技术领域

本发明涉及管道检测设备领域，具体为一种利用磁性吸附的轮式管道检测机器人。

背景技术

轮式管道检测机器人，广泛运用于管道检查工作，由于管道大多都埋于地下，为了避免管道经过长期使用后出现堵塞、泄漏等问题，需要使用管道检测机器人对其进行定期检查和维修，确保管道能够正常使用。

目前，现有的轮式管道检测机器人存在以下缺点：由于大部分机器人还只能运行一般的直管道，在对变径管道以及U型管道中进行检测时，主要靠封闭力、磁吸附和真空吸附等，磁力轮吸附在可导磁的管道表面上，磁力线在空气中衰减比较严重，容易造成脱落的现象，导致管道机器人发生损坏，对检修工作造成影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种利用磁性吸附的轮式管道检测机器人以解决现有技术的由于大部分机器人还只能运行一般的直管道，在对变径管道以及U型管道中进行检测时，主要靠封闭力、磁吸附和真空吸附等，磁力轮吸附在可导磁的管道表面上，磁力线在空气中衰减比较严重，容易造成脱落的现象，导致管道机器人发生损坏，对检修工作造成影响。

为了实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现：一种利用磁性吸附的轮式管道检测机器人，其结构包括：摄像头云台、控制机构、辅助光源、下井托架、磁力传动轮装置，所述摄像头云台后端与控制机构前端相焊接，所述辅助光源固定安装于控制机构上端，所述控制机构两端通过螺栓与下井托架末端铰链连接，所述磁力传动轮装置共设有六个并分别安装在控制机构两端。

作为本发明的进一步改进，所述磁力传动轮装置包括导磁装置、转动轴、磁吸附装置、轮毂盖、连接头，所述导磁装置的一端与磁吸附装置内侧相连接，所述转动轴的一侧贯穿导磁装置并与连接头固定连接，所述转动轴嵌入在磁吸附装置内部，所述磁吸附装置外侧一端与轮毂盖侧端相焊接，所述轮毂盖与连接头为同一轴心。

作为本发明的进一步改进，所述磁吸附装置包括磁极、励磁线圈、空芯线圈、磁钢、轴固定套、可逆磁钢、轮套，所述磁钢底端嵌入在磁极顶端，所述磁极底端与空芯线圈外侧相连接，所述空芯线圈内部设有可逆磁钢，所述磁钢共设有若干个并且嵌入在轮套内部，所述轴固定套四周安装有可逆磁钢，所述可逆磁钢的一侧贯穿励磁线圈并与空芯线圈固定连接，所述可逆磁钢共设有四个并安装在轴固定套外端，所述磁钢上端固定安装于轮套内部，所述空芯线圈与轴固定套为同一轴心。

作为本发明的进一步改进，所述导磁装置包括壳体、导磁环、衔铁，所述壳体内部与衔铁底部相焊接，所述衔铁共设有两个并分别安装在导磁环两端，所述导磁环内部与转动轴相适配，所述转动轴嵌入在壳体内部，所述壳体内侧与磁吸附装置内侧相连接。

作为本发明的进一步改进，所述磁钢为长方体结构，呈均匀等距状分布在轮套内部，采用钕铁硼磁铁材质，具有优异的磁性能，耐腐蚀性强。

作为本发明的进一步改进，所述轴固定套为空心圆柱体结构，且安装在转动轴上，有利于对四周的可逆磁钢进行固定。

作为本发明的进一步改进，所述衔铁呈凹字型结构，且与导磁环保持一定的间距，方便于磁极之间相互作用产生磁力。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明利用设有的磁吸附装置对可导磁管道壁进行磁吸作用，通过励磁线圈与可逆磁钢的磁性引导，使得磁钢与磁极产生磁现象释放吸力，实现磁吸附装置在可导磁的管道表面上形成闭合磁力线，将管道进行吸附，既增加吸附力又具有灵活性，有利于机器人在变径管道以及U型管道上进行检测。

本发明设有的导磁装置通过衔铁与导磁环的相互配合进行导磁，提高内部励磁线圈的效率，同时能够屏蔽外部靠近空芯线圈的杂散磁通，避免了磁力线衰减而造成机器人脱落现象，有效地对管道检测机器人起到保护作用，提高了检修效率。

附图说明

图1为本发明一种利用磁性吸附的轮式管道检测机器人的结构示意图。

图2为本发明一种磁力传动轮装置的结构示意图。

图3为本发明一种磁吸附装置的内部结构示意图。

图4为本发明一种导磁装置51的内部结构示意图。

图中：摄像头云台-1、控制机构-2、辅助光源-3、下井托架-4、磁力传动轮装置-5、导磁装置-51、转动轴-52、磁吸附装置-53、轮毂盖-54、连接头-55、磁极-531、励磁线圈-532、空芯线圈-533、磁钢-534、轴固定套-535、可逆磁钢-536、轮套-537、壳体-511、导磁环-512、衔铁-513。

具体实施方式

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。

如图1所示，本发明提供一种利用磁性吸附的轮式管道检测机器人，其结构包括：摄像头云台1、控制机构2、辅助光源3、下井托架4、磁力传动轮装置5，所述摄像头云台1后端与控制机构2前端相焊接，所述辅助光源3固定安装于控制机构2上端，所述控制机构2两端通过螺栓与下井托架4末端铰链连接，所述磁力传动轮装置5共设有六个并分别安装在控制机构2两端。

如图2所示，所述磁力传动轮装置5包括导磁装置51、转动轴52、磁吸附装置53、轮毂盖54、连接头55，所述导磁装置51的一端与磁吸附装置53内侧相连接，所述转动轴52的一侧贯穿导磁装置51并与连接头55固定连接，所述转动轴52嵌入在磁吸附装置53内部，所述磁吸附装置53外侧一端与轮毂盖54侧端相焊接，所述轮毂盖54与连接头55为同一轴心。

如图3所示，所述磁吸附装置53包括磁极531、励磁线圈532、空芯线圈533、磁钢534、轴固定套535、可逆磁钢536、轮套537，所述磁钢534底端嵌入在磁极531顶端，所述磁极531底端与空芯线圈533外侧相连接，所述空芯线圈533内部设有可逆磁钢536，所述磁钢534共设有若干个并且嵌入在轮套537内部，所述轴固定套535四周安装有可逆磁钢536，所述可逆磁钢536的一侧贯穿励磁线圈532并与空芯线圈533固定连接，所述可逆磁钢536共设有四个并安装在轴固定套535外端，所述磁钢534上端固定安装于轮套537内部，所述空芯线圈533与轴固定套535为同一轴心。

如图4所示，所述导磁装置51包括壳体511、导磁环512、衔铁513，所述壳体511内部与衔铁513底部相焊接，所述衔铁513共设有两个并分别安装在导磁环512两端，所述导磁环512内部与转动轴52相适配，所述转动轴52嵌入在壳体511内部，所述壳体511内侧与磁吸附装置53内侧相连接。

如图2-3所示，所述磁钢534为长方体结构，呈均匀等距状分布在轮套537内部，采用钕铁硼磁铁材质，具有优异的磁性能，耐腐蚀性强，实现让机器人吸附于可导磁的管道内壁。防止在爬壁过程中脱落。

如图3-4所示，所述轴固定套535为空心圆柱体结构，且安装在转动轴52上，有利于对四周的可逆磁钢536进行固定，使其与励磁线圈532相互配合，使得磁场分布均匀。

如图4所示，所述衔铁513呈凹字型结构，且与导磁环512保持一定的间距，方便于磁极之间相互作用产生磁力，从而对磁吸附装置53进行导磁。

其具体的工作流程作如下：

将轮式管道检修机器人放入需要进行检测的管道中，在进行检测时，由外部的控制台发出指令给控制机构2，使得控制机构2带动管道内的机器人开始移动，在管道内行走时，磁力传动轮装置5内部的转动轴52进行转动，转动轴52两端贯穿导磁装置51并与导磁环512连接，导磁环512与上下两端的衔铁513进行配合，从而提高励磁线圈532效率，同时屏蔽靠近空芯线圈533的杂散磁通，并且对磁吸附装置53进行导磁，再由励磁线圈532变化的电流与可逆磁钢536进行磁性引导，进而通过磁钢534与磁极531连接产生磁现象，从而使得磁钢534的N极点和S极点相互配合产生磁力释放吸力，磁钢534等距均匀环绕在轮套537内部，利于磁力传动轮装置5转动时也能够吸附住可导磁的管道表面，使得轮子在可导磁的管道表面上可形成闭合磁力线，既增加吸附力又具有灵活性，使其能够在水平、竖直、变径管道以及U型弯管道这些不同的官道之间进行切换。

本发明解决的问题是现有技术的由于大部分机器人还只能运行一般的直管道，在对变径管道以及U型管道中进行检测时，主要靠封闭力、磁吸附和真空吸附等，磁力轮吸附在可导磁的管道表面上，磁力线在空气中衰减比较严重，容易造成脱落的现象，导致管道机器人发生损坏，对检修工作造成影响，本发明通过上述部件的互相组合，本发明利用设有的磁吸附装置对可导磁管道壁进行磁吸作用，通过励磁线圈与可逆磁钢的磁性引导，使得磁钢与磁极产生磁现象释放吸力，实现磁吸附装置在可导磁的管道表面上形成闭合磁力线，将管道进行吸附，既增加吸附力又具有灵活性，有利于机器人在变径管道以及U型管道上进行检测，利用设有的导磁装置通过衔铁与导磁环的相互配合进行导磁，提高内部励磁线圈的效率，同时能够屏蔽外部靠近空芯线圈的杂散磁通，避免了磁力线衰减而造成机器人脱落现象，有效地对管道检测机器人起到保护作用，提高了检修效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。