一种管道损伤修补机器人
阅读说明：本技术 一种管道损伤修补机器人 (Pipeline damage repairing robot ) 是由 马西沛 范平清 何郑 郭辉 孙裴 胡星煜 马丽凤 于 2021-05-10 设计创作，主要内容包括：本发明属于智能机器人领域,公开了一种管道损伤修补机器人,使得与管道修补的相关工程量大大降低,因而使得资金投入极大减少、工程周期极大缩短包括车体、驱动单元、修补单元以及控制单元,车体用于在管道内行进,车体具有车前部,驱动单元设置在车前部,具有转矩输出轴,修补单元设置在转矩输出轴上,修补单元包括第一驱动齿轮和修补直齿杆；控制单元包括第一驱动开关、补胶开关和紫外固化开关,第一驱动齿轮用于驱动修补直齿杆移动,修补直齿杆的一端具有补胶枪,另一端具有紫外固化灯,第一驱动开关用于控制第一驱动电机,补胶开关用于控制补胶枪,紫外固化开关用于控制紫外固化灯。(The invention belongs to the field of intelligent robots, and discloses a pipeline damage repairing robot, which greatly reduces the related engineering quantity of pipeline repairing, so that the capital investment is greatly reduced, and the engineering period is greatly shortened; the control unit comprises a first driving switch, a glue supplementing switch and an ultraviolet curing switch, the first driving gear is used for driving the straight toothed bar to move, a glue supplementing gun is arranged at one end of the straight toothed bar, an ultraviolet curing lamp is arranged at the other end of the straight toothed bar, the first driving switch is used for controlling a first driving motor, the glue supplementing switch is used for controlling the glue supplementing gun, and the ultraviolet curing switch is used for controlling the ultraviolet curing lamp.)
技术领域
本发明属于智能机器人领域，具体涉及一种管道损伤修补机器人。
背景技术
各种管道经过多年运行后，由于腐蚀、运行管理不善等原因，管道的内壁上将不可避免地产生穿孔、裂缝等损伤现象，这是为了就需要找出这些损伤点并进行修补。
通常在管道较细，且填埋于土地较深处的情况下，无法提供人员进入管道进行修补的方法，因此，传统的修补方法是首先需要先通过相关方法确定损伤点的出现区域，再在该区域开挖地面并进入修补或者将相关出现损伤点的管道直接截除并进行替换。
可见，在上述的管道修补方法不仅工程量庞大，而且耗资大、工程周期长。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种管道损伤修补机器人，该管道损伤修补机器人能够使得与管道修补的相关工程量大大降低，因而使得资金投入极大减少、工程周期极大缩短。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
一种管道损伤修补机器人，用于对管道内壁的损伤点进行修补，其特征在于，包括：车体，用于在管道内沿管道的轴线行进，车体具有车前部；驱动单元，设置在车前部，具有转矩输出轴，转矩输出轴沿车体的行进方向设置，转矩输出轴用于输出第二驱动转矩；修补单元，设置在转矩输出轴上，修补单元包括基座、安装在基座上的第一驱动电机，套设在第一驱动电机的输出轴上的第一驱动齿轮以及与第一驱动齿轮耦合的修补直齿杆；以及控制单元，包括第一驱动开关、补胶开关和紫外固化开关，第一驱动齿轮用于驱动修补直齿杆沿与转矩输出轴垂直的方向移动，修补直齿杆的一端具有补胶枪，另一端具有紫外固化灯，第一驱动开关用于控制第一驱动电机，补胶开关用于控制补胶枪，紫外固化开关用于控制紫外固化灯。
优选地，修补单元还具有摄像头，摄像头安装在基座上，摄像头用于对管道内壁进行实时摄像。
进一步地，控制单元还包括控制柜、通信模块、行进开关、第二驱动开关以及显示屏，控制柜位于管道的外部，通信模块于控制柜内，行进开关、第一驱动开关、第二驱动开关、补胶开关、紫外固化开关以及显示屏均位于控制柜的表面，摄像头通过通信模块将管道的内壁的实时情况传送至显示屏进行显示，行进开关用于控制车体的行进，第二驱动用于控制转矩输出轴的旋转。
优选地，车体具有车轮，车轮的轮面具有与管道的内壁相对应的弧形轮廓。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.因为本发明的车体用于在管道内行进，驱动单元设置在车前部，具有转矩输出轴，修补单元设置在转矩输出轴上，修补单元包括基座、第一驱动电机，第一驱动齿轮以及修补直齿杆；以及控制单元，包括第一驱动开关、补胶开关和紫外固化开关，第一驱动齿轮用于驱动修补直齿杆移动，修补直齿杆的一端具有补胶枪，另一端具有紫外固化灯，第一驱动开关用于控制第一驱动电机，补胶开关用于控制补胶枪，紫外固化开关用于控制紫外固化灯，因此，本发明通过较小的车体进行较细的管道中，并通过转矩输出轴旋转修补直齿杆分别使得补胶枪和紫外固化灯位于管道内壁上的损伤点的近旁，并依次完成对损伤点的补胶及紫外线固化动作，从而完成对管道内壁上的损伤点的修补，进而能够使得与管道修补的相关工程量大大降低，因而使得资金投入极大减少、工程周期极大缩短。
2.因为本发明的修补单元还具有摄像头，摄像头安装在基座上，摄像头用于对管道内壁进行实时摄像，因此，通过摄像头能够实时寻找管道的内壁上的损伤点的位置。
3.因为本发明的控制柜位于管道的外部，摄像头通过通信模块将管道的内壁的实时情况传送至显示屏进行显示，行进开关用于控制车体的行进，第二驱动开关用于控制转矩输出轴的旋转，因此，相关操作人员能够从管道外部通过本发明对管道内壁的损伤点进行修补。
附图说明
图1为本发明的实施例的管道损伤修补机器人的示意图；
图2为本发明的实施例的管道损伤修补机器人在管道中行进时的示意图；
图3为本发明的实施例的管道损伤修补机器人的局部剖视示意图；
图4为本发明的实施例的驱动单元和修补单元的俯视示意图；
图5为本发明的实施例的修补单元的半剖示意图；以及
图6为本发明的实施例的第一驱动齿轮和修补直齿杆的配合示意图。
图中：100、管道损伤修补机器人，A、管道，10、车体，B、车体行进方向，10A、车前部，11、车轮，20、驱动单元，21、第二驱动电机，22、第二驱动齿轮，23、第二减速齿轮，24、转矩输出轴，30、修补单元，31、基座，32、第一驱动电机，33、第一驱动齿轮，34、第一减速双联齿轮，35、修补直齿杆，351、补胶枪，352、紫外固化灯，36、摄像头。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种管道损伤修补机器人作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
如图1-3所示，本实施例中的一种管道损伤修补机器人100，用于对管道A内壁的损伤点进行修补，包括车体10、驱动单元20、修补单元30以及控制单元(附图中未示出)。
车体10用于在管道A内沿管道A的轴线行进，车体10具有车前部10A和车轮11，车轮11的轮面具有与管道A的内壁相对应的弧形轮廓，从而使得在车体10在管道A中行进时，车轮11与管道A的内壁之间的接触面更大，以使得车体11在管道A内行进时不会打滑，具体的，弧形轮廓的弧度曲率与管道A的相应接触面的弧度一致，在本实施例中，车体10为空心车体。
如图3-5所示，驱动单元20设置在车前部10A，驱动单元20包括第二驱动电机21、第二驱动齿轮22、第二减速齿轮23以及转矩输出轴24。
在本实施例中，第二驱动电机21安装在车前部10A的内部，第二驱动齿轮22套设安装在第二驱动电机21的输出端上，第二减速齿轮23与第二驱动齿轮22相啮合，用于对第二驱动齿轮22的转速进行减速。
转矩输出轴24沿车体10的行进方向B设置，转矩输出轴24用于输出第二驱动转矩,在本实施例中，转矩输出轴24同轴套设在第二减速齿轮23内，并且转矩输出轴24穿设并延伸至车体10的外部。
修补单元30设置在转矩输出轴24上，修补单元包括基座31、第一驱动电机32、第一驱动齿轮33、第一减速双联齿轮34、修补直齿杆35以及摄像头36。
基座31安装在转矩输出轴24上，在本实施例中，基座31为壳体结构，基座31的内部底部具有沿与车体10的行进方向B垂直的方向设置的移动槽(附图中未示出)。
第一驱动电机32安装在基座上，在本实施例中，第一驱动电机32的输出轴穿设并延伸至基座31的内部。
第一驱动齿轮33套设在第一驱动电机32的输出端上，在本实施例中，第一驱动齿轮33位于基座31的内部。
在本实施例中，第一减速双联齿轮34设置在基座31内，第一减速双联齿轮34中的一个齿轮与第一驱动齿轮33啮合，用于对第一驱动齿轮33进行减速。
修补直齿杆35通过第一减速双联齿轮34与第一驱动齿轮33耦合，并且第一驱动齿轮33用于驱动修补直齿杆35沿与转矩输出轴24垂直的方向移动，在本实施例中，修补直齿杆35与第一减速双联齿轮34中的另一个齿轮啮合，从而形成了齿轮齿杆传动机构，修补直齿杆35的底端面具有移动凸块(附图中未示出)，通过与移动槽配合，修补直齿杆35沿与转矩输出轴24垂直的方向可移动地安装在基座31的内部，即第一减速双联齿轮34通过转动带动修补直齿杆35沿与转矩输出轴24垂直的方向移动。
如图6所示，修补直齿杆35的一端具有补胶枪351，另一端具有紫外固化灯352，具体地，补胶枪351通过控制能够向外喷射用于修补管道A的内壁上的缺陷点(即穿孔或者裂缝)的预定胶液，紫外线固化灯352通过控制能够向外发射用于固化预定胶液的预定紫外线。
摄像头36安装在基座31的外表面上，摄像头36用于对管道A的内壁进行实时摄像。
控制单元包括控制柜、通信模块、行进开关、第一驱动开关、第二驱动开关、补胶开关、紫外固化开关以及显示屏，在本实施例中，控制单元还包括复位开关。
控制柜位于管道A的外部，通信模块于控制柜内，行进开关、第一驱动开关、第二驱动开关、补胶开关、紫外固化开关以及显示屏均位于控制柜的表面，
摄像头36通过通信模块将管道A的内壁的实时情况传送至显示屏进行显示，行进开关用于控制车体10的行进，第二驱动开关用于控制转矩输出轴24的旋转，具体地，第二驱动开关用于控制第二驱动电机21。
第一驱动开关用于控制第一驱动电机32，补胶开关用于控制补胶枪351进行喷胶动作，紫外固化开关用于控制紫外固化灯352进行紫外线发射动作。
在本实施例中，复位开关用于控制第一驱动电机32驱动修补直齿杆35回复至初始位置。
本实施例的管道损伤修补机器人100的工作过程为：
首先，操作人员通过控制柜的行进开关控制管道损伤修补机器人100行驶进入管道A内部，并通过第二驱动开关控制第二驱动电机21旋转，从而摄像头36在车体10的行进过程中，对经过的管道A的内壁进行实时摄像并实时通过显示屏呈现给相关操作人员；然后，当操作人员通过显示屏发现管道A的内壁的缺陷点后，操作人员通过行进开关停止车体10，通过第二驱动开关控制第二驱动电机21旋转至修补直齿杆35所在直线的延长线通过该缺陷点时，通过第二驱动开关停止第二驱动电机21；接着，操作人员通过第一驱动开关控制第一驱动电机32驱动修补直齿杆35的补胶枪351所在的一端向该缺陷点移动，直至位于该缺陷点的近旁后，通过控制补胶开关使补胶枪351对该缺陷点执行喷胶动作，而后，操作人员再通过第二驱动开关控制第二驱动电机21旋转180°，并通过第一驱动开关控制第一驱动电机32驱动修补直齿杆35的紫外固化灯352所在的一端向该缺陷点移动，直至位于该缺陷点的近旁后，通过紫外固化开关控制紫外固化灯352对该缺陷点执行紫外线发射动作，至此，该缺陷点即被修补完毕，最后，操作人员通过复位开关控制修补直齿杆35回复至初始位置，并继续通过第二驱动开关控制第二驱动电机21旋转，进入下个缺陷点的定位及修补，直至管道A内所有缺陷点均被修补完毕。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
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