一种管道巡检机器人及控制方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种管道巡检机器人及控制方法。


背景技术：

[0002]“管道”一直广泛使用在煤气输送、水流疏导、石油化工以及热电蒸气传输领域，是日常生活中不可缺少的一环。管道与陆路、水路、空路运输工具一道，构成了油料、燃气的主要传送方式。随着社会经济的不断发展，管道的安全问题一直是国家和社会密切关注的问题。对管道开展定期的线路维护、安全检查和故障排除都非常重要。
[0003]
管道巡检机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。它是以运动机构作为载体，根据生产任务可选择性搭载相关检测仪器的管道检测维修平台。目前广泛应用于军事、电力、石油石化、无损检测、市政、考古等行业。
[0004]
管道巡检机器人是目前管道检测的常见设备。利用管道巡检机器人可以完成复杂的管线结构的检测工作。现有的检测方式有：摄像头观测、模拟成像、色差判定锈蚀程度，以及无损伤接触式传感器辨别管材质变情况。管道巡检机器人除了常规的检测功能之前，同时可以完成清扫和维修等功能。按照管道巡检机器人在管内行走的类型进行分类，管道巡检机器人可以分为：行走式、轮动式、履带式和伸缩式四种。其中，轮轴驱动的机器人应用较多，它易于操控。尤其在直管中，具有很高的机动性，可以实现更为灵活的变向及曲向运动。该类别机器人的形态正从“单体单动”逐步发展到“多体联动。由于功能需求的复杂性，现有轮轴驱动的管道巡检机器人的功能只能满足结构简单的管道检测需求，例如直管或直径不变的管道中，但是对复杂环境的管道的适应能力比较弱。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供了一种管道巡检机器人及控制方法，用以解决现有技术中轮轴驱动的管道巡检机器人对复杂环境的管道适应能力较弱的问题。
[0006]
一方面，本发明实施例提供了一种管道巡检机器人，包括第一行走单元和第二行走单元，第一行走单元和第二行走单元均包括：
[0007]
支撑杆；
[0008]
支撑装置，支撑装置包括：
[0009]
活动套筒，活动套筒滑动套设在支撑杆上；
[0010]
主伞骨，主伞骨的一端与支撑杆转动连接；
[0011]
辅伞骨，辅伞骨的一端与活动套筒转动连接，另一端与主伞骨转动连接；
[0012]
驱动装置，驱动装置包括：
[0013]
驱动控制箱，驱动控制箱与主伞骨的另一端转动连接；
[0014]
行走轮，行走轮用于与管道的内壁接触，行走轮在驱动控制箱驱动下转动；
[0015]
第一行走单元和第二行走单元之间通过转向装置连接，转向装置用于调节第一行
走单元和第二行走单元之间的角度。
[0016]
另一方面，本发明实施例还提供了一种管道巡检机器人控制方法，包括：
[0017]
支撑装置打开，使行走轮与管道的内壁接触；
[0018]
向管道巡检机器人下达巡检指令，管道巡检机器人在管道内部移动并采集管道内的信息；
[0019]
管道巡检机器人根据采集的信息确定是否转弯，如果是，启动转向装置，调整第一行走单元和第二行走单元之间的角度，使管道巡检机器人顺利通过弯道。
[0020]
本发明中的一种管道巡检机器人及控制方法，具有以下优点：
[0021]
1、通过伞状的支撑装置使机器人能够灵活变换直径，以适应管道的内径变化；
[0022]
2、两个行走单元之间通过转向装置连接，在经过弯管时能够快速通过。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1为本发明实施例提供的一种管道巡检机器人的整体结构示意图；
[0025]
图2为本发明实施例提供的支撑装置的轴向结构示意图；
[0026]
图3为本发明实施例提供的支撑杆和支撑装置的局部连接结构示意图；
[0027]
图4为本发明实施例提供的支撑装置和驱动轮装置的连接结构示意图；
[0028]
图5为本发明实施例提供的配重装置的结构示意图；
[0029]
图6为本发明实施例提供的第一行走单元中的转向装置结构示意图；
[0030]
图7为本发明实施例提供的第二行走单元中的转向装置结构示意图。
[0031]
附图标记说明：1-管道，2-行走轮，3-驱动控制箱，4-主伞骨，5-检测装置，6-辅伞骨，7-配重装置，8-支撑杆，9-活动套筒，10-主控制箱，11-电源装置，12-转向装置，13-配重拉杆，14-支撑拉杆，15-分离装置，16-限位绳，17-限位卡尺，18-配重环，19-配重固定杆，20-固定托盘，21-固定螺母，22-连接螺栓，23-套筒固定盘，24-拉杆固定盘，25-转向齿轮，26-驱动齿轮，27-限位杆，28-固定钳，29-连接盘，30-转向杆。
具体实施方式
[0032]
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。
[0033]
图1-7为本发明实施例提供的一种管道巡检机器人的结构示意图。本发明实施例提供了一种管道巡检机器人，第一行走单元和第二行走单元，第一行走单元和第二行走单元均包括：
[0034]
支撑杆8；
[0035]
支撑装置，支撑装置包括：
[0036]
活动套筒9，活动套筒9滑动套设在支撑杆8上；
[0037]
主伞骨4，主伞骨4的一端与支撑杆8转动连接；
[0038]
辅伞骨6，辅伞骨6的一端与活动套筒9转动连接，另一端与主伞骨4转动连接；
[0039]
驱动装置，驱动装置包括：
[0040]
驱动控制箱3，驱动控制箱3与主伞骨4的另一端转动连接；
[0041]
行走轮2，行走轮2用于与管道1的内壁接触，行走轮2在驱动控制箱3驱动下转动；
[0042]
第一行走单元和第二行走单元之间通过转向装置12连接，转向装置12用于调节第一行走单元和第二行走单元之间的角度。
[0043]
示例性地，第一行走单元和第二行走单元的功能和结构都相似，第二行走单元作为第一行走单元的冗余备份，当第一行走单元发生故障无法正常工作时，第二行走单元可以启动并继续执行第一行走单元未完成的工作。
[0044]
支撑杆8可以采用圆柱或棱柱状的空心杆，其可以采用钢或铝合金等材料制成，且两端使用专用的堵头封堵，支撑杆8内部的空间可以用来敷设电源或信号线缆。主伞骨4和辅伞骨6可以使用具有一定韧性的细杆，例如使用钢制的细杆，其在受到外界压力时能够产生一定的弹性形变，而在外力消失时能够恢复形状，以适应管道1内部的微小直径变化。
[0045]
在本发明的实施例中，行走轮2上设置有压力传感器，该压力传感器用于检测行走轮2受到的管道1的内侧壁的压力，该压力能够反映行走轮2与管道1内壁之间的挤压程度，如果压力较大，说明当前支撑装置打开形成的伞状结构在自然状态下的直径大于管道1的内径，而受到管道1的挤压，支撑装置的直径与管道1相当，因此主伞骨4和辅伞骨6因受到的压力较大而发生较大的弹性形变。如果压力较小甚至为零，说明行走轮2与管道1的内壁接触不充分。一般情况下，需要行走轮2和管道1的内壁具有适当的压力，即主伞骨4发生一定的弹性形变，以维持行走轮2和管道1内壁的充分接触。而当管道1的直径发生较大变化时，压力传感器首先检测到压力的变化，然后活动套筒9在支撑杆8上移动，以改变主伞骨4的打开角度，使行走轮2和管道1的内壁存在适当的压力。
[0046]
以支撑杆8为一维坐标轴，活动套筒9的移动长度x0计算公式如下：
[0047][0048]
其中，x为活动套筒9在支撑杆8上的初始位置；μ为常数系数；p0为支撑装置的默认平均压力值，该值为常数，来源于管道巡检机器人在正常工作状态下的压力传感器多次采集得到的压力测试值；pi为压力传感器实际采集得到的压力值；arctan()为反正切三角函数。
[0049]
驱动控制箱3内部可以设置驱动电路板和步进电机，驱动电路板用于驱动步进电机工作，步进电机则与行走轮2连接，以驱动行走轮2转动，进而使第一行走单元和第二行走单元在管道1的内部行走。
[0050]
在一种可能的实施例中，转向装置12包括：转向壳体，转向壳体设置在第一行走单元的支撑杆8的一端；转向杆30，转向杆30的一端插入转向壳体中，另一端与第二行走单元的支撑杆8连接；转向齿轮25，转向齿轮25转动设置在转向壳体内部，转向齿轮25与转向杆30插入转向壳体的一端垂直连接，转向齿轮25用于驱动转向杆30转动，以调整第一行走单
元和第二行走单元之间的角度。
[0051]
示例性地，转向壳体内部还转动设置有驱动齿轮26，驱动齿轮26与转向齿轮25啮合，驱动齿轮26在转向驱动单元的驱动下带动转向齿轮25转动。上述转向驱动单元可以采用电机，优选为步进电机，电机通电后即可带动驱动齿轮26转动，进而通过转向齿轮25驱动转向杆30转动。由于转向装置仅设置在第一行走单元上，转向杆30的轴向与第二行走单元中支撑杆8的轴向相同，因此当转向杆30发生转动后，第一行走单元和第二行走单元之间的角度也就发生了变化。
[0052]
在本发明的实施例中，驱动齿轮26和转向齿轮25的齿数不同，具体来说驱动齿轮26的齿数少于转向齿轮25的齿数，因此在转向驱动单元的驱动下，转向齿轮25的转动角速度低于驱动齿轮26的角速度，进而对转动时的扭矩进行了放大，使转向杆30能够被顺利驱动。
[0053]
同时，转向壳体内部还设置有限位杆27，限位杆27用于限制转向杆30的转动角度。限位杆27具体设置在转向壳体中转向杆30插入的一端，当转向杆30转动至最大角度时就会和限位杆27接触，限位杆27阻止转向杆30继续转动，因而起到了转动角度限制的作用。在限位杆27的作用下，转向杆30能够完成正负90度范围内的转动，使第一行走单元和第二行走单元能够通过复杂的管道1。
[0054]
在一种可能的实施例中，还包括：分离装置15，分离装置15设置在第二行走单元的支撑杆8的一端，分离装置15包括：固定钳28；连接盘29，固定钳28活动连接在连接盘29上，且连接盘29与第二行走单元的支撑杆8的一端固定连接，当固定钳28闭合时，转向杆30的另一端卡接在固定钳28内部。
[0055]
示例性地，固定钳28的数量为至少两个，优选为三个，固定钳28可以采用爪型结构，其一端与连接盘29转动连接，另一端在多个固定钳28相对的侧面上设置有抓握槽，转向杆30在与第二行走单元连接的一端具有膨出的抓握头，该抓握头可以卡接在多个固定钳28共同形成的抓握槽中。
[0056]
在本发明的一实施例中，多个固定钳28在相对的侧面上均可以设置电磁吸合装置，当该电磁吸合装置通电后，即可产生相互之间的吸引力，使多个固定钳28闭合，以将转向杆30卡接。而当管道巡检机器人遇到突发情况时，例如管道突然破损、管道内部堵塞严重或机器人出现部分结构故障的时候、故障范围内的行走单位无法撤离的情况，电磁吸合装置可以通入反向电流或断电，使固定钳28被打开或能够很容易的被打开，两个行走单元即可脱离连接。
[0057]
在本分明的另一实施例中，多个固定钳28在相对的侧面上可以通过弹簧连接，弹簧提供将多个固定钳28连接在一起的弹力，在该弹力的作用下多个固定钳28闭合，将转向杆30卡接。同时多个固定钳28在相对的侧面上均可以设置电磁吸合装置，当该电磁吸合装置通电后，即可产生相互之间的排斥力，该排斥力大于弹簧对多个固定钳28的拉力，使多个固定钳28打开，转向杆30即可与分离装置15脱离连接。
[0058]
在一种可能的实施例中，支撑杆8的一端设置有主控制箱10，主控制箱10内部设置有支撑驱动单元，支撑驱动单元与支撑拉杆14连接，支撑拉杆14的末端与活动套筒9连接，支撑驱动单元用于驱动支撑拉杆14移动，以调整活动套筒9在支撑杆8上的位置。
[0059]
示例性地，支撑拉杆14可以为硬质的杆，其轴向能够承受推和拉两个相反方向的
力。上述支撑驱动单元可以采用电机、齿轮和齿条的组合，将齿条设置在支撑拉杆14上，齿轮与齿条啮合，电机带动齿轮转动，即可驱动支撑拉杆14移动，进而调整活动套筒9在支撑杆8上的位置。具体地，根据上述公式确定活动套筒9的移动长度x0后，可以根据该移动长度确定支撑拉杆14的移动长度。
[0060]
在本发明的实施例中，活动套筒9上设置有套筒固定盘23和拉杆固定盘24，其中套筒固定盘23的数量与辅伞骨6的数量相同，且每个辅伞骨6均一一对应的转动连接在套筒固定盘23上。拉杆固定盘24的数量可以为一个，支撑拉杆14的末端转动连接在该拉杆固定盘24上。
[0061]
在一种可能的实施例中，支撑杆8的另一端滑动设置有配重装置7；主控制箱10内部还设置有配重驱动单元，配重驱动单元与配重装置7之间通过配重拉杆13连接，配重驱动单元用于驱动配重拉杆13移动，以调整配重装置7在支撑杆8上的位置。
[0062]
示例性地，由于支撑杆8上设置的装置较多，且部分装置设置在支撑杆8的末端，这对支撑杆8以及其上装置的重心造成了影响。当重心偏离支撑装置与管道1的接触区域的几何中心越远时，整个行走单元的稳定性将变得越差，因此为了弥补因支撑装置的重心变化导致的行走单元稳定性的变化，在支撑杆8上还设置了配重装置7，该配重装置7也可以在配重拉杆13的带动下在支撑杆8上移动，进而调节行走单元整体的重心。
[0063]
以支撑杆8为一维坐标轴，配重拉杆13的移动长度l'1计算公式如下：
[0064][0065]
其中，l1为配重拉杆13的伸缩长度，m1为配重装置的重量，l为根据机器人的姿态角度传感器检测数据解析而来的机器人重心位置数据，m2为支撑装置、驱动控制箱3和行走轮2的总重量，l2为支撑装置、驱动控制箱3和行走轮2的重心初始位置，l'2为支撑装置、驱动控制箱3和行走轮2在支撑装置调整后的重心变化后的位置，m3为支撑杆8的重量，l3为支撑杆8的重心位置，m4为转向装置12、分离装置15、主控制箱10、检测装置5、通信单元、电源装置11的总重量，l4为转向装置12、分离装置15、主控制箱10、检测装置5、通信单元、电源装置11的重心位置。
[0066]
在本发明的实施例中，配重装置7包括：配重环18，多个配重环18滑动套设在支撑杆8上；固定托盘20，两个固定托盘20分别设置在配重环18的两侧，用于夹持配重环18；配重固定杆19，配重固定杆19用于连接两个固定托盘20。配重固定杆19的末端设置有固定螺母21，固定螺母21与配重固定杆19螺接，用于将配重固定杆19固定在固定托盘20上。配重环18的数量可以根据实际需要增加或减少。
[0067]
进一步地，配重固定杆19的一端设置有连接螺栓22，连接螺栓22与配重拉杆13螺接。连接螺栓22可以与配重固定杆19螺接或焊接固定在一起。
[0068]
在一种可能的实施例中，驱动控制箱3内部设置有角度调节驱动单元，驱动控制箱3在朝向主伞骨4的侧面上活动设置有限位卡尺17，限位卡尺17在角度调节驱动单元的驱动下移动；限位卡尺17的末端与主伞骨4转动连接，当限位卡尺17在角度调节驱动单元的驱动下移动后，驱动控制箱3和主伞骨4的夹角发生变化，使驱动控制箱3处在与管道1的内壁平行的状态。
[0069]
示例性地，角度调节驱动单元可以为电机、齿轮和齿条的组合，齿条可以设置在限位卡尺17上，且齿条与齿轮啮合，电机驱动齿轮转动即可带动限位卡尺17沿长度方向移动，以带动主伞骨4转动，使驱动控制箱3时刻保持与管道1的内壁平行的状态。
[0070]
在一种可能的实施例中，还包括：检测装置5，检测装置5设置在第一行走单元和/或第二行走单元上，检测单元5用于采集管道1内部的信息。
[0071]
示例性地，检测装置5可以包括摄像头和照明灯，摄像头和照明灯均可以设置在主伞骨4上。摄像头用于采集管道1内部的图像信息，照明灯则用于提供良好的光照环境。
[0072]
除上述摄像头和照明灯外，检测装置5还可以包括超声传感器、姿态角度传感器、gps定位单元、气体传感器和温度传感器等，这些传感器或单元可以设置在行走单元的各个位置。超声传感器用于检测管道1内壁裂纹和厚度不均的状况，姿态角度传感器用于检测机器人的姿态信息，gps定位单元可以实现机器人在管道1内部的精确定位，气体传感器和温度传感器分别检测管道1内部的气体特征和温度分布情况。
[0073]
在本发明的实施例中，主控制箱10还设置有主控制器和通信单元，主控制器与上述驱动控制箱3、转向驱动单元、电磁吸合装置、支撑驱动单元、配重驱动单元、角度调节驱动单元以及检测装置5均电连接，主控制器用于整体控制行走单元的行走、转向、分离、支撑、重心调节、角度调节以及管道1内部信息采集的工作。通信单元用于实现主控制器和外部控制设备的通信连接，主控制器获取的管道1内部的信息可以通过通信单元上传至外部控制设备，而外部控制设备发出的控制指令也可以通过通信单元下发给主控制器。
[0074]
在一种可能的实施例中，支撑杆8上连接有多个主伞骨4，相邻两个主伞骨4之间连接有限位绳16，限位绳16用于限制主伞骨4的转动角度。
[0075]
示例性地，限位绳16为软质绳，其只能承受拉力。在该限位绳16的作用下，主伞骨4打开到最大角度时，与支撑杆8之间的夹角为50度。
[0076]
在一种可能的实施例中，支撑杆8上设置有电源装置11，电源装置11用于提供电源。
[0077]
示例性地，电源装置11可以采用大容量的锂电池组，其设置在驱动控制盒中。本发明实施例中电源装置11配合电源转换单元能够输出+5v、+15v和+48v三个电压，以满足不同装置及单元的电压需要。
[0078]
本分明实施例还提供了一种管道巡检机器人控制方法，包括：
[0079]
支撑装置打开，使行走轮2与管道1的内壁接触；
[0080]
向管道巡检机器人下达巡检指令，管道巡检机器人在管道1内部移动并采集管道1内的信息；
[0081]
管道巡检机器人根据采集的信息确定是否转弯，如果是，启动转向装置12，调整第一行走单元和第二行走单元之间的角度，使管道巡检机器人顺利通过弯道。
[0082]
示例性地，方法具体包括：
[0083]
1、建立管道1外部和内部其他出口处的通讯天线，为机器人进入管道1后的通讯做好准备工作，将机器人放入管道1的开口并开始预启动。
[0084]
2、系统初始化。巡检机器人中的所有检测装置开始反馈检测信号到主控制器，系统工作程序开始判断各个检测装置、控制设备和通讯设备是否正常。
[0085]
3、系统初始化完成后，如果巡检机器人所有检测装置和设备均正常，第一行走单
元和第二行走单元同时启动，此时，两个单元的支撑装置全部伸展开直到所有行走轮2紧贴管壁，巡检机器人所有检测装置开始反馈检测信号到主控制器。主控制器根据压力传感器反馈回的压力值和姿态角度传感器检测的机器人姿态调节支撑装置和配重装置7，直到满足系统程序设置要求。
[0086]
4、外部控制设备下达巡检指令，巡检机器人根据通信单元回传的控制指令进入管道开始巡检工作。巡检机器人上摄像头、压力传感器、超声传感器、姿态角度传感器、gps定位单元、气体传感器和温度传感器等检测装置开始实时工作并反馈检测数据到主控制器，同时将数据通过通信单元上传到管道1外部的外部控制设备。同时，巡检机器人根据压力传感器的检测值和姿态角度传感器的检测值在机器人行进过程中实时调整机器人的姿态，以及调节支撑装置和配重装置。
[0087]
5、当根据巡检机器人上的摄像头数据确定即将进入管道1时，压力传感器的检测值和姿态角度传感器的检测数据，利用系统程序判断是否开始启动转向装置12。如果确定启动转向装置12，则实时调整支撑装置、配重装置7以及转向装置12以保证机器人顺利通过弯道。
[0088]
6、当根据巡检机器人的摄像头数据、压力传感器和超声传感器联合确定巡检机器人的第一行走单元或第二行走单元处于故障范围时，启动分离装置15并保存相关数据信息，分离装置15将两个行走单元机械分离后，处于正常工作范围内的行走单元开始远离故障区域并按照管道外部的外部控制设备下达的指令完成管道撤离任务。
[0089]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0090]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种管道巡检机器人，其特征在于，包括第一行走单元和第二行走单元，所述第一行走单元和第二行走单元均包括：支撑杆(8)；支撑装置，所述支撑装置包括：活动套筒(9)，所述活动套筒(9)滑动套设在所述支撑杆(8)上；主伞骨(4)，所述主伞骨(4)的一端与所述支撑杆(8)转动连接；辅伞骨(6)，所述辅伞骨(6)的一端与所述活动套筒(9)转动连接，另一端与所述主伞骨(4)转动连接；驱动装置，所述驱动装置包括：驱动控制箱(3)，所述驱动控制箱(3)与所述主伞骨(4)的另一端转动连接；行走轮(2)，所述行走轮(2)用于与管道(1)的内壁接触，所述行走轮(2)在所述驱动控制箱(3)驱动下转动；所述第一行走单元和第二行走单元之间通过转向装置(12)连接，所述转向装置(12)用于调节所述第一行走单元和第二行走单元之间的角度。2.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述转向装置(12)包括：转向壳体，所述转向壳体设置在所述第一行走单元的支撑杆(8)的一端；转向杆(30)，所述转向杆(30)的一端插入所述转向壳体中，另一端与所述第二行走单元的支撑杆(8)连接；转向齿轮(25)，所述转向齿轮(25)转动设置在所述转向壳体内部，所述转向齿轮(25)与所述转向杆(30)插入所述转向壳体的一端垂直连接，所述转向齿轮(25)用于驱动所述转向杆(30)转动，以调整所述第一行走单元和第二行走单元之间的角度。3.根据权利要求2所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，还包括：分离装置(15)，所述分离装置(15)设置在所述第二行走单元的支撑杆(8)的一端，所述分离装置(15)包括：固定钳(28)；连接盘(29)，所述固定钳(28)活动连接在所述连接盘(29)上，且所述连接盘(29)与所述第二行走单元的支撑杆(8)的一端固定连接，当所述固定钳(28)闭合时，所述转向杆(30)的另一端卡接在所述固定钳(28)内部。4.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆(8)的一端设置有主控制箱(10)，所述主控制箱(10)内部设置有支撑驱动单元，所述支撑驱动单元与支撑拉杆(14)连接，所述支撑拉杆(14)的末端与所述活动套筒(9)连接，所述支撑驱动单元用于驱动所述支撑拉杆(14)移动，以调整所述活动套筒(9)在所述支撑杆(8)上的位置。5.根据权利要求4所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆(8)的另一端滑动设置有配重装置(7)；所述主控制箱(10)内部还设置有配重驱动单元，所述配重驱动单元与所述配重装置(7)之间通过配重拉杆(13)连接，所述配重驱动单元用于驱动所述配重拉杆(13)移动，以调整所述配重装置(7)在所述支撑杆(8)上的位置。6.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述驱动控制箱(3)内部设置有角度调节驱动单元，所述驱动控制箱(3)在朝向所述主伞骨(4)的侧面上活动设置有
限位卡尺(17)，所述限位卡尺(17)在所述角度调节驱动单元的驱动下移动；所述限位卡尺(17)的末端与所述主伞骨(4)转动连接，当所述限位卡尺(17)在所述角度调节驱动单元的驱动下移动后，所述驱动控制箱(3)和所述主伞骨(4)的夹角发生变化，使所述驱动控制箱(3)处在与管道(1)的内壁平行的状态。7.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，还包括：检测装置(5)，所述检测装置(5)设置在所述第一行走单元和/或第二行走单元上，所述检测单元(5)用于采集管道(1)内部的信息。8.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆(8)上连接有多个所述主伞骨(4)，相邻两个所述主伞骨(4)之间连接有限位绳(16)，所述限位绳(16)用于限制所述主伞骨(4)的转动角度。9.根据权利要求1所述的一种管道巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆(8)上设置有电源装置(11)，所述电源装置(11)用于提供电源。10.应用于权利要求1-9任一项所述的一种管道巡检机器人的控制方法，其特征在于，包括：支撑装置打开，使行走轮(2)与管道(1)的内壁接触；向管道巡检机器人下达巡检指令，所述管道巡检机器人在管道(1)内部移动并采集管道(1)内的信息；所述管道巡检机器人根据采集的信息确定是否转弯，如果是，启动所述转向装置(12)，调整第一行走单元和第二行走单元之间的角度，使所述管道巡检机器人顺利通过弯道。

技术总结
本发明公开了一种管道巡检机器人及控制方法，机器人包括第一行走单元和第二行走单元，两个行走单元之间通过转向装置连接，转向装置用于调整两个行走单元之间的角度。每个行走单元均包括支撑杆、支撑装置和驱动装置，支撑装置设置在支撑杆上，其为伞状结构，通过改变打开角度来适应管道的内径，驱动装置用于驱动行走单元在管道内行走。本发明通过伞状的支撑装置使机器人能够灵活变换直径，以适应管道的内径变化；同时两个行走单元之间通过转向装置连接，在经过弯管时能够快速通过。在经过弯管时能够快速通过。在经过弯管时能够快速通过。


技术研发人员：闫梓涵 刘海龙 沙林秀 马波 毛璀璨
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/8