1.一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人，其特征在于：包括運動機構、檢測組件、傳感器組件與控制器共四個部分；其中運動機構由頭部、中間、尾部三節獨立模塊構成，各模塊間通過機械接口實現連接，支持模塊的單獨拆卸、更換與重組，提高了機器人的可擴展性與維護便捷性，每節由驅動單元、折疊單元與轉向單元組成，為機器人提供軸向驅動、徑向折疊與偏航轉向三自由度協同運動能力，通過多模態運動適應復雜管道拓撲結構；檢測組件包括環形照明燈、高清攝像頭、舵機云臺，用于獲取管內高清圖像并能動態調整照明亮度與觀測角度；傳感器組件包括光電編碼器、九軸姿態傳感器與壓力傳感器，用于實時監測機器人運動狀態；控制器基于傳感器組件反饋信息，實現對機器人系統的閉環控制，同時處理與分析檢測組件的圖像信息。
2.根據權利要求1所述的一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人，其特征在于：所述驅動單元包括驅動軸(1)、驅動電機(2)、主動驅動錐齒輪(3)、從動驅動錐齒輪(4)、傳動軸(5)、驅動輪(6)；所述驅動電機(2)的輸出軸固連所述驅動軸(1)，所述主動驅動錐齒輪(3)套設在所述驅動軸(1)上，并與所述從動驅動錐齒輪(4)正交嚙合；所述從動驅動錐齒輪(4)通過過盈配合固定于所述傳動軸(5)中部，所述傳動軸(5)兩端通過軸承座安裝所述驅動輪(6)。
3.根據權利要求1所述的一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人，其特征在于：所述折疊單元包括折疊電機(7)、主動折疊蝸桿(8)、被動折疊蝸輪(9)、折疊軸(10)、被動折疊齒輪一(11)、被動折疊齒輪二(12)、折疊套桿(13)、支撐壓緊板二(14)、支撐軸承二(15)；所述折疊電機(7)的輸出軸固連所述主動折疊蝸桿(8)，與所述被動折疊蝸輪(9)嚙合形成一級減速；所述被動折疊蝸輪(9)通過平鍵與所述折疊軸(10)剛性連接，所述折疊軸(10)兩端通過所述支撐軸承二(15)安裝所述被動折疊齒輪一(11)；所述被動折疊齒輪一(11)與所述折疊套桿(13)端部的所述被動折疊齒輪二(12)外嚙合，所述支撐壓緊板二(14)通過螺栓對所述被動折疊齒輪一(11)進行軸向限位；當所述折疊電機(7)啟動時，所述蝸桿蝸輪副將動力傳遞至所述折疊軸(10)，帶動所述被動折疊齒輪一(11)旋轉，驅動所述被動折疊齒輪二(12)帶動所述折疊套桿(13)徑向伸縮。
4.根據權利要求1所述的一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人，其特征在于：轉向單元包括轉向電機(16)、主動轉向齒輪(17)、從動轉向齒輪(18)、轉向軸一(19)、轉向蝸桿(20)、轉向蝸輪(21)、支撐三通(22)、轉向軸二(23)、支撐壓緊板一(24)、支撐軸承一(25)與機體外殼(26)；所述轉向電機(16)輸出軸安裝所述主動轉向齒輪(17)，與套設在所述轉向軸一(19)上的所述從動轉向齒輪(18)嚙合；所述轉向軸一(19)通過所述支撐軸承一(25)安裝于所述支撐壓緊板一(24)，所述轉向蝸桿(20)通過平鍵與所述轉向軸一(19)連接，并與所述轉向蝸輪(21)正交嚙合；所述轉向蝸輪(21)的內孔與所述支撐三通(22)過盈配合，所述轉向軸二(23)貫穿所述支撐三通(22)的通孔并固連；當所述轉向電機(16)啟動時，所述齒輪副驅動所述轉向蝸桿(20)旋轉，帶動所述轉向蝸輪(21)及所述支撐三通(22)轉動，進而使所述轉向軸二(23)繞管道徑向偏轉，調節所述驅動輪(6)的轉向角度。
5.根據權利要求1所述的一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人，其特征在于：所述檢測組件(27)安裝于頭部運動機構前端，包括環形照明燈(28)、高清攝像頭(29)、舵機云臺，其所述舵機云臺包括云臺舵機一(30)、云臺舵機二(31)、云臺舵臂(32)、云臺連接件(33)、云臺夾臂(34)、云臺夾扣(35)、云臺底座(36)；所述環形照明燈(28)環繞布置在所述高清攝像頭(29)周圍，所述云臺夾扣(35)通過螺栓夾持所述高清攝像頭(29)，所述云臺夾臂(34)與所述云臺連接件(33)鉸接，所述云臺舵臂(32)通過所述云臺舵機一(30)驅動；當云臺舵機一(30)旋轉角度θ1時，云臺夾臂(34)帶動攝像頭(29)的俯仰角α滿足：
6.一種模塊化三自由度自適應管道巡檢機器人控制系統，其特征在于它包括控制器、檢測組件(27)、傳感器組件(37)與運動機構；所述傳感器組件(37)包括光電編碼器、九軸姿態傳感器與壓力傳感器；所述光電編碼器實時采集所述驅動電機(2)、所述折疊電機(7)與所述轉向電機(16)的轉速信號；所述九軸姿態傳感器安裝于各節機體內部，通過卡爾曼濾波融合加速度計、陀螺儀與磁力計數據，輸出俯仰角θ、偏航角ψ與橫滾角φ；所述壓力傳感器嵌入所述折疊套桿(13)內部，監測施加于管壁的正壓力；所述控制器接收傳感器數據與檢測組件圖像數據后，執行以下閉環控制：①根據姿態角與壓力反饋，調節所述折疊電機(7)的pwm占空比，控制所述驅動輪(6)的徑向擴張量；②基于編碼器脈沖差值，通過矢量控制算法分配三節所述驅動電機(2)的輸出扭矩；③根據目標轉向角度與當前角度偏差，采用pid算法調整所述轉向電機(16)的轉速，進而控制所述驅動輪(6)的徑向旋轉角度；④調節所述環形照明燈(28)的亮度并調整所述舵機云臺的旋轉角度，獲取管內曝光正常且清晰的全景圖像，再通過圖像識別算法分析所述高清攝像頭(29)采集的管內圖像，并標記裂縫、腐蝕等缺陷區域。