本实用新型涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种可变结构的管道检测装置。
背景技术：
针对管道检测行业的技术要求，目前已有多款管道检测装置，其结构比较复杂，检测方法精度低、速度慢，且工作量大，易产生较大误差，同时受不同规格的管径限制，检测范围会受到较大的影响。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种可以结构简单，方便使用，测量范围大，检测精度高的可变结构的管道检测装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种可变结构的管道检测装置，包括底座、行走机构、平移机构、升降机构和旋转测量机构；所述行走机构包括安装在底座下端的万向滚珠和2个后轮以及用于驱动后轮移动的动力机构；所述平移机构安装在底座上且用于带动升降机构沿水平方向移动，所述升降机构安装在所述平移机构上且用于带动旋转测量机构沿竖直方向升降，所述旋转测量机构用于带动激光探头旋转以利用激光探头对管道进行检测，所述底座下端还固定安装有电磁铁。
这样，该管道检测装置通过万向滚珠和后轮移动，能够测量管道内表面的粗糙度，圆度及直径。升降装置、平移装置及旋转装置可以在管道内可以根据管道内不同尺寸自适应调节结构。到达检测位置后自动定位稳定，提高检测精度。电磁铁吸附在管道表面进行固定装置，完成测量后电磁铁失电，装置继续行走。
其中，所述动力机构包括固定安装在底座下端的两个步进电机，所述步进电机的输出轴固定连接有驱动轴，所述后轮中间的轮轴通过轮架与底座连接，所述底座向下固定安装有行走齿轮箱，所述驱动轴与行走齿轮箱连接，所述行走齿轮箱与轮轴连接。步进电机运动，将动力传递给驱动轴，使得驱动轴旋转，在齿轮箱中锥齿轮的作用下改变旋转方向，使得后轮旋转。使得装置在纵深管道里可以自由行走。在弯道处，利用差速转向原理，控制两个后轮不同转速实现转向。
其中，所述平移机构包括固定安装在底座上的水平丝杠支架，所述水平丝杠支架上转动安装有水平丝杠，所述水平丝杠支架上固定安装有与水平丝杠平行的水平导轨，所述水平丝杠上旋接配合有水平螺母，所述水平螺母滑动配合在水平导轨上，所述底座上固定安装有水平驱动电机，所述水平驱动电机通过齿轮箱减速机构与丝杠连接。水平驱动电机旋转经齿轮箱减速机构驱动水平丝杆旋转，水平螺母在水平丝杆的作用下将旋转运动变成滑动，在水平导轨的辅助作用下实现了装置的轴向精密平移，精确检测管道状态。
其中，所述水平螺母向上固定安装有支座，所述升降机构包括固定安装在支座上的竖向丝杠支架，所述竖向丝杠之间通过竖向导轨固定连接，所述竖向丝杠支架上转动安装有竖向丝杠，所述竖向丝杠上旋接配合有竖向螺母，所述竖向导轨上滑动配合有滑块，所述竖向螺母与所述滑块固定连接，所述支座上固定安装有竖向驱动电机，所述竖向驱动电机的输出轴通过齿轮传动与竖向丝杠下端传动连接，所述竖向螺母向外固定安装有检测台。竖向驱动电机旋转，经过齿轮传动，驱动竖向丝杆旋转，竖向螺母在竖向丝杆的作用下，上下滑动平移。
其中，所述旋转测量机构包括固定安装在检测台上的转轴支架，所述转轴支架上转动安装有转轴，所述转轴一端通过轴承座安装有转臂固定座，所述转臂固定座通过锁紧螺帽安装有旋转臂，所述激光探头安装在所述旋转臂一端，所述检测台上还固定安装有旋转电机，所述旋转电机通过减速齿轮箱与转轴连接；所述转轴上安装有编码器，所述检测台上安装有限位开关。
这样，在升降结构和平移结构的协作下到达最佳测量位置后。旋转电机转动，经过减速齿轮箱驱动旋转轴转动，编码器将旋转的角位移转化为脉冲信号，并控制角位移，使得旋转电机运行平稳，检测精准。旋转臂旋转，激光探头随之转动，检测管道内壁状态。旋转臂最大转角360度，到达360度，限位开关打开。在平移机构的作用下旋转测量机构横向平移，旋转测量机构继续测量，从而精确测量管道3维信息。测量结束后打开限位开关，提高装置稳定。限位开关为了控制旋转臂旋转角度。
根据旋转测量机构的激光探头转动，测量管道上顶面与下底面的距离，然后在升降机构的作用下使得上下距离一样最大接近管道的中心线位置，使得可变结构处于最佳测量位置。
其中，所述旋转臂未安装激光探头的一端固定安装有配重块。防止旋转过程倾覆。
综上，本可变结构的管道检测装置具有以下有益效果：
该管道检测装置通过万向滚珠和后轮移动，能够测量管道内表面的粗糙度，圆度及直径。升降装置、平移装置及旋转装置可以在管道内可以根据管道内不同尺寸自适应调节结构，适用范围广，测量精度高。到达检测位置后自动定位稳定，提高检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是行走机构的结构示意图。
图3是平移机构的结构示意图。
图4是升降机构的结构示意图。
图5是旋转测量机构的结构示意图。
附图中，1.升降机构，2.旋转测量机构，3.限位开关，4.行走机构，5.电磁铁，6.平移机构，7.配重块，8.激光探头，9.万向滚珠，10.步进电机，11.驱动轴，12.后轮，13.行走齿轮箱，14.水平丝杆，15.水平导轨，16.水平螺母，17.水平驱动电机，18.齿轮箱减速机构，19.竖向螺母，20.竖向丝杆，21.竖向驱动电机，22.齿轮，23.滑块，24.竖向导轨，25.旋转臂，26.转臂固定座，28.减速齿轮箱，29.编码器，30.旋转电机，31.轴承座，32.锁紧螺帽，33.激光探头，34.转轴。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
参照图1-5，一种可变结构的管道检测装置，包括底座、行走机构、平移机构、升降机构和旋转测量机构；所述行走机构包括安装在底座下端的万向滚珠和2个后轮以及用于驱动后轮移动的动力机构；所述平移机构安装在底座上且用于带动升降机构沿水平方向移动，所述升降机构安装在所述平移机构上且用于带动旋转测量机构沿竖直方向升降，所述旋转测量机构用于带动激光探头旋转以利用激光探头对管道进行检测，所述底座下端还固定安装有电磁铁。
这样，该管道检测装置通过万向滚珠和后轮移动，能够测量管道内表面的粗糙度，圆度及直径。升降装置、平移装置及旋转装置可以在管道内可以根据管道内不同尺寸自适应调节结构。到达检测位置后自动定位稳定，提高检测精度。电磁铁吸附在管道表面进行固定装置，完成测量后电磁铁失电，装置继续行走。
其中，所述动力机构包括固定安装在底座下端的两个步进电机，所述步进电机的输出轴固定连接有驱动轴，所述后轮中间的轮轴通过轮架与底座连接，所述底座向下固定安装有行走齿轮箱，所述驱动轴与行走齿轮箱连接，所述行走齿轮箱与轮轴连接。步进电机运动，将动力传递给驱动轴，使得驱动轴旋转，在齿轮箱中锥齿轮的作用下改变旋转方向，使得后轮旋转。使得装置在纵深管道里可以自由行走。在弯道处，利用差速转向原理，控制两个后轮不同转速实现转向。
其中，所述平移机构包括固定安装在底座上的水平丝杠支架，所述水平丝杠支架上转动安装有水平丝杠，所述水平丝杠支架上固定安装有与水平丝杠平行的水平导轨，所述水平丝杠上旋接配合有水平螺母，所述水平螺母滑动配合在水平导轨上，所述底座上固定安装有水平驱动电机，所述水平驱动电机通过齿轮箱减速机构与丝杠连接。水平驱动电机旋转经齿轮箱减速机构驱动水平丝杆旋转，水平螺母在水平丝杆的作用下将旋转运动变成滑动，在水平导轨的辅助作用下实现了装置的轴向精密平移，精确检测管道状态。
其中，所述水平螺母向上固定安装有支座，所述升降机构包括固定安装在支座上的竖向丝杠支架，所述竖向丝杠之间通过竖向导轨固定连接，所述竖向丝杠支架上转动安装有竖向丝杠，所述竖向丝杠上旋接配合有竖向螺母，所述竖向导轨上滑动配合有滑块，所述竖向螺母与所述滑块固定连接，所述支座上固定安装有竖向驱动电机，所述竖向驱动电机的输出轴通过齿轮传动与竖向丝杠下端传动连接，所述竖向螺母向外固定安装有检测台。竖向驱动电机旋转，经过齿轮传动，驱动竖向丝杆旋转，竖向螺母在竖向丝杆的作用下，上下滑动平移。
其中，所述旋转测量机构包括固定安装在检测台上的转轴支架，所述转轴支架上转动安装有转轴，所述转轴一端通过轴承座安装有转臂固定座，所述转臂固定座通过锁紧螺帽安装有旋转臂，所述激光探头安装在所述旋转臂一端，所述检测台上还固定安装有旋转电机，所述旋转电机通过减速齿轮箱与转轴连接；所述转轴上安装有编码器，所述检测台上安装有限位开关。
这样，在升降结构和平移结构的协作下到达最佳测量位置后。旋转电机转动，经过减速齿轮箱驱动旋转轴转动，编码器将旋转的角位移转化为脉冲信号，并控制角位移，使得旋转电机运行平稳，检测精准。旋转臂旋转，激光探头随之转动，检测管道内壁状态。旋转臂最大转角360度，到达360度，限位开关打开。在平移机构的作用下旋转测量机构横向平移，旋转测量机构继续测量，从而精确测量管道3维信息。测量结束后打开限位开关，提高装置稳定。限位开关为了控制旋转臂旋转角度。
根据旋转测量机构的激光探头转动，测量管道上顶面与下底面的距离，然后在升降机构的作用下使得上下距离一样最大接近管道的中心线位置，使得可变结构处于最佳测量位置。
其中，所述旋转臂未安装激光探头的一端固定安装有配重块。防止旋转过程倾覆。
具体的，还包括plc控制，用于接收激光探头、限位开关、编码器以及电机和电磁铁的信号。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
1.一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，包括底座、行走机构、平移机构、升降机构和旋转测量机构；所述行走机构包括安装在底座下端的万向滚珠和2个后轮以及用于驱动后轮移动的动力机构；所述平移机构安装在底座上且用于带动升降机构沿水平方向移动，所述升降机构安装在所述平移机构上且用于带动旋转测量机构沿竖直方向升降，所述旋转测量机构用于带动激光探头旋转以利用激光探头对管道进行检测，所述底座下端还固定安装有电磁铁。
2.根据权利要求1所述的一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，所述动力机构包括固定安装在底座下端的两个步进电机，所述步进电机的输出轴固定连接有驱动轴，所述后轮中间的轮轴通过轮架与底座连接，所述底座向下固定安装有行走齿轮箱，所述驱动轴与行走齿轮箱连接，所述行走齿轮箱与轮轴连接。
3.根据权利要求2所述的一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，所述平移机构包括固定安装在底座上的水平丝杠支架，所述水平丝杠支架上转动安装有水平丝杠，所述水平丝杠支架上固定安装有与水平丝杠平行的水平导轨，所述水平丝杠上旋接配合有水平螺母，所述水平螺母滑动配合在水平导轨上，所述底座上固定安装有水平驱动电机，所述水平驱动电机通过齿轮箱减速机构与丝杠连接。
4.根据权利要求3所述的一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，所述水平螺母向上固定安装有支座，所述升降机构包括固定安装在支座上的竖向丝杠支架，所述竖向丝杠之间通过竖向导轨固定连接，所述竖向丝杠支架上转动安装有竖向丝杠，所述竖向丝杠上旋接配合有竖向螺母，所述竖向导轨上滑动配合有滑块，所述竖向螺母与所述滑块固定连接，所述支座上固定安装有竖向驱动电机，所述竖向驱动电机的输出轴通过齿轮传动与竖向丝杠下端传动连接，所述竖向螺母向外固定安装有检测台。
5.根据权利要求4所述的一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，所述旋转测量机构包括固定安装在检测台上的转轴支架，所述转轴支架上转动安装有转轴，所述转轴一端通过轴承座安装有转臂固定座，所述转臂固定座通过锁紧螺帽安装有旋转臂，所述激光探头安装在所述旋转臂一端，所述检测台上还固定安装有旋转电机，所述旋转电机通过减速齿轮箱与转轴连接；所述转轴上安装有编码器，所述检测台上安装有限位开关。
6.根据权利要求5所述的一种可变结构的管道检测装置，其特征在于，所述旋转臂未安装激光探头的一端固定安装有配重块。
技术总结