CN110260095A - 市政管道机器人的检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种市政管道机器人的检测系统及检测方法，涉及管道机器人技术领域，包括管道机器人和地面控制器，管道机器人包括主体结构、行走机构以及检测装置，主体结构设有密封腔体；行走机构设在主体结构上，所述行走机构用于驱动所述管道机器人移动；检测装置设在主体结构上，所述检测装置包括CCTV检测组件和声纳检测组件，所述CCTV检测组件用于在管道水面以上获取视频信息，所述声纳检测组件用于在管道水面以下获取声纳探测信息；地面控制器用于控制行走机构驱动所述管道机器人移动，还用于接收所述视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。本发明无需进行清理积水积淤的作业，就能对管道进行全面检测。

Description

市政管道机器人的检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及管道机器人检测技术领域，具体涉及一种市政管道机器人的检测系统及检测方法。
背景技术
地下排水管道作为市政排污排水的重要设施之一，在城市生活中起着不可替代的作用。地下排水管道规模随着城市建设的扩张正逐年增长，新的排水管道在规划、建设时已在同步投入管道配套的检测系统。同时，一些老城区的既有排水管道设施，存在使用年限过长，老化、破损、变形等缺陷，管道的例行检测工作已成为城市地下管网维护不可或缺的工作部分。
针对地下排水管道无损检测，传统的检测方法是人工检测，但由于地下管道环境复杂，存在危险气体及其他安全隐患，管道人工检测的方式已逐渐被机器人检测所取代。当前，管道机器人检测主要携带高清摄像头，在人为遥控的方式下代替人工完成管道检测工作。
国内大多数城市排水管道都存在不同程度的积水积淤状况，现有机器人主要采用视频采集检测，为了对管道进行全面检测，在检测工作之前，必须将上述积水积淤清理干净，达到检测前的预处理状态，但是这样耗费时间和人力，成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种市政管道机器人的检测系统，无需进行清理积水积淤的作业，就能对管道进行全面检测。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种市政管道机器人的检测系统，包括：
管道机器人，其包括：
-主体结构，其设有密封腔体；
-行走机构，其设在主体结构上，所述行走机构用于驱动所述管道机器人移动；
-检测装置，其设在主体结构上，所述检测装置包括闭路电视CCTV检测组件和声纳检测组件，所述CCTV检测组件用于获取在水面以上管道的视频信息，所述声纳检测组件用于获取在水面以下管道的声纳探测信息；
地面控制器，其用于控制行走机构驱动所述管道机器人移动，还用于接收所述视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。
在上述技术方案的基础上，所述CCTV检测组件包括镜头、镜头调整机构以及镜头检测控制单元，所述镜头检测控制单元设于所述密封腔体内；所述镜头检测控制单元用于接收所述地面控制器控制信号通过所述镜头调整机构调整所述镜头的摄像距离和角度；所述镜头检测控制单元还用于接收所述地面控制器控制信号通过所述镜头进行摄像，并将所述镜头的位置信息和所述镜头获取的视频信息输送至所述地面控制器。
在上述技术方案的基础上，所述声纳检测组件包括声纳和声纳检测控制单元，所述声纳检测控制单元设于所述密封腔体内，所述声纳检测控制单元用于接收所述地面控制器控制信号通过所述声纳进行声纳探测，并将所述声纳获取的声纳探测信息输送至所述地面控制器。
在上述技术方案的基础上，所述检测系统还包括车载装置和收放线装置，所述地面控制器和收放线装置均设于所述车载装置内，所述收放线装置上设有电缆，所述电缆用于连接所述管道机器人和地面控制器。
在上述技术方案的基础上，所述行走机构包括4个主驱动轮，其对称分布在所述主体结构两侧，每个所述主驱动轮均包括驱动电机、驱动轴和滚轮，所述驱动电机设在所述密封腔体内，所述驱动轴一端与所述驱动电机相连，另一端与所述滚轮相连，所述驱动轴穿设在所述密封腔体上，且所述驱动轴与所述密封腔体之间设有密封圈。
在上述技术方案的基础上，所述驱动轴与所述滚轮之间设有可拆卸的长联轴器。
在上述技术方案的基础上，每一侧前后所述滚轮之间设有辅助越障轮。
在上述技术方案的基础上，所述密封腔体内充有预设压力值的气体，所述密封腔体设有气压传感器，所述气压传感器用于将所述密封腔体内的气压值传输至与所述地面控制器。
本发明的目的在于还提供一种基于上述市政管道机器人的检测系统的检测方法，包括以下步骤：
通过地面控制器控制行走机构驱动管道机器人在管道内移动；
使用CCTV检测组件获取在水面以上管道的视频信息，使用声纳检测组件获取在水面以下管道的声纳探测信息；
地面控制器接收视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。
在上述技术方案的基础上，使用CCTV检测组件获取在管道水面以上的视频信息，使用声纳检测组件获取在管道水面以下的声纳探测信息，包括以下步骤：
CCTV检测组件的镜头检测控制单元接收地面控制器控制信号通过镜头调整机构调整镜头的摄像距离和角度；
镜头检测控制单元接收地面控制器控制信号使用镜头进行摄像，并将镜头的位置信息和镜头获取的视频信息输送至所述地面控制器；
声纳检测组件的声纳检测控制单元接收地面控制器控制信号使用声纳进行声纳探测；
声纳检测控制单元将声纳获取的声纳探测信息输送至所述地面控制器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的市政管道机器人的检测系统和检测方法，使用闭路电视CCTV检测组件和声纳检测组件，能够同时对位于水面上或者水面下的管道进行检测，施工效率高，节约时间和人力成本。
附图说明
图1为本发明实施例中市政管道机器人的检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中管道机器人的结构示意图；
图3为本发明实施例中管道机器人的局部俯视图；
图4为本发明实施例中管道机器人的另一结构示意图；
图5为本发明实施例中管道机器人设有可拆卸的长联轴器的结构示意图；
图中：1、管道机器人；11、主体结构；111、密封腔体；12、行走机构；121、驱动电机；122、驱动轴；123、滚轮；124、长联轴器；125、辅助越障轮；13、检测装置；131、CCTV检测组件；1311、镜头；1312、镜头调整机构；1313、镜头检测控制单元；132、声纳检测组件；1321、声纳；1322、声纳检测控制单元；2、地面控制器；3、电缆；4、车载装置；5、收放线装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1～图3所示，本发明实施例提供一种市政管道机器人的检测系统，包括管道机器人1和地面控制器2，管道机器人1包括主体结构11、行走机构12以及检测装置13，主体结构11设有密封腔体，用于安装电子器件或设备，防止管道的积水对电子器件或设备造成损伤。行走机构12设在主体结构11上，行走机构12用于驱动管道机器人1移动，使管道机器人1在管道内前进或后退，完整检测一段管道。检测装置13设在主体结构11上，检测装置13包括闭路电视CCTV检测组件和声纳检测组件，CCTV检测组件用于在管道水面以上获取视频信息，声纳检测组件用于在管道水面以下获取声纳探测信息。
地面控制器2，其用于控制行走机构12驱动管道机器人1移动，还用于接收视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。具体地，地面控制器2包括电脑主机和配套的手操遥控装置，电脑主机设有视频处理模块和声纳处理模块，两者都是软件模块，视频处理模块将CCTV检测组件131获取的视频信息进行处理，生成在水面上管道的检测信息，声纳处理模块将声纳检测组件132获取的声纳探测信息进行处理，生成在水面下管道的检测信息，两者结合组成完整管道的检测信息，检测信息包括管道的坡度、管道的厚度、管道的硬度、管道缺陷的类别以及管壁积淤物的厚度和硬度等。
与现有技术相比，本发明实施例中的市政管道机器人的检测系统，主体结构11设有密封腔体111封装电子器件或设备，使用闭路电视CCTV检测组件131和声纳检测组件132，能够同时对位于水面上或者水面下的管道进行检测，即无需进行清理积水积淤的作业，就能对管道进行全面检测，施工效率高，节约时间和人力成本。
作为优选的实施方式，参见图4所示，CCTV检测组件131包括镜头1311、镜头调整机构1312以及镜头检测控制单元1313，图中镜头检测控制单元1313并没有示出，镜头检测控制单元1313设于密封腔体111内，镜头检测控制单元1313可以理解为镜头检测控制电路板，为了防止镜头检测控制单元1313不被积水浸湿，所以将镜头检测控制单元1313设于密封腔体111内。
镜头检测控制单元1313用于接收地面控制器2控制信号通过镜头调整机构1312调整镜头1311的摄像距离和角度。具体地，镜头1311安装在镜头调整机构1312上，地面控制器2根据需要发出控制指令，使镜头调整机构1312抬升或者旋转，调整镜头1311的摄像距离和角度，作为可选的技术方案，镜头调整机构1312设置两个控制电机：第一控制电机和第二控制电机，第一控制电机安装在主体结构11上，第一控制电机输出端设置连杆，连杆上安装第二控制电机，第一控制电机旋转抬升第二控制电机的高度，第二控制电机输出端连接镜头1311，第二控制电机旋转调整镜头1311的摄像角度。
镜头检测控制单元1313还用于接收地面控制器2控制信号通过镜头1311进行摄像，并将镜头1311的位置信息和镜头获取的视频信息输送至地面控制器2。镜头1311的摄像方向上可以设置照明灯，提供摄像时的光照。
作为优选的实施方式，再次参见图4，声纳检测组件132包括声纳1321和声纳检测控制单元1322，图中声纳检测控制单元1322并没有示出，声纳检测控制单元1322设于密封腔体111内。同理，声纳检测控制单元1322可以理解为声纳检测控制电路板，为了防止声纳检测控制单元1322不被积水浸湿，所以将声纳检测控制单元1322设于密封腔体111内。
声纳检测控制单元1322用于接收地面控制器2控制信号通过声纳1321进行声纳探测，并将声纳获取的声纳探测信息输送至地面控制器2。
作为优选的实施方式，参见图1所示，检测系统还包括车载装置4和收放线装置5，地面控制器2和收放线装置5均设于车载装置4内，便于运输。收放线装置5上设有电缆3，电缆3用于连接管道机器人1和地面控制器2。电缆3可以作为传输介质，地面控制器2向管道机器人1提供行走和检测的电能，同时地面控制器2和管道机器人1通过电缆3进行信息传输。电缆3绕设在收放线装置5，当管道机器人1出现故障时，收放线装置5拖拉电缆3将管道机器人1收回。进一步地，收放线装置5可以配置计数器，能实时提供管道机器人1在管道内的位置，用于判断管道缺陷的位置。
作为优选的实施方式，参见图3所示，行走机构12包括4个主驱动轮，其对称分布在主体结构11两侧，每个主驱动轮均包括驱动电机121、驱动轴122和滚轮123，图中驱动电机121并没有示出，驱动电机121设于密封腔体111内，为了防止驱动电机121不被积水浸湿，所以将驱动电机121设于密封腔体111内。驱动轴122一端与驱动电机121相连，另一端与滚轮123相连，驱动轴122穿设在密封腔体111上，驱动轴122与密封腔体111之间设置密封圈，作为优选的方案，密封圈为唇形密封圈，保证密封腔体111的密封性能。驱动轴122与滚轮123之间设有可拆卸的长联轴器124，便于调节管道机器人1的宽度，适应不同的管道尺寸。每一侧前后滚轮之间设有辅助越障轮125，辅助管道机器人1行驶穿过一定高度的障碍物。
作为优选的实施方式，密封腔体111内充有预设压力值的气体，密封腔体111设有气压传感器(图中未示出)，气压传感器用于将密封腔体111内的气压值传输至与地面控制器2。通过预设压力值的气体，保证密封腔体111与外界形成压力差，进一步确保管道中的积水不易进入密封腔体111内，保护密封腔体111内的电子器件或设备。
本发明实施例还提供一种市政管道机器人的检测方法，包括以下步骤：
通过地面控制器2控制行走机构12驱动管道机器人1在管道内移动。
使用CCTV检测组件131获取在水面以上管道的视频信息，使用声纳检测组件132获取在水面以下管道的声纳探测信息。具体地，CCTV检测组件131的镜头检测控制单元1313接收地面控制器2控制信号通过镜头调整机构1312调整镜头1311的摄像距离和角度，镜头检测控制单元1313接收地面控制器2控制信号使用镜头1311进行摄像，并将镜头1311的位置信息和镜头1311获取的视频信息输送至地面控制器2；声纳检测组件132的声纳检测控制单元1322接收地面控制器2控制信号使用声纳1321进行声纳探测，声纳检测控制单元1322将声纳1321获取的声纳探测信息输送至地面控制器2。
地面控制器2接收视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。
与现有技术相比，本发明实施例中的市政管道机器人的检测方法，主体结构11设有密封腔体111封装电子器件或设备，使用闭路电视CCTV检测组件131和声纳检测组件132，能够同时对位于水面上或者水面下的管道进行检测，即无需进行清理积水积淤的作业，就能对管道进行全面检测，施工效率高，节约时间和人力成本。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种市政管道机器人的检测系统，其特征在于，包括：
管道机器人(1)，其包括：
-主体结构(11)，其设有密封腔体(111)；
-行走机构(12)，其设在主体结构(11)上，所述行走机构(12)用于驱动所述管道机器人(1)移动；
-检测装置(13)，其设在主体结构(11)上，所述检测装置(13)包括闭路电视CCTV检测组件(131)和声纳检测组件(132)，所述CCTV检测组件(131)用于获取在水面以上管道的视频信息，所述声纳检测组件(132)用于获取在水面以下管道的声纳探测信息；
地面控制器(2)，其用于控制行走机构(12)驱动所述管道机器人(1)移动，还用于接收所述视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。
2.如权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：
所述CCTV检测组件(131)包括镜头(1311)、镜头调整机构(1312)以及镜头检测控制单元(1313)，所述镜头检测控制单元(1313)设于所述密封腔体(111)内；
所述镜头检测控制单元(1313)用于接收所述地面控制器(2)控制信号通过所述镜头调整机构(1312)调整所述镜头(1311)的摄像距离和角度；
所述镜头检测控制单元(1313)还用于接收所述地面控制器(2)控制信号通过所述镜头(1311)进行摄像，并将所述镜头(1311)的位置信息和所述镜头(1311)获取的视频信息输送至所述地面控制器(2)。
3.如权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：
所述声纳检测组件(132)包括声纳(1321)和声纳检测控制单元(1322)，所述声纳检测控制单元(1322)设于所述密封腔体(111)内，所述声纳检测控制单元(1322)用于接收所述地面控制器(2)控制信号通过所述声纳(1321)进行声纳探测，并将所述声纳(1321)获取的声纳探测信息输送至所述地面控制器(2)。
4.如权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：
所述检测系统还包括车载装置(4)和收放线装置(5)，所述地面控制器(2)和收放线装置(5)均设于所述车载装置(4)内，所述收放线装置(5)上设有电缆(3)，所述电缆(3)用于连接所述管道机器人(1)和地面控制器(2)。
5.如权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：
所述行走机构(12)包括4个主驱动轮，其对称分布在所述主体结构(11)两侧，每个所述主驱动轮均包括驱动电机(121)、驱动轴(122)和滚轮(123)，所述驱动电机(121)设在所述密封腔体(111)内，所述驱动轴(122)一端与所述驱动电机(121)相连，另一端与所述滚轮(123)相连，所述驱动轴(122)穿设在所述密封腔体(111)上，且所述驱动轴(122)与所述密封腔体(111)之间设有密封圈。
6.如权利要求5所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：所述驱动轴(122)与所述滚轮(123)之间设有可拆卸的长联轴器(124)。
7.如权利要求5所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：每一侧前后所述滚轮(123)之间设有辅助越障轮(125)。
8.如权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统，其特征在于：
所述密封腔体(111)内充有预设压力值的气体，所述密封腔体(111)设有气压传感器，所述气压传感器用于将所述密封腔体(111)内的气压值传输至与所述地面控制器(2)。
9.一种基于权利要求1所述的市政管道机器人的检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过地面控制器(2)控制行走机构(12)驱动管道机器人(1)在管道内移动；
使用CCTV检测组件获取在水面以上管道的视频信息，使用声纳检测组件获取在水面以下管道的声纳探测信息；
地面控制器(2)接收视频信息和声纳探测信息并生成管道的检测信息。
10.一种如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，使用CCTV检测组件获取在管道水面以上的视频信息，使用声纳检测组件获取在管道水面以下的声纳探测信息，包括以下步骤：
CCTV检测组件(131)的镜头检测控制单元(1313)接收地面控制器(2)控制信号通过镜头调整机构(1312)调整镜头(1311)的摄像距离和角度；
镜头检测控制单元(1313)接收地面控制器(2)控制信号使用镜头(1311)进行摄像，并将镜头(1311)的位置信息和镜头(1311)获取的视频信息输送至所述地面控制器(2)；
声纳检测组件(132)的声纳检测控制单元(1322)接收地面控制器(2)控制信号使用声纳(1321)进行声纳探测；
声纳检测控制单元(1322)将声纳(1321)获取的声纳探测信息输送至所述地面控制器(2)。
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