本发明涉及管道检测，具体涉及一种全向轮管道巡检机器人。
背景技术：
1、随着城市化进程的加速，城市地下管道系统在供水、排水、燃气、通信等领域发挥着至关重要的作用。地下管道纵横交错，覆盖范围广泛，支撑着城市日常运行的各个方面。随着时间的推移，这些管道系统不仅规模日益庞大，而且内部环境也日趋复杂，常常充满腐蚀、污垢、碎屑等障碍物。传统的人工检测和维护手段已经难以满足高效、安全的作业需求，尤其是在狭窄、弯曲或充满危险气体的环境中。为了应对这些挑战，管道机器人技术应运而生。管道机器人的出现显著提升了管道检测与维护的效率和安全性，特别是在危险和难以接近的地下环境中，减少了人工操作的风险。
2、现有管道机器人运动主要采用轮式或履带式的移动方式，其中轮式管道机器人依靠多个轮子与管道内壁接触，通过轮子的旋转带动轮式管道机器人前进，其适用于较为平直且管径恒定的管道；然而，在弯曲或障碍物较多的管道中，轮子的抓地力往往不足，容易出现打滑或卡顿的现象，导致轮式管道机器人难以正常通过，轮式管道机器人在复杂管道中的适应性较差，特别是在需要频繁转弯或面对多种障碍物的情况下，效率较低。相比之下，履带式管道机器人通过较大面积的履带与管道内壁接触，提供了更高的抓地力和稳定性，解决了部分轮式机器人在复杂环境中的问题。然而，履带式机器人的结构相对固定，难以在管径多变、急转弯或非标准形状的管道中保持灵活性，无法适应多样化的管道环境。因此，现有管道机器人存在难以在弯曲和障碍物多的管道中正常行进的缺点，且还存在难以在管径变化的管道中行进的问题。
技术实现思路
1、本发明为解决现有管道机器人不便在弯曲和障碍物多的管道中以及管径变化的管道中行进的问题，提供一种全向轮管道巡检机器人，该机器人便于在弯曲和障碍物多的管道中正常运行，同时还便于在不同管径和管径变化的管道中正常运行，其能够根据管道直径以及管道内的环境调整自身的轮距以及车身姿态，确保始终紧贴管道内部以保持稳定的运行，使其能够在复杂的管道环境中实现灵活移动和卓越的适应能力。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种全向轮管道巡检机器人，包括两个机器人本体和位于两个所述机器人本体之间的关节变结构，两个机器人本体通过所述关节变结构相连接。通过关节变结构可以使得两个机器人本体弯折，从而调整该机器人的姿态以便于跨越管道弯道，以使得其便于在弯曲的管道中正常运行。
3、所述机器人本体包括底板和设置在所述底板上的轮组驱动机构和轮距调节机构；所述轮组驱动机构包括轮组驱动组件、传动轴组件和全向轮组件，轮组驱动组件传动连接所述传动轴组件，传动轴组件上对称设置有两个所述全向轮组件；所述轮距调节机构用于调节两个全向轮组件之间的间距。轮组驱动组件通过传动轴组件可使得全向轮组件进行运行，以达到该机器人在管道中运行的目的；其中通过轮距调整机构可调整两个全向轮组件之间的间距，以使得该机器人可在不同管径的管道中以及管径变化的管道进行运行，同时通过调整两个全向轮组件之间的间距，还便于该机器人避开障碍物。
4、所述关节变结构包括姿态弯折组件和关节传动组件，姿态弯折组件和关节传动组件均与两个所述机器人本体相连接。通过关节传动组件以及姿态弯折组件与两个机器人本体的配合，达到使两个机器人本体弯折的目的，从而达到调整该机器人本体的姿态以便于在弯曲的管道中正常运行的效果。
5、进一步地，所述底板顶部设有用于保护轮组驱动机构和轮距调节机构的保护外壳；所述轮组驱动组件包括电机一、主动轴、从动锥齿轮和主动直齿轮，所述底板的顶部设置有电机支架一，电机一设置在所述电机支架一上，所述电机一的输出端设置有主动锥齿轮；所述底板的顶部间隔设置有两个带座轴承一，所述主动轴转动设置在两个带座轴承一之间，所述从动锥齿轮和主动直齿轮固定套设在主动轴上，从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合连接。保护外壳对轮组驱动机构和轮距调节机构起到保护的作用，通过电机一和主动锥齿轮与从动锥齿轮的配合实现主动直齿轮的同步转动。
6、进一步地，所述传动轴组件包括传动轴和从动直齿轮，所述底板的顶部还间隔设置有两个带座轴承二，传动轴与所述带座轴承二的内圈过盈配合；所述从动直齿轮固定套设在传动轴上、且位于两个所述带座轴承二之间，从动直齿轮与所述主动直齿轮啮合连接；所述传动轴两端均对称设置有两个限位滑杆。通过主动直齿轮与从动直齿轮的配合实现传动轴的同步转动，以使得传动轴带动两个全向轮组件同步转动，从而实现该机器人在管道内运行的效果。
7、进一步地，所述全向轮组件包括全向轮轴、套筒和耐磨全向轮，所述全向轮轴与套筒固定连接，耐磨全向轮固定套设在所述全向轮轴上，所述全向轮轴靠近套筒的一端套设有固定板，所述固定板与全向轮轴之间设置有轴承；所述套筒滑动套设在传动轴上，套筒上对称开设有条形滑孔，所述限位滑杆一端穿过条形滑孔且延伸至套筒的外部，限位滑杆与所述套筒滑动连接。通过限位滑杆与条形滑孔的配合实现传动轴带动全向轮轴同步转动的目的，以使得耐磨全向轮在管道内转动运行；通过耐磨全向轮以使得该机器人便于在湿滑、泥泞甚至堆积物复杂的管道中运行。
8、进一步地，所述轮距调节机构包括轮距驱动组件和轮距传动组件，所述轮距驱动组件包括电机二、定位板、二级齿轮和三级齿轮，所述底板的顶部固定设置有电机支架二，所述定位板固定设置在底板顶部，所述电机二设置在电机支架二上，电机二的输出端连接有一级齿轮；所述定位板的上部转动设置有齿轮轴，所述二级齿轮和三级齿轮分别设置在齿轮轴的两端，二级齿轮与所述一级齿轮啮合连接。
9、进一步地，所述轮距传动组件包括上连接座和下连接座，所述上连接座和下连接座的一端分别与两个所述全向轮组件相连接；所述上连接座的一端内侧固定设置有上齿轮板，所述上齿轮板与三级齿轮啮合连接；所述下连接座的内侧固定设置有下齿轮板，所述下齿轮板与三级齿轮啮合连接。通过三级齿轮与上齿轮板和下齿轮板的配合，三级齿轮转动期间可带动上连接座与下连接座相互靠近或者相互远离，从而达到调整该机器人轮距的效果，从而使得该机器人可在不同管径的管道中以及管径变化的管道中进行运行。
10、进一步地，所述底板的顶部固定设置有上滑块和下滑块，所述上滑块的顶部开设有t型槽一，下滑块的顶部开设有t型槽二；所述上连接座的底部固定设置有上底板，上底板滑动设置在所述t型槽一内；所述下连接座的底部固定设置有下底板，下底板滑动设置在所述t型槽二内。通过上底板与上滑块的配合以便于上连接座进行运动，通过下底板与下滑块的配合以便于下连接座进行运动。
11、进一步地，所述姿态弯折组件包括安装座和连接板，所述安装座呈“凵”字形结构，安装座的垂直部内侧对称设置有两个所述连接板，所述连接板一端与安装座转动连接、另一端转动连接有耳座一，两个所述耳座一分别固定设置在两个机器人本体的底板顶部。通过连接板与安装座和耳座一的配合以达到两个机器人本体可进行弯折的效果。
12、进一步地，所述安装座上垂直设置有安装板，所述安装板上固定设置有电机三，所述电机三的输出端连接有中间全向轮。通过关节传动组件与姿态弯折组件的配合可改变该机器人的姿态，在便于跨越管道弯道的同时，还可使得中间全向轮与管道内壁接触，通过电机三与中间全向轮的配合以使得该机器人本体可做旋转运动，使得该机器人可在管道内自由灵活运动，同时还便于该机器人跨越管道的弯道。
13、进一步地，所述关节传动组件包括电机四、螺纹杆、螺母端块和两个耳座二，所述电机四的输出端与螺纹杆相连接，螺母端块螺纹设置在所述螺纹杆上，所述电机四和螺母端块的一侧均设置有转动轴，两个所述转动轴分别与两个耳座二转动连接，两个所述耳座二分别固定设置在两个机器人本体的底板顶部。通过螺母端块在螺纹块上运动，以使得连接板进行运动，进而实现两个机器人本体弯折的目的。
14、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
15、1.本发明的结构合理、使用效果好，在便于在弯曲和障碍物多的管道中正常运行的同时，还便于在不同管径和管径变化的管道中正常运行，其能够根据管道直径以及管道内的环境调整自身的轮距以及车身姿态，确保始终紧贴管道内部以保持稳定的运行，使其能够在复杂的管道环境中实现灵活移动和卓越的适应能力，应用范围广泛。
16、2.本发明的耐磨全向轮和中间全向轮采用耐磨材质制成，以使得该机器人能够在湿滑、泥泞甚至是堆积物复杂的管道中保持强大的抓地力和运动稳定性，确保在弯曲、管径变化以及障碍物遍布的管道环境下依然能够流畅的移动。
17、3.本发明通过两个机器人本体和关节变结构构成，两个机器人本体由单独的轮组驱动机构驱动运行，实现该机器人在管道内的灵活运动，其中轮组驱动组件通过传动轴组件可使得全向轮组件进行运行，以达到该机器人在管道中运行的目的。
18、4.本发明通过轮距调整机构实现调整两个全向轮组件之间的间距的目的，以达到该机器人可在不同管径的管道中以及管径变化的管道进行运行的效果，同时通过调整两个全向轮组件之间的间距，还便于该机器人避开障碍物；其中减小两个全向轮组件之间的间距便于避开障碍物，增大两个全向轮组件之间的间距可使得耐磨全向轮紧贴管道内壁，避免出现打滑和卡阻的现象，使其在复杂的管道环境中依然高效、稳定地完成检测、维护和清理任务；通过限位滑杆与条形滑孔的配合实现传动轴带动全向轮轴同步转动的目的，以使得耐磨全向轮在管道内转动运行的同时，还使得套筒可在传动轴上伸缩以便于调整两个相对应的耐磨全向轮之间的间距。
19、5.本发明关节变结构的关节传动组件和姿态弯折组件实现两个机器人本体弯折的目的，从而达到调整该机器人本体的姿态以便于在弯曲的管道中正常运行的效果；通过关节传动组件螺母端块在螺纹块上的运动，实现两个机器人本体弯折和结构的变化，达到便于该机器人在弯曲的管道中正常运行的效果。
20、6.本发明通过关节传动组件与姿态弯折组件的配合改变该机器人的姿态，在便于跨越管道弯道的同时，还可使得中间全向轮与管道内壁接触，通过电机三与中间全向轮的配合以使得该机器人本体可做旋转运动，使得该机器人可在管道内自由灵活运动，同时还便于该机器人跨越管道的弯道。
1.一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，包括两个机器人本体和位于两个所述机器人本体之间的关节变结构，两个机器人本体通过所述关节变结构相连接；
2.根据权利要求1所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述底板（1）顶部设有用于保护轮组驱动机构和轮距调节机构的保护外壳（2）；所述轮组驱动组件包括电机一（4）、主动轴（7）、从动锥齿轮（8）和主动直齿轮（9），所述底板（1）的顶部设置有电机支架一（3），电机一（4）设置在所述电机支架一（3）上，所述电机一（4）的输出端设置有主动锥齿轮（5）；所述底板（1）的顶部间隔设置有两个带座轴承一（6），所述主动轴（7）转动设置在两个带座轴承一（6）之间，所述从动锥齿轮（8）和主动直齿轮（9）固定套设在主动轴（7）上，从动锥齿轮（8）与所述主动锥齿轮（5）啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述传动轴组件包括传动轴（11）和从动直齿轮（13），所述底板（1）的顶部还间隔设置有两个带座轴承二（10），传动轴（11）与所述带座轴承二（10）的内圈过盈配合；所述从动直齿轮（13）固定套设在传动轴（11）上、且位于两个所述带座轴承二（10）之间，从动直齿轮（13）与所述主动直齿轮（9）啮合连接；所述传动轴（11）两端均对称设置有两个限位滑杆（12）。
4.根据权利要求3所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述全向轮组件包括全向轮轴（14）、套筒（15）和耐磨全向轮（19），所述全向轮轴（14）与套筒（15）固定连接，耐磨全向轮（19）固定套设在所述全向轮轴（14）上，所述全向轮轴（14）靠近套筒（15）的一端套设有固定板（17），所述固定板（17）与全向轮轴（14）之间设置有轴承（18）；所述套筒（15）滑动套设在传动轴（11）上，套筒（15）上对称开设有条形滑孔（16），所述限位滑杆（12）一端穿过条形滑孔（16）且延伸至套筒（15）的外部，限位滑杆（12）与所述套筒（15）滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述轮距调节机构包括轮距驱动组件和轮距传动组件，所述轮距驱动组件包括电机二（21）、定位板（23）、二级齿轮（25）和三级齿轮（26），所述底板（1）的顶部固定设置有电机支架二（20），所述定位板（23）固定设置在底板（1）顶部，所述电机二（21）设置在电机支架二（20）上，电机二（21）的输出端连接有一级齿轮（22）；所述定位板（23）的上部转动设置有齿轮轴（24），所述二级齿轮（25）和三级齿轮（26）分别设置在齿轮轴（24）的两端，二级齿轮（25）与所述一级齿轮（22）啮合连接。
6.根据权利要求5所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述轮距传动组件包括上连接座（27）和下连接座（30），所述上连接座（27）和下连接座（30）的一端分别与两个所述全向轮组件相连接；所述上连接座（27）的一端内侧固定设置有上齿轮板（29），所述上齿轮板（29）与三级齿轮（26）啮合连接；所述下连接座（30）的内侧固定设置有下齿轮板（32），所述下齿轮板（32）与三级齿轮（26）啮合连接。
7.根据权利要求6所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述底板（1）的顶部固定设置有上滑块（33）和下滑块（34），所述上滑块（33）的顶部开设有t型槽一，下滑块（34）的顶部开设有t型槽二；所述上连接座（27）的底部固定设置有上底板（28），上底板（28）滑动设置在所述t型槽一内；所述下连接座（30）的底部固定设置有下底板（31），下底板（31）滑动设置在所述t型槽二内。
8.根据权利要求1所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述姿态弯折组件包括安装座（35）和连接板（39），所述安装座（35）呈“凵”字形结构，安装座（35）的垂直部内侧对称设置有两个所述连接板（39），所述连接板（39）一端与安装座（35）转动连接、另一端转动连接有耳座一（40），两个所述耳座一（40）分别固定设置在两个机器人本体的底板（1）顶部。
9.根据权利要求8所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述安装座（35）上垂直设置有安装板（36），所述安装板（36）上固定设置有电机三（37），所述电机三（37）的输出端连接有中间全向轮（38）。
10.根据权利要求1所述的一种全向轮管道巡检机器人，其特征在于，所述关节传动组件包括电机四（43）、螺纹杆（44）、螺母端块（45）和两个耳座二（41），所述电机四（43）的输出端与螺纹杆（44）相连接，螺母端块（45）螺纹设置在所述螺纹杆（44）上，所述电机四（43）和螺母端块（45）的一侧均设置有转动轴（42），两个所述转动轴（42）分别与两个耳座二（41）转动连接，两个所述耳座二（41）分别固定设置在两个机器人本体的底板（1）顶部。
