顺次铰接在一起,其中,位于底部的一端安装在前框架上,其顶部的一端与所述仰起端的底部侧壁铰接。

9、进一步地,前后两个四边形铰接架的左右两铰接端各自通过一根铰接杆铰接,左右两所述铰接杆被一根丝杆螺纹配合地贯穿,转动所述丝杆时,两铰接杆彼此靠拢,以实现所述半管片的仰起端的抬升。

10、进一步地,为了便于手动操作,可以在丝杆的一端设有手动操纵轮,其另一端与步进电机的主轴传动连接。

11、本发明的一种管道机器人爬坡能力检校测试仪,采用半管片作为供爬行的管道进行管道机器人的爬坡测试,可以直观看到爬坡实况,同时设有导向杆,引导管道机器人安装设定的管道轴向爬坡,避免每次测试路径不一致的问题出现。此外,多段导电条配合滚柱的通电方式,可以在前一个坡度测试完毕后,通过改变导电条通电状态,实现管道机器人不必回到初始原位就继续以另一个坡度进行继续爬升,实现连续变坡度测试,进行诸如特定管道系统下,顺次经过若干坡度的管道时,管道机器人的爬坡能力展示,不但可以更好地实现管道机器人爬坡能力测试,而且测试效率也更高。



技术特征:

1.管道机器人爬坡能力检校测试仪,包括供机器人(7)爬行的管道架,所述管道架上的管道能改变倾斜坡度,其特征在于,所述管道为半圆形的半管片(3),所述半管片(3)供机器人(7)在其内部轴向移动;

2.根据权利要求1所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,还包括一个控制系统和一个分析处理系统,其中,所述控制系统用于控制所述供电电路的通断;所述滑套(6)的内顶壁具有一个导电材料制成的滚柱(11),当所述控制系统控制对应供电电路通电时,所述滑套(6)通过所述滚柱(11)与对应的导电条(8)连接通电;所述分析处理系统用于检测机器人(7)在单次爬坡运动中抵达最高点的位置以及时间。

3.根据权利要求2所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,在所述半管片(3)的坡顶一端设有一个距离传感器,所述距离传感器固定安装在所述管道架上,距离传感器用于检测其在半管片(3)的长度方向上,与所述滑套(6)的距离值,并将其传输给所述分析处理系统。

4.根据权利要求2所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,所述距离传感器与一个计时器配合,能在进行距离检测时,所述计时器还能记录下当前距离值下的时间。

5.根据权利要求2所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,每根导电条(8)较低的一端紧靠绝缘隔层(10)处具有一个嵌槽,嵌槽内安装有一个电磁铁(9),在单次爬坡中,所述滚柱(11)第二次经过对应的那个电磁铁(9)时,电磁铁(9)在控制系统的控制下立马通电而将滚柱(11)吸住、固定,然后控制系统调整好述半管片(3)的下一个倾斜角度,再令电磁铁(9)断电,滚柱(11)与对应的导电条(8)随即恢复通电,继续以初速度为零的状态开始朝上移动。

6.根据权利要求5所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,所述嵌槽的四周均不贯穿导电条(8)的侧面。

7.根据权利要求1所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,所述管道架包括一个矩形的前框架(1)和一个矩形的后框架(2),前框架(1)的上方沿其长度方向设有所述半管片(3),半管片(3)的仰起端通过一个升降装置(5)铰接在前框架(1)的端部上方,半管片(3)的俯下端滑动安装在所述后框架(2)的上方。

8.根据权利要求7所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,所述升降装置(5)包括前后相对的两个四边形铰接架(501),所述四边形铰接架(501)的四根连接板首尾顺次铰接在一起,其中,位于底部的一端安装在前框架(1)上,其顶部的一端与所述仰起端的底部侧壁铰接。

9.根据权利要求8所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,前后两个四边形铰接架(501)的左右两铰接端各自通过一根铰接杆(502)铰接,左右两所述铰接杆(502)被一根丝杆(504)螺纹配合地贯穿,转动所述丝杆(504)时,两铰接杆(502)彼此靠拢,以实现所述半管片(3)的仰起端的抬升。

10.根据权利要求9所述的管道机器人爬坡能力检校测试仪,其特征在于,所述丝杆(504)的一端设有手动操纵轮(503),其另一端与步进电机的主轴传动连接。


技术总结
本发明公开的一种管道机器人爬坡能力检校测试仪,属于机器人检测技术领域,包括供机器人爬行的管道架,管道架上的管道能改变倾斜坡度,管道为半圆形的半管片,半管片供机器人在其内部轴向移动。半管片内固定有一根导向杆,导向杆的横截面为矩形,导向杆平行于半管片的轴向设置;导向杆轴向滑动配合地安装在一个滑套内,在导向杆的表面沿长度方向设有一道导向槽,导向槽内的底部设有彼此共线的若干段能与滑套电连接的导电条,滑套与导电条电连接而通电时,机器人启动;每一段导电条都分别接入供电电路,相邻两导电条之间通过绝缘隔层彼此隔离。本发明可以直观、快速可靠地进行管道机器人爬坡能力测试,且可以灵活调整坡度。

技术研发人员:周维彬,孙建禹,李建兵,税宁,黄开秀,胡强,王政锋
受保护的技术使用者:重庆交院和瑞工程检测技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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