本申请涉及管道检测领域，具体地，涉及一种在可回收管道检测机器人。
背景技术：
近几十年以来，随着自动化技术的极大进步和国民物质生活水平显著提高，各行各业的发展更多地对于物料运送有了越来越多的倚赖性。管道输送凭借其独特的圆形结构、占地小、输送量大、方便快捷、低成本等优势在诸如石油、化工、能源、食品加工、城市供排水、农业灌溉、核工业等领域中获得了广泛应用，成为不可或缺的输送手段。
然而，由于管道的管壁随着时间的流逝以及所输送的介质（气体、液体等）的腐蚀、不可抗力等自然灾害以及自身缺陷等的影响，在经过一段时间，极有可能造成管道变薄、损坏、产生裂缝，从而导致输送物质的泄露等严重事故。鉴于管道大多分布在人口比较密集的地方，一旦发生腐蚀泄漏问题，不但是自然资源的浪费，还会造成爆炸或者火灾事故，环境污染、易燃物爆炸、能源浪费等。所以需要定期对管道内部进行检查、维护和清洁保养。
传统的管道检测都是人工进行，不但工作量大，而且效率也非常低下。并且对于有些管道而言，检测人员无法到达指定位置实施检测，诸如，在所输送的有毒化学品或管道内部结构复杂狭小的情况下。由此，管道机器人在这些领域中得到了广泛应用。
cn110762337a揭示了一种内壁检测机器人和管道检测系统。该系统通过调节组件调节检测鼓板与支撑转轴之间的距离，从而使得内壁检测机器人可适用不同的管道内壁直径，从而实现对一定直径范围内的管道进行检测。cn110614623a和cn110594526a提供了类似的管道检测机器人。
cn110805785a提供了一种用于管道检测的攀爬机器人。该机器人通过抱闸机构能够在转弯时稳定支脚、防止触碰、稳定拍摄主体，并且能够在行走过程中不会导致管道内壁的碰撞或摩擦，减少行走过程的阻力。
然而，现有技术中的管道检测机器人在面对垂直管道、弯管、支管、变径和微小管道等难题，仍然存在很大的改善空间。目前能够实现垂直攀爬的管道机器人，大多采用挤压管道的方式来实现，驱动方式大多数采用在驱动装置周围均布多个驱动轮或履带来实现。这种方式虽然挤压力大，但是由于电机体积和施压装置的体积的限制，难以做到小管径管道（250mm以下的直径）内检测。此外，目前传统管道机器人最大的问题在于：当机器人发生故障时，所施加的挤压力无法释放，从而导致管道机器人对管道形成堵塞，并需要耗费大量的人力和物力进行回收。
因此，本领域中对于能够适应不同管道，并且在故障时能够便于回收的管道机器人存在需求。
技术实现要素：
针对现有管道机器人的缺陷和不足，本申请提供了一种可回收管道检测机器人。该机器人能够适应水平管道、垂直管道、弯曲管道等各种类型的管道，并且能够在诸如断电等故障时方便回收，从而极大地提高了管道检测的效率。同时，这种管道检测机器人无需大量额外组件且无需人工操作，从而节约了生产成本和人力成本，有良好的易用性和简便性。
需要说明的是，该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本公开的第一方面，提供了一种可回收管道检测机器人。该机器人主要包括：摄像头模块、行走装置、电子罐。行走装置主要由挤压装置、电磁推杆装置和驱动装置组成。通过挤压装置中的支撑轮与行走装置中的橡胶轮，该管道检测机器人能够在单侧挤压管壁，从而能够实现在小管径管道（诸如，200mm直径，无论是水平管道、垂直管道、弯曲管道）内的自由行走。并且，当机器人出现故障时，只需断开电源，电磁推杆装置中的弹簧缩回，挤压力得以释放，就能够通过电缆将管道检测机器人轻松拖回。
与现有技术中的管道机器人相比，本申请的管道检测机器人无论在适应性、可用性还是成本方面，都有极大的优势。
附图说明
为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。
在附图中：
图1是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1的结构示意图；
图2是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1的左视图；
图3是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1在管道内的主视图；
图4是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1的摄像头模块10的结构示意图；
图5是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人的行走装置20的结构示意图；
图6是根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人的电子罐30的结构示意图；
图7是根据本申请的实施例的行走装置20的挤压装置201在断电前的结构示意图；
图8是根据本申请的实施例的行走装置20的挤压装置201在断电后的结构示意图；以及
图9为根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1的过弯示意图。
具体实施方式
为了使本公开实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本公开的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，除非特别声明，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。
图1示出了根据本申请的实施例的可回收管道检测机器人1的示意性结构。如图1所示，该可回收管道检测机器人包括：摄像头模块10、行走装置20、电子罐30以及支撑板40。
图2示出了如图1所示的可回收管道检测机器人1的左视图。如图2所示，摄像头模块10与行走装置20之间为刚性或半刚性连接，这种连接能够确保摄像头按照所需的角度进行探测拍摄，从而获得所需的效果。行走装置20与电子罐30一般通过两个球铰铰接。当然，本领域已知的其它连接方式也适用于本申请。
图3示出了如图1所示的可回收管道检测机器人1在管道内的主视图。如图3所示，行走装置20和电子罐30与管道相接触，而摄像头模块10与管道不接触。行走装置20配置有橡胶轮，以方便行走。电子罐30在其轴向方向均布有3组从动轮，从而电子罐30在行走装置20的拖动下行走。
图4示出了如图1所示的本申请的可回收管道检测机器人1的摄像头模块10的示意性结构。如图4所示，摄像头模块10主要包括：内筒101、外筒102、镜头黑幕103、玻璃片104、摄像头105。内筒101内置有o型圈，其与外筒102紧密配合，形成密封结构。
图5示出了如图1所示的可回收管道检测机器人1的行走装置20的示意性结构。如图5所示，行走装置20主要包括：挤压装置201、电磁推杆装置202、和驱动装置203。为了清楚说明起见，上边的挤压装置示出了其内部构造。
挤压装置201主要包括：支撑轮2011、连接头2012、弹簧挡头2013、上端杆2014、滑块2015、下端杆2016、上端弹簧2017、下端弹簧2018、直线轴承2019、铜柱2020。其中支撑轮2011也内置有轴承，所以滚动阻力小；上端杆2014能在下端杆2016内伸缩；弹簧挡头2013与滑块2015处于弹性连接。铜柱2020将直线轴承2019固定到支撑板40上。直线轴承2019固定下端杆2016使其只能在竖直方向直线运动。
电磁推杆装置202主要包括：电磁推杆箱体2021、推杆弹簧2022、推杆2023、推杆接头2024、连杆2025和支撑块2026。其中箱体2021内部缠绕线圈通电产生吸力，以便紧紧吸住推杆2023；推杆弹簧2022在断电时将推杆2023弹回。推杆2023能在箱体2021内部自由伸缩。推杆接头2024与连杆2025铰接，后者与挤压装置201的下端杆2016铰接。推杆接头2024还连接至2023。支撑块2026支撑推杆接头2024。
驱动装置203主要包括：无刷电机、电机安装架、蜗杆齿轮减速箱、橡胶轮、轮毂、和固定板。其中无刷电机是防水的，并通过电机安装架安装于支撑板40上；蜗杆齿轮减速箱通过固定板被固定至支撑板40；橡胶轮的外表面为弧面，故能与管道紧密贴合；轮毂支撑橡胶轮连接减速箱，使得减速箱减速并增加扭矩。
图6示出了如图1所示的可回收管道检测机器人1的电子罐30的示意性结构。如图6所示，电子罐30主要包括：罐体301、球铰302、从动轮303、连接臂304和插头305。球铰302连接行走装置20与电子罐30，罐体301内部装有控制板等电子元件。以罐体中心为轴线均布有3组从动轮303，从动轮303通过连接臂304连接至罐体301。插头305为水密插头连接电缆。
图7示出了如图5所示的挤压装置201在断电前的示意性结构。如图7所示，在断电前，连杆2025为竖直放置，因此管道检测机器人1在竖直方向高度增加。上端弹簧2017被压缩，支撑轮2011对管壁施加压力，电磁推杆箱体2021将推杆2023向右吸住，推杆弹簧2022收缩。在该工作状态下，管道检测机器人都处于上电状态。
图8示出了如图5所示的挤压装置201在断电后的示意性结构。如图8所示，在断电后，电磁推杆箱体2021对推杆2023失去吸力，弹簧2022恢复原状，推杆2023左移，拉动连杆2025转动，不再竖直，机器人整体高度下降，并且下降高度大于挤压装置201的上端弹簧2017和下端弹簧2018（未示出）的压缩量，上端弹簧2017和下端弹簧2018恢复原状，支撑轮2011离开上方的管壁，对管壁失去压力。
图9示出了如图1所示的可回收管道检测机器人1的过弯示意图。如图9所示，行走装置20通过两个球铰302与电子罐30相连，实现行走装置20与电子罐30的自由转动。在过弯时，摄像头模块10和行走装置20先过弯头，电子罐30与前面的装置形成一定角度，随后在行走装置20的拖动下过弯头。
根据本申请的可回收管道检测机器人的工作过程如下。
当管道检测机器人处于正常通电状态时，行走装置20的挤压装置201的支撑轮2011挤压管壁，挤压装置201的上端弹簧和下端弹簧2017、2018压缩，将压力传递到驱动装置203的橡胶轮2034上，而橡胶轮2034与管壁接触，产生正压力，从而在驱动装置203的作用下橡胶轮2034滚动，产生摩擦力。由该摩擦力牵引管道探测机器人在水平、垂直、弯头等各种类型的管道中前进。
在正常情况下，电磁推杆装置202始终处于通电状态，推杆弹簧2022收缩，箱体2021始终将推杆2023牢牢吸住。连杆2025保持垂直，传递压力。
各种管道的直径在实际情况中不能保持绝对均匀，但因为弯头直径突然改变等管径问题可通过改变挤压装置201的上端弹簧和下端弹簧2017、2018的压缩量来自动调节。
一旦机器人发生故障而导致无法正常工作后，挤压装置201的压力无法释放。此时只需断开电源，在推杆弹簧2022的弹力作用下，推杆2023缩回，通过推杆接头2024，拉动与推杆接头2024铰接的连杆2025，则连杆2025在垂直方向的高度变短。因为连杆2025与挤压装置201的下端杆2016铰接，支撑轮2011中的轴承中有滚珠，因此挤压装置的滑块2015在该轴承中向下流畅移动，整个挤压装置下移，下移长度大于弹簧压缩长度，从而压力得以释放。在压力释放后，就能够通过电缆将管道检测机器人轻松拖回。
与现有技术中传统的管道检测机器人相比，本申请实施例中的管道检测机器人具有诸多优势。
第一，与传统机器人中在驱动轴周围均布3个或者多个驱动轮或履带的驱动方式相比，本申请中的挤压装置采用橡胶轮与支撑轮结合的配置，即采用单侧挤压而非全方位施压的方式。因此，本申请的机器人与传统机器人相比，不但体积得以减小，从而能够适应各种情况复杂、管径更小的管道检测；而且减少了零部件的使用，极大地降低了生产成本。
第二，传统的管道机器人在发生故障时，由于压力难以释放从而导致无法回收，或需要极大的人力物力去回收，以免造成管道堵塞。而本申请中的机器人在发生故障时，通过断电就能及时释放挤压压力，从而通过缆线就能轻松将机器人回收，从而节约了大量的人力和物力成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种故障可回收管道检测机器人，包括：
支撑板；
摄像头模块；
行走装置，安装于所述支撑板上并与所述摄像头模块连接，并且所述行走装置包括：
至少两组挤压装置，其中每组所述挤压装置包括一个支撑轮；
电磁推杆装置，连接至所述挤压装置；
驱动装置，用于驱动所述管道检测机器人；以及
电子罐，与所述行走装置铰接，
其中当发生故障时，所述支撑轮在所述电磁推杆装置的带动下脱离管壁，使得所述可回收管道检测机器人被顺利回收。
2.如权利要求1所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，当所述管道机器人处于正常工作时，所述支撑轮在所述电磁推杆装置的带动下挤压管壁，并将压力传递到所述驱动装置以引导所述可回收管道检测机器人工作。
3.如权利要求1所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述电磁推杆装置包括：
电磁推杆箱体、推杆弹簧、推杆、推杆接头、连杆和支撑块。
4.如权利要求3所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，在正常工作时，所述推杆弹簧收缩，所述箱体吸住所述推杆，所述连杆保持垂直以向所述支撑轮传递压力以挤压所述管壁。
5.如权利要求3所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述支撑轮在所述电磁推杆装置的带动下脱离管壁进一步包括：
所述推杆弹簧在断电时将所述推杆弹回，拉动所述栏杆转动不再保持垂直，从而使所述支撑轮脱离所述管壁。
6.如权利要求1所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述挤压装置进一步包括：
连接头、弹簧挡头、上端杆、滑块、下端杆、上端弹簧、下端弹簧、直线轴承、铜柱。
7.如权利要求6所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述上端杆在所述下端杆内伸缩，所述弹簧挡头与所述滑块处于弹性连接，所述铜柱将所述直线轴承固定到所述支撑板上，所述直线轴承固定所述下端杆使其只能在竖直方向直线运动。
8.如权利要求1所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述驱动装置包括：
无刷电机、电机安装架、蜗杆齿轮减速箱、橡胶轮、轮毂、固定板。
9.如权利要求8所述的可回收管道检测机器人，其特征在于，所述无刷电机通过所述电机安装架安装于所述支撑板上，所述蜗杆齿轮减速箱通过所述固定板被固定至所述支撑板，所述轮毂支撑所述橡胶轮以连接至所述减速，使得所述减速箱减速并增加扭矩。
技术总结