基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法与流程

1.本发明涉及到市政管网检测设备，特别涉及一种基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法。


背景技术：

2.市政工程是指市政设施建设工程。在我国，市政设施是指在城市区、镇乡规划建设范围内设置、基于政府责任和义务为居民提供有偿或无偿公共产品和服务的各种建筑物、构筑物、设备等。市政管网工程包括供电管道、雨水管道、污水管道、给水管道、消防管道、燃气管道、通讯管道、小区智能化管道等工程。
3.市政管网工程中的地下管道常见问题包括消防事故、泄露事故、大雨内涝、爆炸事故、路面坍塌、环境污染、供应中断、交通阻塞等等所造成的管道问题，对生活和社会安全都带来了一定的影响。所以对市政管网工程中的地下管道进行实时检修维护是非常重要的，现有的市政管网检测设备使用时存在通行困难，难以面对不同工况的问题。


技术实现要素：

4.发明的目的在于提供一种基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法，该发明具有履带通过效率高和全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.基于超声波的市政管网检测全地形机器人，包括机体、驱动组件、超声波检测组件和延伸组件，所述驱动组件安装在机体的外侧壁上，机体的上方安装有延伸组件，延伸组件位于机体的上表面中心线上，延伸组件的尾端安装超声波检测组件。
7.进一步的，所述驱动组件包括主驱动电机、主动轮、从动轮、履带和维持架，主驱动电机通过安装架连接机体，主驱动电机的输出端安装主动轮，主动轮通过履带连接从动轮，主动轮和从动轮均通过轴承与维持架活动连接，维持架固定在机体的外壁上。
8.进一步的，所述维持架上安装有松紧调整组件，所述松紧调整组件的顶端与履带接触连接，松紧调整组件包括斜底座、调节筒、第一圆柱、第二圆柱、过渡舌、配轮架和滚轮，斜底座安装在维持架的上表面，斜底座连接第二圆柱的底端，第二圆柱的顶端中心设有过渡舌，过渡舌伸入到第一圆柱内腔中，第一圆柱的外壁和第二圆柱的外壁均设有外螺纹，第一圆柱和第二圆柱均通过螺纹配合的方式连接调节筒，第一圆柱的顶端安装配轮架，配轮架通过轴承连接滚轮，滚轮与履带的内表面接触连接。
9.进一步的，所述第一圆柱与第二圆柱尺寸相同，第一圆柱外壁底端的螺纹与第二圆柱外壁顶端的螺纹公称尺寸相同，但是两个螺纹的旋向相反。
10.进一步的，所述维持架的内侧壁上安装有压力平衡件，所述压力平衡件包括折板、圆筒、弹簧、受压方柱和受压轮，折板固定在维持架的内侧壁上，折板连接圆筒的顶端，圆筒的内侧安装弹簧，弹簧的底端与受压方柱接触，受压方柱与圆筒的内腔壁活动连接，受压方
柱的底端安装受压轮，受压轮与履带的内表面接触连接。
11.进一步的，所述调节筒的外侧预设有均与分布的槽纹。
12.进一步的，所述受压方柱的侧壁上安装有示位块，示位块贯穿折板、圆筒和维持架，折板、圆筒和维持架三者的侧壁上均开设竖直状的镂空槽，示位块的一侧端面上涂刷有反光油漆。
13.进一步的，所述超声波检测组件包括圆框和超声波探测器，超声波探测器均匀的布置在圆框的外侧。
14.进一步的，所述延伸组件包括基础臂、延伸臂、过渡齿条、齿轮、从驱动电机和横筒，基础臂为中空件，基础臂的一端与机体固定连接，基础臂的另一端内腔壁与延伸臂活动连接，基础臂的内腔中安装有从驱动电机，从驱动电机的输出端安装齿轮，齿轮与过渡齿条相配合，过渡齿条与基础臂的内腔壁接触连接，过渡齿条连接延伸臂的一端，延伸臂的另一端安装横筒，横筒的外侧安装超声波检测组件。
15.本发明要解决的另一技术问题是提供一种基于超声波的市政管网检测全地形机器人的实施方法，包括如下步骤：
16.s1：首先进行设备的组装，其中先将压力平衡件安装在维持架的内侧壁上，压力平衡件设有多个，多个压力平衡件的底端处于同一水平面上，接着进行履带的安装，履带为橡胶带，履带的外壁布满槽纹，履带套装在主动轮与从动轮的外侧，然后将松紧调整组件安装在维持架；
17.s2：接着进行设备的调试，其中松紧调整组件倾斜设置，通过拧动松紧调整组件来对履带进行松紧调整，具体的来说，拧动外壁带有槽纹的调节筒，这样第一圆柱与第二圆柱的间隙值就会发生变化，同时过渡舌的设置保证第一圆柱与第二圆柱一直处于同一条直线上，当第一圆柱与第二圆柱的间距变大，履带就会变紧；
18.s3：然后进行试运行，其中将调试好的设备置于市政管网中，延伸组件发生形变，延伸组件一端的超声波检测组件发生位移，这样超声波检测组件就能提前进行超声波检测；
19.s4：接着，主驱动电机带动主动轮转动，主动轮通过履带带动从动轮转动，松紧调整组件维持履带的张紧，这样整个机器人在市政管网中移动并进行超声波检测；
20.s5：最后，根据需求调整松紧调整组件、压力平衡件与延伸组件，这样使整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法，驱动组件带动整个装置在市政管网中移动，可以发生形变的延伸组件带动超声波检测组件发生一定程度的位移，超声波检测组件可移动到不同高度，这样全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况，其中松紧调整组件维持履带的张紧，调节过程简单方便，多个压力平衡件的底端处于同一水平面上，压力平衡件保证履带的接地，增加履带的接地面积，其中在装置移动时，压力平衡件可以上下移动，通过观察示位块外壁的反光油漆就能判断压力平衡件的实时运行情况，松紧紧调整组件和压力平衡件的设置提高履带的通过效率。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的驱动组件结构示意图；
24.图3为本发明的第二圆柱结构示意图；
25.图4为本发明的松紧调整组件剖视示意图；
26.图5为本发明的松紧调整组件结构示意图；
27.图6为本发明的压力平衡件剖面示意图；
28.图7为本发明的折板结构示意图；
29.图8为本发明的超声波检测组件结构示意图；
30.图9为本发明的基础臂剖面示意图。
31.图中：1、机体；2、驱动组件；21、主驱动电机；22、主动轮；23、从动轮；24、履带；25、维持架；26、松紧调整组件；261、斜底座；262、调节筒；263、第一圆柱；264、第二圆柱；265、过渡舌；266、配轮架；267、滚轮；27、压力平衡件；271、折板；272、圆筒；273、弹簧；274、受压方柱；275、受压轮；276、示位块；3、超声波检测组件；31、圆框；32、超声波探测器；4、延伸组件；41、基础臂；42、延伸臂；43、过渡齿条；44、齿轮；45、从驱动电机；46、横筒。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-图9，基于超声波的市政管网检测全地形机器人，包括机体1、驱动组件2、超声波检测组件3和延伸组件4，驱动组件2安装在机体1的外侧壁上，机体1的上方安装有延伸组件4，延伸组件4位于机体1的上表面中心线上，延伸组件4的尾端安装超声波检测组件3，机体1作为整个装置的主体和重心基础，驱动组件2的设置可以使整个装置可以自由移动，超声波检测组件3安装在延伸组件4的尾端，其中延伸组件4可以发生形变，形变的延伸组件4带动超声波检测组件3发生一定程度的位移，整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况。
34.请参阅图2，驱动组件2包括主驱动电机21、主动轮22、从动轮23、履带24和维持架25，主驱动电机21通过安装架连接机体1，主驱动电机21的输出端安装主动轮22，主动轮22通过履带24连接从动轮23，主动轮22和从动轮23均通过轴承与维持架25活动连接，维持架25固定在机体1的外壁上，驱动组件2作为整个装置的动力元件，其中主驱动电机21带动主动轮22转动，主动轮22通过履带24带动从动轮23转动，松紧调整组件26维持履带24的张紧，这样整个机器人在市政管网中移动并进行超声波检测。
35.请参阅图2-图5，维持架25上安装有松紧调整组件26，松紧调整组件26的顶端与履带24接触连接，松紧调整组件26包括斜底座261、调节筒262、第一圆柱263、第二圆柱264、过渡舌265、配轮架266和滚轮267，斜底座261安装在维持架25的上表面，斜底座261连接第二圆柱264的底端，第二圆柱264的顶端中心设有过渡舌265，过渡舌265伸入到第一圆柱263内腔中，第一圆柱263的外壁和第二圆柱264的外壁均设有外螺纹，第一圆柱263和第二圆柱
264均通过螺纹配合的方式连接调节筒262，调节筒262的外侧预设有均与分布的槽纹，增加摩擦力，便于拧动调节筒262，第一圆柱263的顶端安装配轮架266，配轮架266通过轴承连接滚轮267，滚轮267与履带24的内表面接触连接。第一圆柱263与第二圆柱264尺寸相同，第一圆柱263外壁底端的螺纹与第二圆柱264外壁顶端的螺纹公称尺寸相同，但是两个螺纹的旋向相反，其中松紧调整组件26用于调整履带24的张紧，其中旋转调节筒262即可，当拧动外壁带有槽纹的调节筒262时，这样第一圆柱263与第二圆柱264的间隙值就会发生变化，同时过渡舌265的设置保证第一圆柱263与第二圆柱264一直处于同一条直线上，当第一圆柱263与第二圆柱264的间距变大，履带24就会变紧。
36.请参阅图6-图7，维持架25的内侧壁上安装有压力平衡件27，压力平衡件27包括折板271、圆筒272、弹簧273、受压方柱274和受压轮275，折板271固定在维持架25的内侧壁上，折板271连接圆筒272的顶端，圆筒272的内侧安装弹簧273，弹簧273的底端与受压方柱274接触，受压方柱274与圆筒272的内腔壁活动连接，受压方柱274的底端安装受压轮275，受压轮275与履带24的内表面接触连接，压力平衡件27设有多个，多个压力平衡件27的底端处于同一水平面上，压力平衡件27保证履带24的接地，增加履带24的接地面积。
37.受压方柱274的侧壁上安装有示位块276，示位块276贯穿折板271、圆筒272和维持架25，折板271、圆筒272和维持架25三者的侧壁上均开设竖直状的镂空槽，示位块276的一侧端面上涂刷有反光油漆，其中在装置移动时，压力平衡件27可以上下移动，通过观察示位块276外壁的反光油漆就能判断压力平衡件27的实时运行情况。
38.请参阅图8-图9，延伸组件4包括基础臂41、延伸臂42、过渡齿条43、齿轮44、从驱动电机45和横筒46，基础臂41为中空件，基础臂41的一端与机体1固定连接，基础臂41的另一端内腔壁与延伸臂42活动连接，基础臂41的内腔中安装有从驱动电机45，从驱动电机45的输出端安装齿轮44，齿轮44与过渡齿条43相配合，过渡齿条43与基础臂41的内腔壁接触连接，过渡齿条43连接延伸臂42的一端，延伸臂42的另一端安装横筒46，横筒46的外侧安装超声波检测组件3。超声波检测组件3包括圆框31和超声波探测器32，超声波探测器32均匀的布置在圆框31的外侧，延伸组件4可以发生形变，形变的延伸组件4带动超声波检测组件3发生一定程度的位移，整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况。
39.基于超声波的市政管网检测全地形机器人的实施方法，包括如下步骤：
40.第一步：首先进行设备的组装，其中先将压力平衡件27安装在维持架25的内侧壁上，压力平衡件27设有多个，多个压力平衡件27的底端处于同一水平面上，接着进行履带24的安装，履带24为橡胶带，履带24的外壁布满槽纹，履带24套装在主动轮22与从动轮23的外侧，然后将松紧调整组件26安装在维持架25；
41.第二步：接着进行设备的调试，其中松紧调整组件26倾斜设置，通过拧动松紧调整组件26来对履带24进行松紧调整，具体的来说，拧动外壁带有槽纹的调节筒262，这样第一圆柱263与第二圆柱264的间隙值就会发生变化，同时过渡舌265的设置保证第一圆柱263与第二圆柱264一直处于同一条直线上，当第一圆柱263与第二圆柱264的间距变大，履带24就会变紧；
42.第三步：然后进行试运行，其中将调试好的设备置于市政管网中，延伸组件4发生形变，延伸组件4一端的超声波检测组件3发生位移，这样超声波检测组件3就能提前进行超声波检测；
43.第四步：接着，主驱动电机21带动主动轮22转动，主动轮22通过履带24带动从动轮23转动，松紧调整组件26维持履带24的张紧，这样整个机器人在市政管网中移动并进行超声波检测；
44.第五步：最后，根据需求调整松紧调整组件26、压力平衡件27与延伸组件4，这样使整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况。
45.本基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法，包括机体1、驱动组件2、超声波检测组件3和延伸组件4，驱动组件2安装在机体1的外侧壁上，机体1的上方安装有延伸组件4，延伸组件4的尾端安装超声波检测组件3，驱动组件2带动整个装置在市政管网中移动，其中延伸组件4可以发生形变，形变的延伸组件4带动超声波检测组件3发生一定程度的位移，整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况；其中驱动组件2包括主驱动电机21、主动轮22、从动轮23、履带24和维持架25，驱动组件2作为整个装置的动力元件，其中主驱动电机21带动主动轮22转动，主动轮22通过履带24带动从动轮23转动，松紧调整组件26维持履带24的张紧，这样整个机器人在市政管网中移动并进行超声波检测；维持架25上安装有松紧调整组件26，其中松紧调整组件26用于调整履带24的张紧，其中旋转调节筒262即可，当拧动外壁带有槽纹的调节筒262时，这样第一圆柱263与第二圆柱264的间隙值就会发生变化，同时过渡舌265的设置保证第一圆柱263与第二圆柱264一直处于同一条直线上，当第一圆柱263与第二圆柱264的间距变大，履带24就会变紧；维持架25的内侧壁上安装有压力平衡件27，压力平衡件27设有多个，多个压力平衡件27的底端处于同一水平面上，压力平衡件27保证履带24的接地，增加履带24的接地面积，其中在装置移动时，压力平衡件27可以上下移动，通过观察示位块276外壁的反光油漆就能判断压力平衡件27的实时运行情况。
46.综上所述，本发明提出的基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法，驱动组件2带动整个装置在市政管网中移动，可以发生形变的延伸组件4带动超声波检测组件3发生一定程度的位移，超声波检测组件3可移动到不同高度，这样全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况，其中松紧调整组件26维持履带24的张紧，调节过程简单方便，多个压力平衡件27的底端处于同一水平面上，压力平衡件27保证履带24的接地，增加履带24的接地面积，其中在装置移动时，压力平衡件27可以上下移动，通过观察示位块276外壁的反光油漆就能判断压力平衡件27的实时运行情况，松紧紧调整组件26和压力平衡件27的设置提高履带24的通过效率。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于超声波的市政管网检测全地形机器人，包括机体(1)、驱动组件(2)、超声波检测组件(3)和延伸组件(4)，其特征在于：所述驱动组件(2)安装在机体(1)的外侧壁上，机体(1)的上方安装有延伸组件(4)，延伸组件(4)位于机体(1)的上表面中心线上，延伸组件(4)的尾端安装超声波检测组件(3)。2.根据权利要求1所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述驱动组件(2)包括主驱动电机(21)、主动轮(22)、从动轮(23)、履带(24)和维持架(25)，主驱动电机(21)通过安装架连接机体(1)，主驱动电机(21)的输出端安装主动轮(22)，主动轮(22)通过履带(24)连接从动轮(23)，主动轮(22)和从动轮(23)均通过轴承与维持架(25)活动连接，维持架(25)固定在机体(1)的外壁上。3.根据权利要求2所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述维持架(25)上安装有松紧调整组件(26)，所述松紧调整组件(26)的顶端与履带(24)接触连接，松紧调整组件(26)包括斜底座(261)、调节筒(262)、第一圆柱(263)、第二圆柱(264)、过渡舌(265)、配轮架(266)和滚轮(267)，斜底座(261)安装在维持架(25)的上表面，斜底座(261)连接第二圆柱(264)的底端，第二圆柱(264)的顶端中心设有过渡舌(265)，过渡舌(265)伸入到第一圆柱(263)内腔中，第一圆柱(263)的外壁和第二圆柱(264)的外壁均设有外螺纹，第一圆柱(263)和第二圆柱(264)均通过螺纹配合的方式连接调节筒(262)，第一圆柱(263)的顶端安装配轮架(266)，配轮架(266)通过轴承连接滚轮(267)，滚轮(267)与履带(24)的内表面接触连接。4.根据权利要求3所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述第一圆柱(263)与第二圆柱(264)尺寸相同，第一圆柱(263)外壁底端的螺纹与第二圆柱(264)外壁顶端的螺纹公称尺寸相同，但是两个螺纹的旋向相反。5.根据权利要求2所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述维持架(25)的内侧壁上安装有压力平衡件(27)，所述压力平衡件(27)包括折板(271)、圆筒(272)、弹簧(273)、受压方柱(274)和受压轮(275)，折板(271)固定在维持架(25)的内侧壁上，折板(271)连接圆筒(272)的顶端，圆筒(272)的内侧安装弹簧(273)，弹簧(273)的底端与受压方柱(274)接触，受压方柱(274)与圆筒(272)的内腔壁活动连接，受压方柱(274)的底端安装受压轮(275)，受压轮(275)与履带(24)的内表面接触连接。6.根据权利要求3所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述调节筒(262)的外侧预设有均与分布的槽纹。7.根据权利要求5所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述受压方柱(274)的侧壁上安装有示位块(276)，示位块(276)贯穿折板(271)、圆筒(272)和维持架(25)，折板(271)、圆筒(272)和维持架(25)三者的侧壁上均开设竖直状的镂空槽，示位块(276)的一侧端面上涂刷有反光油漆。8.根据权利要求1所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述超声波检测组件(3)包括圆框(31)和超声波探测器(32)，超声波探测器(32)均匀的布置在圆框(31)的外侧。9.根据权利要求1所述的基于超声波的市政管网检测全地形机器人，其特征在于：所述延伸组件(4)包括基础臂(41)、延伸臂(42)、过渡齿条(43)、齿轮(44)、从驱动电机(45)和横筒(46)，基础臂(41)为中空件，基础臂(41)的一端与机体(1)固定连接，基础臂(41)的另一
端内腔壁与延伸臂(42)活动连接，基础臂(41)的内腔中安装有从驱动电机(45)，从驱动电机(45)的输出端安装齿轮(44)，齿轮(44)与过渡齿条(43)相配合，过渡齿条(43)与基础臂(41)的内腔壁接触连接，过渡齿条(43)连接延伸臂(42)的一端，延伸臂(42)的另一端安装横筒(46)，横筒(46)的外侧安装超声波检测组件(3)。10.如权利要求1所述基于超声波的市政管网检测全地形机器人的实施方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：首先进行设备的组装，其中先将压力平衡件(27)安装在维持架(25)的内侧壁上，压力平衡件(27)设有多个，多个压力平衡件(27)的底端处于同一水平面上，接着进行履带(24)的安装，履带(24)为橡胶带，履带(24)的外壁布满槽纹，履带(24)套装在主动轮(22)与从动轮(23)的外侧，然后将松紧调整组件(26)安装在维持架(25)；s2：接着进行设备的调试，其中松紧调整组件(26)倾斜设置，通过拧动松紧调整组件(26)来对履带(24)进行松紧调整，具体的来说，拧动外壁带有槽纹的调节筒(262)，这样第一圆柱(263)与第二圆柱(264)的间隙值就会发生变化，同时过渡舌(265)的设置保证第一圆柱(263)与第二圆柱(264)一直处于同一条直线上，当第一圆柱(263)与第二圆柱(264)的间距变大，履带(24)就会变紧；s3：然后进行试运行，其中将调试好的设备置于市政管网中，延伸组件(4)发生形变，延伸组件(4)一端的超声波检测组件(3)发生位移，这样超声波检测组件(3)就能提前进行超声波检测；s4：接着，主驱动电机(21)带动主动轮(22)转动，主动轮(22)通过履带(24)带动从动轮(23)转动，松紧调整组件(26)维持履带(24)的张紧，这样整个机器人在市政管网中移动并进行超声波检测；s5：最后，根据需求调整松紧调整组件(26)、压力平衡件(27)与延伸组件(4)，这样使整个全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况。

技术总结
本发明公开了基于超声波的市政管网检测全地形机器人及其实施方法，全地形机器人包括机体、驱动组件、超声波检测组件和延伸组件，驱动组件安装在机体的外侧壁上，机体的上方安装有延伸组件，延伸组件位于机体的上表面中心线上，延伸组件的尾端安装超声波检测组件，其中超声波检测组件可移动到不同高度，这样全地形机器人能满足更多更复杂的检测工况，其中松紧调整组件维持履带的张紧，调节过程简单方便，多个压力平衡件的底端处于同一水平面上，压力平衡件保证履带的接地，增加履带的接地面积，其中在装置移动时，通过观察示位块外壁的反光油漆就能判断压力平衡件的实时运行情况，松紧紧调整组件和压力平衡件的设置提高履带的通过效率。过效率。过效率。


技术研发人员：王超 肖飞 侯喜旺 韩帅军
受保护的技术使用者：南京超乾飞环保科技有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8