CN109176549A - 巡视设备和地下管道巡视方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种巡检设备，该设备包括：可移动巡检装置，用于按照预设的路线在空中移动进行巡检，将巡检结果通过所述可移动巡检装置中的无线通信模块发送到外部设备；与所述可移动巡检装置连接的驱动装置，用于驱动所述可移动巡检装置按照预设路线移动。该巡检设备不但灵活性高，且部署简单方便，成本低。此外，还提出了一种地下管道巡检方法。

Description

巡视设备和地下管道巡视方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种巡视设备和地下管道巡视方法。

背景技术

随着城镇化发展不断推进，各种通信管道、电路线网管道的数量不断增多。相应的地下管道管线的巡检、维护工作的工作量不断提高。由于地下管道中环境往往比较恶劣，比如，可能充满有毒气体、特别潮湿。所以利用机器人进行巡检是十分必要的。但是传统的轮式机器人、履带式机器人等存在灵活性低的问题，且部署工程复杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种部署简单，灵活性高的巡检设备和地下通道巡检方法。

一种巡检设备，所述设备包括：

可移动巡检装置，用于按照预设的路线在空中移动进行巡检，将巡检结果通过所述可移动巡检装置中的无线通信模块发送到外部设备；

与所述可移动巡检装置连接的驱动装置，用于驱动所述可移动巡检装置按照预设路线移动。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括：动力单元和支撑单元；所述可移动巡检装置安装在所述支撑单元上，所述动力单元与所述可移动巡检装置连接，用于驱动所述可移动巡检装置在所述支撑单元上运动。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括：动力单元和支撑单元；所述支撑单元和所述动力单元连接，所述动力单元用于驱动所述支撑单元的运动，所述可移动巡检装置安装在所述支撑单元上，通过所述支撑单元的移动带动所述可移动巡检装置的运动。

在其中一个实施例中，所述支撑单元为连接线，所述连接线的两端与所述动力单元连接，通过所述动力单元驱动所述连接线的运动。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括：托执单元，所述托执单元安装在所述连接线上，用于为所述连接线提供拉力支撑。

在其中一个实施例中，所述动力单元包括：收放卷轮、轴承和电机；所述电机通过所述轴承与所述收放卷轮连接，带动所述收放卷轮运动，通过所述收放卷轮的运动带动所述连接线的运动。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括：旋转编码器，用于测量所述可移动巡检装置的二维位置。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括：带有导轮的防绕线单元，用于通过所述导轮控制所述连接线的平稳收放，防止所述连接线收放卷时发生打结。

在其中一个实施例中，所述可移动巡检装置包括：无线充电模块，用于靠近充电装置时进行无线充电，为所述驱动装置供电。

上述巡检设备，通过驱动装置带动可移动巡检装置在空中移动进行巡检，提高了巡检设备的灵活性，且只需要部署可移动巡检装置和驱动装置即可，部署简单方便。

一种地下管道巡检方法，应用于上述巡检设备，所述巡检设备包括驱动装置和可移动巡检装置，其特征在于，所述方法包括：

所述巡检设备通过所述驱动装置接收巡检指令，根据所述巡检指令控制所述巡检设备中的所述可移动巡检装置向指定位置移动；

所述巡检设备通过所述可移动巡检装置采集地下管道信息，得到巡检结果，将所述巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备。

上述地下管道巡检方法，通过发送巡检指令给到驱动装置，驱动装置根据巡检指令控制巡检设备中的可移动巡检装置向指定位置移动，通过可移动装置采集地下管道信息，得到巡检结果，将巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备，该方法不但可以灵活地对可移动巡检装置进行控制，而且部署简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为一个实施例中巡检设备的结构示意图；

图2为一个实施例中巡检设备的局部放大示意图；

图3A为一个实施例中托执单元的局部放大示意图；

图3B为另一个实施例中托执单元的局部放大示意图；

图4为一个实施例中动力单元的局部放大示意图；

图5为另一个实施例中巡检设备的局部放大示意图；

图6A为一个实施例中防绕线单元的局部放大示意图；

图6B为一个实施例中包含有油润导轮的驱动装置的局部放大示意图；

图7A为一个实施例中可移动巡检装置的示意图；

图7B为另一个实施例中可移动巡检装置的示意图；

图8为一个实施例中地下管道巡检方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明实施例提供的一种巡检设备，进行具体地描述。

参考图1和图2，提供了一种巡检设备，该设备包括：可移动巡检装置100和与可移动巡检装置连接的驱动装置200。可移动巡检装置100用于按照预设的路线在空中移动进行巡检，将巡检结果通过可移动巡检装置中的无线通信模块发送到外部设备。驱动装置200用于驱动所述可移动巡检装置按照预设路线移动。

其中，可移动巡检装置100运行在空中，比如，可以运行在布置于空中的钢线上。可移动巡检装置100可以有多个，且不同可移动巡检装置的功能可以不同。比如，可移动巡检装置可以是摄像巡检设备，也可以是气体巡检设备，还可以是温度巡检设备。

在实际应用中，可以根据实际的使用需求、待巡检范围的大小，设置不同数量和不同功能的可移动巡检装置100。

在一个实施例中，可移动巡检装置100可以包括摄像模块和图像处理模块，用于实时拍摄周围环境，并通过图像处理模块对拍摄到的图像进行处理，得到巡检结果，然后将巡检结果通过无线通信模块发送给外部设备。可移动巡检装置也可以包括气体传感器，用于对周围环境中的有毒气体进行检测，将检测结果通过无线通信模块发送到外部设备；可移动巡检装置还可以包括温度传感器，用于对周围环境中的温度进行检测，将检测结果发送到外部设备。

驱动装置200用于驱动可移动巡检装置按照预设路线移动。驱动装置可以直接带动可移动巡检装置的运动，比如，将驱动装置与可移动巡检装置连接；也可以间接带动可移动巡检装置的运动，比如，驱动装置和可移动巡检装置通过中间连接件连接，那么驱动装置可以通过带动中间连接件的运动间接带动可移动巡检装置的运动。

上述巡检设备，通过驱动装置200带动可移动巡检装置100在空中移动进行巡检，提高了巡检设备的灵活性，且只需要部署可移动巡检装置和驱动装置即可，部署简单方便。整个巡检设备的巡检过程简单便捷，在准确获取巡检结果的基础上，具有结构简便、成本低廉的特点，安装方便快捷，适合于本领域范围内大规模的推广。

在一个实施例中，驱动装置包括：动力单元和支撑单元；所述可移动巡检装置安装在所述支撑单元上，所述动力单元与所述可移动巡检装置连接，用于驱动所述可移动巡检装置在所述支撑单元上运动。

其中，支撑单元可以是连接线，比如，钢线，也可以是连接杆、传送带等。可移动巡检装置安装在支撑单元上，通过动力单元驱动可移动巡检装置在该支撑单元上移动。即支撑单元是固定不动的，驱动可移动巡检装置在支撑单元上运动。

如图2所示，在一个实施例中，驱动装置200包括：动力单元210和支撑单元220；支撑单元220和动力单元210连接，动力单元210用于驱动支撑单元220的运动，可移动巡检装置100安装在支撑单元220上，通过支撑单元220的移动带动可移动巡检装置100的运动。

其中，动力单元210可以为收放卷轮，即通过收放卷轮控制连接单元的运动。动力单元210也可以是旋转动力轮，通过旋转带动支撑单元的运动。可移动巡检装置100安装在支撑单元220上，通过支撑单元220的运动带动可移动巡检装置100的运动。

所述支撑单元220为连接线，连接线的两端与动力单元210连接，通过动力单元210驱动连接线的运动。

参考图1，在一个具体的实施例中，将连接线的两端分别连接一个动力单元，通过两个动力单元的配合驱动连接线的运动。比如，两个动力单元可以通过对连接线进行一收一放的配合来控制连接线的运动，即其中一个动力单元在收连接线时，相应的另一个动力单元在放连接线。

如图2所示，驱动装置200还包括：托执单元230，托执单元230安装在连接线上，用于为连接线提供拉力支撑，托执单元即为连接线的托执单元，为连接线提供拉力支撑。驱动装置200还包括：防绕线单元240，用于防止收放线时发生打结。通过在连接线上每隔一段距离布置一个托执单元230，可以有效防止由于重力作用导致的连接线下沉。

此外，巡检设备还包括无线路由300，用于接收无线通信模块发送的信息，将信息传输给外部设备。可以根据实际需要，部署多个无线路由300。

如图3A和3B所示，在一个实施例中，托执单元230包括：轴承滑轮231，滑轮角度垫块232和固定支架233。滑轮角度垫块232与轴承滑轮231连接，安装在固定支架233上，连接线通过轴承滑轮231运动。如图3B，托执单元230还包括：浮动防脱压轮234，浮动防脱压轮234安装在滑轮角度垫块232上，浮动防脱压轮234可以上下滑动并且自动复位，当可移动巡检装置100经过时，可以将浮动防脱压轮234顶起，确保可移动巡检装置100的顺畅通过，当可移动巡检装置100离开后，浮动防脱压轮234落下，起到对连接线的疏导以及分担重量的作用。

如图4所示，在一个实施例中，所述动力单元210包括：收放卷轮212、轴承214和电机216；所述电机216通过所述轴承214与所述收放卷轮212连接，带动所述收放卷轮运动，通过所述收放卷轮的运动带动所述连接线的运动。

其中，通过收放卷轮212对连接线进行收放来驱动连接线的运动。电机216通过轴承214与收放卷轮212连接，带动收放卷轮212运动。在实际应用时，为有效提高电机216的运动精度，精确的对连接线的收放卷进行控制，电机216可以选用伺服电机。

参考图4，动力单元210还包括：支架218和减速机219。支架218与收放卷轮212连接，用于支撑收放卷轮，实现对动力单元的固定；减速机219安装在轴承214上，用于增加电机216的可控扭矩，即起到放大扭矩的作用，有利于收放卷的顺畅运行。连接线的两端分别连接一个动力单元210，形成了一个闭环系统，通过两个动力单元210进行一收一放的配合，使得通过控制连接线的移动来精确地控制可移动巡检装置的运动。

为调节可移动巡检装置100在水平及竖直两个维度的位置，通过动力单元控制连接线的收放卷松紧度，然后通过连接线的收放松紧度来调节可移动巡检装置100在二维层面的位置。该拉线式结构能够放长连接线，让可移动巡检装置不仅能够在水平方向运动，而且能够在竖直方向上运动，检查地下管道的各个部分，相对于轨道式机器人，该巡检设备更具有灵活性。

如图5所示，在一个实施例中，所述驱动装置200还包括：旋转编码器230和无线供电装置250(比如，无线充电坞)，旋转编码器230和无线供电装置250都安装在连接线上，旋转编码器230一般安装在靠近动力单元的附近，无线供电装置根据实际需要可以布置多个，分别布置在可移动巡检装置经过的路线上。

旋转编码器230用于测量可移动巡检装置的二维位置，二维位置包括：水平和垂直方向的位置，通过旋转编码器230可以精确的定位可移动巡检装置的位置。当可移动巡检装置为多个时，通过旋转编码器230定位出其中一个可移动巡检装置的位置后，可以根据各个可移动巡检装置的位置关系计算得到各个可移动巡检装置的位置。

无线供电装置250用于为可移动巡检装置100中的无线充电模块充电，当可移动巡检装置靠近无线供电装置250即可实现非接触式充电。

在一个实施例中，驱动装置200还包括：带有导轮的防绕线单元240，用于通过导轮控制连接线的平稳收放，防止连接线收放卷时发生打结。

如图6A所示，在一个具体的实施例中，防绕线单元包括：滚珠丝杠副242、伺服电机244、油润导轮246、安装支架248。安装支架248与动力单元210连接，连接线220通过油润导轮246与动力单元210连接，油润导轮246和滚珠丝杠副242安装在安装支架248上。滚珠丝杠副242用于为油润导轮246进行左右滑动提供条件。伺服电机244用于驱动油润导轮246进行左右滑动，以便有序地将连接线缠绕在收放卷轮上。

如图6B所示，为一个实施例中，驱动装置的局部放大图，包括：油润导轮246的内部结构放大图，油润导轮246中为双轴承圆结构，包括4个同样大小的圆形滑轮，有利于控制连接线的平稳收放。

可移动巡检装置100可以有多种，不同的可移动巡检装置的功能可以不同，且不同的可移动巡检装置的结构也可以不同。

如图7A所示，在一个实施例中，可移动巡检装置100包括：无线充电模块110，用于靠近充电装置时进行无线充电，为可移动巡检装置供电。

其中，通过在可移动巡检装置的移动路线的外部放置充电装置(比如，无线充电坞)，当可移动巡检装置靠近该充电装置时，通过无线充电模块进行充电。

可移动巡检装置还包括：任务摄像头120，固定部130。任务摄像头120用于拍摄周围环境的图像。固定部130用于将可移动巡检装置安装在连接线220上。在一个实施例中，为了便于可移动巡检装置在连接线的拆卸及安装，固定部可采用卡扣形式连接到连接线上。此外，可移动巡检装置中还可以包括其他部件，比如，可以包括配重块，用于提供一定的重量，便于利用重力的原理更好地在连接线上运行。

如图7B所示，在另一个实施例中，可移动巡检装置100包括：单挂臂140和巡检主体150，单挂臂140与巡检主体150连接。单挂臂140安装到连接线220上，即挂在连接线220上，单挂臂140上包括有阻尼螺丝142，阻尼螺丝用于对摇晃进行缓冲，减少巡检主体150的抖动。巡检主体150中可以集成无线充电模块和任务摄像头，当然也可以集成传感器等。

如图8所示，在一个实施例中，提出了一种地下管道巡检方法，应用于巡检设备，巡检设备包括驱动装置和可移动巡检装置，该方法包括：

步骤802，巡检设备通过驱动装置接收巡检指令，根据所述巡检指令控制所述巡检设备中的可移动巡检装置向指定位置移动。

其中，巡检设备为可以自由编程的设备，即巡检设备中可以安装计算机程序，通过运行计算机程序控制设备的运行。巡检指令可以是预先设置的指令，也可以是用户实时发送的指令。可以预先设置多种模式的指令，不同模式对应的执行方式不同。比如，在默认模式下，驱动装置驱动可移动巡检装置按照预先设置的路线进行移动。当需要特别观察或巡检某个地方时，可以指示驱动装置到达指定的位置进行巡检。

步骤804，巡检设备通过可移动巡检装置采集地下管道信息，得到巡检结果，将所述巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备。

其中，可移动巡检装置用于实时采集地下管道信息，将采集得到的巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备。在一个实施例中，可移动巡检装置中还包括信息处理模块，用于对采集到信息进行加工处理，得到检测结果。比如，通过摄像模块采集到图像后，可以将图像发送给信息处理模块对图像进行处理，得到相应的检测结果。

上述地下管道巡检方法，通过发送巡检指令给到驱动装置，驱动装置根据巡检指令控制巡检设备中的可移动巡检装置向指定位置移动，通过可移动装置采集地下管道信息，得到巡检结果。将巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备，该方法不但可以灵活地对可移动巡检装置进行控制，而且部署简单。

从上述技术方案可以得出，本发明实施例提供的一种巡视设备和地下管道的巡视方法，具有以下优点：

1)本发明实施例中的连接线(钢丝线)具有收放卷特点，可应用于长距离巡检，安装工程小，仅需要在一定距离内安装托执单元即可，工程造价低，巡检效率高。

2)本发明实施例中将与巡检任务无直接关联的部件安放在连接线两端固定，提高了可靠性，维护简单，仅需要在两端进行维护即可。

3)本发明实施例中通过控制连接线运动收卷，运动的位置可以精确控制，且加减速也可以灵活控制，从而能够快速定位到巡检位置。

4)本发明实施例中的拉线式结构能够放长连接线，让可移动巡检装置不仅能够在水平方向运动，而且能够在竖直方向上运动，检查管道的各个部分，相对于轨道式机器人，该巡检设备更具有灵活性。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种巡检设备，其特征在于，所述设备包括：

可移动巡检装置，用于按照预设的路线在空中移动进行巡检，将巡检结果通过所述可移动巡检装置中的无线通信模块发送到外部设备；

与所述可移动巡检装置连接的驱动装置，用于驱动所述可移动巡检装置按照预设路线移动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动装置包括：动力单元和支撑单元；

所述可移动巡检装置安装在所述支撑单元上，所述动力单元与所述可移动巡检装置连接，用于驱动所述可移动巡检装置在所述支撑单元上运动。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动装置包括：动力单元和支撑单元；

所述支撑单元和所述动力单元连接，所述动力单元用于驱动所述支撑单元的运动，所述可移动巡检装置安装在所述支撑单元上，通过所述支撑单元的移动带动所述可移动巡检装置的运动。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述支撑单元为连接线，所述连接线的两端与所述动力单元连接，通过所述动力单元驱动所述连接线的运动。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述驱动装置还包括：托执单元，所述托执单元安装在所述连接线上，用于为所述连接线提供拉力支撑。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述动力单元包括：收放卷轮、轴承和电机；所述电机通过所述轴承与所述收放卷轮连接，带动所述收放卷轮运动，通过所述收放卷轮的运动带动所述连接线的运动。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述驱动装置还包括：

旋转编码器，用于测量所述可移动巡检装置的二维位置。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述驱动装置还包括：

带有导轮的防绕线单元，用于通过所述导轮控制所述连接线的平稳收放，防止所述连接线收放卷时发生打结。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述可移动巡检装置包括：

无线充电模块，用于靠近充电装置时进行无线充电，为所述驱动装置供电。

10.一种地下管道巡检方法，应用于如权利要求1-9中任一所述的巡检设备，所述巡检设备包括驱动装置和可移动巡检装置，其特征在于，所述方法包括：

所述巡检设备通过所述驱动装置接收巡检指令，根据所述巡检指令控制所述巡检设备中的所述可移动巡检装置向指定位置移动；

所述巡检设备通过所述可移动巡检装置采集地下管道信息，得到巡检结果，将所述巡检结果通过无线通信模块发送到外部设备。