CN107631123A - 一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法，包括上盖，被配置于机器人顶部底盘，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体，至少两个对称设置于底盘前进方向的两侧；电机，配置于底盘上，分别与轮体对应连接；万向轮，设置于底盘前进方向的后端；还包括舵机，被配置于底盘前端；距离测量单元，配置于舵机和底盘上；电池，配置于底盘上；距离测量单元包括设置于舵机上的第一测量单元和设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元；第一测量单元用于测量机器人前进方向的距离信息；第二测量单元用于测量机器人前进方向两侧的距离信息。本发明具有探测距离长、续航时间久，可自动识别障碍物并选择路线等特点。

Description

一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于机器人领域，具体地说，涉及一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法，用于对管道内壁进行录像查看内壁褶皱，裂纹、漏孔、堵塞等。

背景技术

随着现代化和城市化的步伐加快，管道作为一种重要的物料输送方式被广泛应用，管道运输具有成本低廉、运载量大和运输持续性等诸多优点，在当今社会的运输体系中占据着重要的地位。管道在长时间的运输过程中，就会在管道内积累污物，并且管道壁也会受损变薄甚至局部破裂，这些都制约着管道运输的发展。由于管道的管壁随着时间的流逝以及液体的腐蚀容易变薄，损坏，易产生裂缝等问题，从而导致管道泄漏。我国管道大部分分布在人口比较密集的地方，一旦发生腐蚀泄漏问题，不但是自然资源的浪费，还会造成爆炸或者火灾事故，严重威胁国家和人民的生命财产安全。

目前，在管道的现场检测过程中，仍然依赖于人工检测，显然的，人工检测管道是否泄漏既费时又费力，并且有的地方人工不易检测。在时代与发展的浪潮中，管道检测机器人走入人们的视线，但是因管道具有封闭性的特点，且有些管道埋在地下，管道内积累污物和管道壁也会受损变薄甚至局部破裂无法发现，影响管道运输且有一定的安全隐患，这就需要管道机器人进入管道内部，对管道内部进行检查，但是管道有拐弯的地方，当管道机器人经过管道拐弯的地方，难以转向，无法继续完成管道的检测，与此同时，现有管道机器人大多采用有线供电模式，整体设备复杂、使用不方便，少数可以远程供电的管道机器人造价成本有机器昂贵，且续航问题也没能得到有效的解决。

申请号为CN 201621166552.0的中国专利公开了一种带有转向装置的管道检测机器人，包括底板，所述底板的上表面固定连接有轴承，所述轴承的内表面固定连接有转杆，所述转杆的表面固定连接有第一活动杆，所述第一活动杆的表面固定连接有固定块，所述固定块的一侧面固定连接有圆杆，所述圆杆套接在第二活动杆一侧面开设的通孔内。

申请号为CN 201621205805.0的中国专利公开了一种管道检测机器人，包括：机器人本体、机械爪、行走机构、检测装置及单片机，单片机通过L928N电机驱动芯片控制行走机构运行，MR996R舵机控制机械爪环抱在待测管道上，MR996R舵机由单片机驱动，检测装置设置在机械爪上；检测装置将检测到的数据传输至单片机，包括：湿度传感器、气体传感器及红外避障传感器。

上述两个专利虽然解决了管道检测中的一些问题，但仍然存在着管道机器人操作复杂、需专业人员操作，探测距离短、续航时间不长，无法有效实施控制等不足。

因此，有必要对现有技术的不足和缺陷进行改进，提供一种结构简单、操作容易，探测距离长、续航时间久，可自动识别障碍物并选择路线，克服人工有线控制的热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的热力管道探测机器人；

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述热力管道探测机器人的控制系统；

本发明的再一个目的在于提供一种热力管道探测机器人的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种热力管道探测机器人，包括上盖，被配置于机器人顶部；底盘，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体，至少两个对称设置于底盘前进方向的两侧；电机，配置于底盘上，分别与轮体对应连接；万向轮，设置于底盘前进方向的后端；还包括舵机，被配置于底盘前端；距离测量单元，配置于舵机和底盘上；电池，配置于底盘上。

其中，舵机旋转角度为水平方向±45°，机器人在管道内遇到障碍时，舵机可以有效的观察周围的环境，进而便于机器人做出判断。

另外，距离测量单元包括设置于舵机上的第一测量单元和设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元；所述第一测量单元用于测量机器人前进方向的距离信息；所述第二测量单元用于测量机器人前进方向两侧的距离信息，多个距离测量单元的设置使得机器人对周围环境距离信息更加敏感，使得机器人在管道内的行进更加准确。

进一步地，距离测量单元测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机停止运行，在一定范围值内，保证了机器人设备的整体安全，也使得距离测量单元可以有效的进行周围环境距离的测量。

更进一步地，所述热力管道探测机器人还包括设置于底盘上的重力测量单元，对机器人的重心进行实时的监测，重力测量单元的设置使得机器人的重心得到了有效的保证，使得机器人在行进过程中保持了平衡。

一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述所述的一种热力管道探测机器人，此外，还包括信号录像模块、监测模块、电机驱动模块、主控模块；所述信号录像模块设置于底盘前端，与主控模块通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块与距离测量单元一一通讯连接，并与主控模块通讯连接；所述电机驱动模块与电机一一通讯连接，并与主控模块通讯连接；所述主控模块对各模块传回的数据进行分析并发出相应指令。

进一步地，所述监测模块分别与设置于底盘前端的第一测量单元、设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元和设置于底盘的重力测量单元通讯连接，监测模块分别监测机器人前端和两侧的周围距离信息，当发现报警信息时，将信号发送给主控模块，保证了机器人运行的安全。

更进一步地，所述主控模块还包括信息存储模块和无线传输模块；所述信息存储模块用于储存信号录像模块传回的图像信息；当主控模块连入无线网络时，所述无线传输模块将信号录像模块观测到的图像信息实时传输给远程终端。

一种热力管道探测机器人的控制方法，其步骤包括：

S1.系统供电，主控模块向信号录像模块发送信号，信号录像模块开始录制；

S2.距离测量单元测量机器人周围距离信息，并与监测模块通讯连接；

S3.当机器人与周围距离大于40厘米时，主控模块向电机驱动模块发送信号，热力管道探测机器人沿直线向前运行；

S4.当机器人与周围距离小于40厘米时，机器人停止运行；

S5.主控模块向监测模块发送信号，监测模块控制舵机水平方向左右旋转45度；

S6.第一测距单元将测量信息传回监测模块及主控模块，主控模块判断左面距离是否小于右面，如果是则向发电机驱动模块出右转信号，否则发出左转信号。

同时，当机器人倾斜达到一定角度时，监测模块监测到重力测量单元的信息，监测模块将信号传递给主控模块，主控模块向电机驱动模块发出信号，电机驱动模块控制电机转向，进而调整机器人倾斜角度，使得机器人倾斜角度处于设定范围之内。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1机器人本体的设置具有结构简单、操作容易等特点，在保证功能的前提下，尽可能的降低了成本；

2配备高容量电池后，机器人的探测距离长、续航时间久，可完成长距离、长时间的检测任务；

3舵机、距离测量单元以及主控单元的设置，使得机器人可以有效的自动识别障碍物并选择合理路线，提高了效率的同时，有效的降低了使用经济成本和时间成本；

4机器人有效的克服了人工有线控制的弊端，实现无线长距离作业的同时，可以实现人工无线实时操作。

5多元化的设置和软硬件多样性的结合，使得管道机器人可以适应复杂地形的作业条件，影像录制以及远程无线实时监控更使得任务的完成具备多样性的选择，在合理利用资源的前提下，高效、准确、及时的完成管道检测任务。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。

在附图中：

图1是本发明热力管道探测机器人示意图；

图2是本发明热力管道探测机器人示意图2；

图3是本发明热力管道探测机器人内部示意图；

图4是本发明热力管道探测机器人内部俯视图示意图；

图5是本发明热力管道探测机器人控制系统流程示意图；

图6是本发明热力管道探测机器人控制系统流程示意图2；

图7是本发明热力管道探测机器人控制方法示意图。

图中：1、底盘；2、轮体；3、电机；4、万向轮；5、舵机；6、距离测量单元；601、第一测量单元；602、第二测量单元；7、电池；8、重力测量单元；9、信号录像模块；10、监测模块；11、电机驱动模块；12、主控模块；13、信息存储模块；14、无线传输模块；15、远程终端；16、前端；17、后端；18、前进方向；19、上盖；20、超声波测距模块；21、光电开关；22、红外传感器；23、数字加速器；24、重力感应芯片；25、单片机；26、射频模块；27、SD卡。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明一种热力管道探测机器人，包括上盖19，被配置于机器人顶部；底盘1，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体2，至少两个对称设置于底盘1前进方向18的两侧；电机3，配置于底盘1上，分别与轮体2对应连接；万向轮4，设置于底盘1前进方向18的后端17；还包括舵机5，被配置于底盘1前端16；距离测量单元6，配置于舵机5和底盘1上；电池7，配置于底盘1上，所述电池7为可充电的蓄电池7，设置有8mm纯铜接线柱，电池7接线柱开孔，电源线插入拧紧螺帽，接线柱外包绝缘材料防止漏电。

此外，热力管道探测机器人的底盘1前端16还设置有舵机5，所述舵机5可在水平范围内旋转，在使用时可通过主控模块12将舵机5的旋转范围控制在水平方向的±45°，这样设置使得热力管道探测机器人在管道内遇到障碍时，观察视角覆盖范围尽可能的达到整个移动的前端16。

具体来说，舵机5的控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机3驱动芯片决定舵机5的正反转。当舵机5转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，舵机5停止转动。

舵机5的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms～2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系设置如下：0.5ms至0度；1.0ms至45度；1.5ms至90度；2.0ms至135度；2.5ms至180度。

同时，距离测量单元6包括设置于舵机5上的第一测量单元601和设置于底盘1前进方向18两侧的第二测量单元602；所述第一测量单元601用于测量机器人前进方向18的距离信息，第一测量单元601为超声波测距模块20(附图中未标出)；所述第二测量单元602用于测量机器人前进方向18两侧的距离信息，第二测量单元602为光电开关21(附图中未标出)即红外传感器22(附图中未标出)，多个距离测量单元6的设置使得机器人对周围环境距离信息更加敏感，使得机器人在管道内的行进更加准确。

进一步地，距离测量单元6测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机3停止运行，在一定范围值内，保证了机器人设备的整体安全，也使得距离测量单元6可以有效的进行周围环境距离的测量。

更进一步地，所述热力管道探测机器人还包括设置于底盘1上的重力测量单元8，重力测量单元8的设置使得机器人的重心得到了有效的保证，使得机器人在行进过程中保持了平衡，所述重力测量单元8为数字加速器23(附图中未标出)，数字加速器23(附图中未标出)内部设有重力感应芯片24(附图中未标出)。

由于该机器人在管道内运行，则必须采用机器人稳定系统，来保障该机器人在管道内运行时不至于翻车，稳定芯片采用数字加速器23(附图中未标出)，是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI(3线或4线)或I 2C数字接口访问。数字加速器23(附图中未标出)可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。该器件提供多种特殊检测功能，活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生，敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。本设计利用数字加速器23(附图中未标出)测出车身倾斜角度。当左倾斜大于5度时左轮加速右轮停止，反之右轮加速左轮停止，来保障车身平衡。

如图5至图6所示，本发明一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述所述的一种热力管道探测机器人，此外，还包括信号录像模块9、监测模块10、电机驱动模块11、主控模块12；所述信号录像模块9设置于底盘1前端16，与主控模块12通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块10与距离测量单元6一一通讯连接，并与主控模块12通讯连接；所述电机驱动模块11与电机3一一通讯连接，并与主控模块12通讯连接；所述主控模块12对各模块传回的数据进行分析并发出相应指令，所述主控模块12采用单片机25(附图中未标出)作为控制芯片，当监测模块10检测到数据时会上传给主控模块12，由主控芯片发出控制指令试电机3转动，从而实现在管道内自动前进，遇到弯头自动转向的功能。

其中，录像模块在打开电源开关后会自动录制影像并存储到内置SD卡27(附图中未标出)内，在机器人工作过程中，全程录像。

进一步地，所述监测模块10分别与设置于底盘1前端16的第一测量单元601、设置于底盘1前进方向18两侧的第二测量单元602和设置于底盘1的重力测量单元8通讯连接，监测模块10分别监测机器人前端16和两侧的周围距离信息，当发现报警信息时，将信号发送给主控模块12，保证了机器人运行的安全。

更进一步地，所述主控模块12还包括信息存储模块13和无线传输模块14；所述信息存储模块13用于储存信号录像模块9传回的图像信息；当主控模块12连入无线网络时，所述无线传输模块14将信号录像模块9观测到的图像信息实时传输给远程终端15。

如图7所示，本发明一种热力管道探测机器人的控制方法，其步骤包括：S1.系统供电，主控模块12向信号录像模块9发送信号，信号录像模块9开始录制；

S2.距离测量单元6测量机器人周围距离信息，并与监测模块10通讯连接；

S3.当机器人与周围距离大于40厘米时，主控模块12向电机驱动模块11发送信号，热力管道探测机器人沿直线向前运行；

S4.当机器人与周围距离小于40厘米时，机器人停止运行；

S5.主控模块12向监测模块10发送信号，监测模块10控制舵机5水平方向左右旋转45度；

S6.第一测距单元将测量信息传回监测模块10及主控模块12，主控模块12判断左面距离是否小于右面，如果是则向发电机驱动模块11出右转信号，否则发出左转信号。

同时，当机器人倾斜达到一定角度时，监测模块10监测到重力测量单元8的信息，监测模块10将信号传递给主控模块12，主控模块12向电机驱动模块11发出信号，电机驱动模块11控制电机3转向，进而调整机器人倾斜角度，使得机器人倾斜角度处于设定范围之内。

实施例一

如图1至4所示，本实施例所述的一种热力管道探测机器人，包括底盘1，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体2，至少两个对称设置于底盘1前进方向18的两侧；电机3，配置于底盘1上，分别与轮体2对应连接；万向轮4，设置于底盘1前进方向18的后端17；还包括舵机5，被配置于底盘1前端16；距离测量单元6，配置于舵机5和底盘1上；电池7，配置于底盘1上。

其中，舵机5旋转角度为水平方向±45°；距离测量单元6包括设置于舵机5上的第一测量单元601和设置于底盘1前进方向18两侧的第二测量单元602；所述第一测量单元601用于测量机器人前进方向18的距离信息；所述第二测量单元602用于测量机器人前进方向18两侧的距离信息。

进一步地，距离测量单元6测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机3停止运行。

更进一步地，所述热力管道探测机器人还包括设置于底盘1上的重力测量单元8，对机器人的重心进行实时的监测。

实施例二

如图1至4所示，本实施例为上述实施例一的进一步限定，本实施例所述的热力管道探测机器人为防水设置，使得机器人可以在浮力小于机器人重力的情况下，依然完成检测工作。

实施例三

如图1至4所示，本实施例为上述实施例一或二的进一步限定，本实施例所述的热力管道探测机器人距离测量单元6所包括的第一测量单元601和第二测量单元602为同一种超声波测距模块20(附图中未标出)。

实施例四

如图1至4所示，本实施例为上述实施例一或二的进一步限定，本实施例所述的机器人距离测量单元6所包括的第一测量单元601和第二测量单元602为同一种红外传感器22(附图中未标出)。

实施例五

如图5至图6所示，本实施例所述一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述所述的一种热力管道探测机器人，此外，还包括信号录像模块9、监测模块10、电机驱动模块11、主控模块12；所述信号录像模块9设置于底盘1前端16，与主控模块12通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块10与距离测量单元6一一通讯连接，并与主控模块12通讯连接；所述电机驱动模块11与电机3一一通讯连接，并与主控模块12通讯连接；所述主控模块12对各模块传回的数据进行分析并发出相应指令，所述主控模块12采用单片机25(附图中未标出)作为控制芯片，当检测模块检测到数据时会上传给主控模块12，由主控芯片发出控制指令试电机3转动，从而实现在管道内自动前进，遇到弯头自动转向的功能。

其中，录像模块在打开电源开关后会自动录制影像并存储到内置SD卡27(附图中未标出)内，在机器人工作过程中，全程录像。

实施例六

本实施例为上述实施例五的进一步限定，本实施例所述监测模块10分别与设置于底盘1前端16的第一测量单元601、设置于底盘1前进方向18两侧的第二测量单元602和设置于底盘1的重力测量单元8通讯连接，监测模块10分别监测机器人前端16和两侧的周围距离信息，当发现报警信息时，将信号发送给主控模块12，保证了机器人运行的安全。

实施例七

如图1至图6所示，本实施例为上述实施例六的进一步限定，本实施例所述的热力管道探测机器人距离测量单元6所包括的第一测量单元601和第二测量单元602为同一种超声波测距模块20(附图中未标出)。

实施例八

如图1至图6所示，本实施例为上述实施例六的进一步限定，本实施例所述的热力管道探测机器人距离测量单元6所包括的第一测量单元601和第二测量单元602为同一种红外传感器22(附图中未标出)。

实施例九

如图5至图6所示，本实施例为上述实施例五至实施例八的进一步限定，本实施例所述主控模块12还包括信息存储模块13和无线传输模块14；所述信息存储模块13用于储存信号录像模块9传回的图像信息；当主控模块12连入无线网络时，所述无线传输模块14将信号录像模块9观测到的图像信息实时传输给远程终端15。

实施例十

如图1至图7所示，本实施例为上述任一实施例的进一步限定，本实施例所述的热力管道探测机器人还包括射频模块26(附图中未标出)，当热力管道探测机器人完成检测任务后，无法连入网络或者SD卡27(附图中未标出)无法拔出等情况下，操作人员可以通过射频模块26(附图中未标出)直接读取SD卡27(附图中未标出)内的存储内容。

实施例十一

如图7所示，本实施例为上述实施例一至实施例十的进一步限定，本实施例一种热力管道探测机器人的控制方法，其步骤包括：

S1.系统供电，主控模块12向信号录像模块9发送信号，信号录像模块9开始录制；

S2.距离测量单元6测量机器人周围距离信息，并与监测模块10通讯连接；

S3.当机器人与周围距离大于40厘米时，主控模块12向电机驱动模块11发送信号，热力管道探测机器人沿直线向前运行；

S4.当机器人与周围距离小于40厘米时，机器人停止运行；

S5.主控模块12向监测模块10发送信号，监测模块10控制舵机5水平方向左右旋转45度；

S6.第一测距单元将测量信息传回监测模块10及主控模块12，主控模块12判断左面距离是否小于右面，如果是则向发电机驱动模块11出右转信号，否则发出左转信号。

实施例十二

本实施例为上述实施例十一的进一步限定，当机器人倾斜达到一定角度时，监测模块10监测到重力测量单元8的信息，监测模块10将信号传递给主控模块12，主控模块12向电机驱动模块11发出信号，电机驱动模块11控制电机3转向，进而调整机器人倾斜角度，使得机器人倾斜角度处于设定范围之内。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的判断头戴式智能设备操作有效性的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热力管道探测机器人，包括上盖(19)，被配置于机器人顶部；底盘(1)，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体(2)，至少两个对称设置于底盘(1)前进方向(18)的两侧；电机(3)，配置于底盘(1)上，分别与轮体(2)对应连接；万向轮(4)，设置于底盘(1)前进方向(18)的后端(17)；其特征在于：还包括舵机(5)，被配置于底盘(1)前端(16)；距离测量单元(6)，配置于舵机(5)和底盘(1)上；电池(7)，配置于底盘(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述舵机(5)旋转角度为水平方向±45°。

3.根据权利要求1所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述距离测量单元(6)包括设置于舵机(5)上的第一测量单元(601)和设置于底盘(1)前进方向(18)两侧的第二测量单元(602)；所述第一测量单元(601)用于测量机器人前进方向(18)的距离信息；所述第二测量单元(602)用于测量机器人前进方向(18)两侧的距离信息。

4.根据权利要求3所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述距离测量单元(6)测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机(3)停止运行。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：还包括设置于底盘(1)上的重力测量单元(8)。

6.一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述权利要求1-5任一所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：还包括信号录像模块(9)、监测模块(10)、电机驱动模块(11)、主控模块(12)；所述信号录像模块(9)设置于底盘(1)前端(16)，与主控模块(12)通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块(10)与距离测量单元(6)一一通讯连接，并与主控模块(12)通讯连接；所述电机驱动模块(11)与电机(3)一一通讯连接，并与主控模块(12)通讯连接；所述主控模块(12)对各模块传回的数据进行分析并发出相应指令。

7.根据权利要求6所述的一种热力管道探测机器人的控制系统，其特征在于：所述监测模块(10)分别与设置于底盘(1)前端(16)的第一测量单元(601)、设置于底盘(1)前进方向(18)两侧的第二测量单元(602)和设置于底盘(1)的重力测量单元(8)通讯连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种热力管道探测机器人的控制系统，其特征在于：所述主控模块(12)还包括信息存储模块(13)和无线传输模块(14)；所述信息存储模块(13)用于储存信号录像模块(9)传回的图像信息；当主控模块(12)连入无线网络时，所述无线传输模块(14)将信号录像模块(9)观测到的图像信息实时传输给远程终端(15)。

9.一种热力管道探测机器人的控制方法，其特征在于：

S1.系统供电，主控模块(12)向信号录像模块(9)发送信号，信号录像模块(9)开始录制；

S2.距离测量单元(6)测量机器人周围距离信息，并与监测模块(10)通讯连接；

S3.当机器人与周围距离大于40厘米时，主控模块(12)向电机驱动模块(11)发送信号，热力管道探测机器人沿直线向前运行；

S4.当机器人与周围距离小于40厘米时，机器人停止运行；

S5.主控模块(12)向监测模块(10)发送信号，监测模块(10)控制舵机(5)水平方向左右旋转45度；

S6.第一测距单元将测量信息传回监测模块(10)及主控模块(12)，主控模块(12)判断左面距离是否小于右面，如果是则向发电机驱动模块(11)出右转信号，否则发出左转信号。

10.根据权利要求9所述的一种热力管道探测机器人的控制方法，其特征在于：当机器人倾斜达到一定角度时，监测模块(10)监测到重力测量单元(8)的信息，监测模块(10)将信号传递给主控模块(12)，主控模块(12)向电机驱动模块(11)发出信号，电机驱动模块(11)控制电机(3)转向，进而调整机器人倾斜角度，使得机器人倾斜角度处于设定范围之内。