CN110701423A - 一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，包括移动平台、控制模块、全局图像采集模块、执行模块、局部图像采集模块；所述控制模块用于接操作者的指令控制所述移动平台的移动；所述全局图像采集模块用于向操作者反馈初步漏点图像信息；所述执行模块包括机械臂与设置于所述机械臂上的转换主盘；所述移动平台上设置有探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器，所述局部图像采集模块固定设置于所述探针末端执行器上，用于近距离观察漏点的实时状况。本发明实施例还公开了一种使用上述的设备进行管道漏点定位与修补的方法。采用本发明，能应用于实际中多变复杂环境下的管道漏点精准定位以及修复工作。

Description

一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备及方法

技术领域

本发明涉及机器人及其技术应用的领域，尤其涉及一种在不同的多变环境下，精确识别管道的漏点位置并能及时进行管道漏点修补的设备及方法

背景技术

带压堵漏是指在一个大气压以上任意带着压力管道和容器罐内部储存或输送介质因腐穿孔跑冒滴漏或人为损坏导致泄漏、采用不停输不倒罐在内部介质飞溅过程中堵住的方法，以便形成一个封闭的空间，达到阻止流体外泄的目的。当前，很多的管道外泄都属于紧急突发事件，需要马上抢修，但其中的气体大多是危险气体，因此从事带温带压堵漏工作的人员常常需要以身犯险，在第一线进行着危险的修理工作，而这些都会带来严重的人员和财产的损失。同时，该行业还面临的问题是，在第七批取消职业资格许可和认定事项的名单中，中国钢铁工业协会授权的带温带压堵漏工资格证也在其中，这意味着这一高危职业即将退出历史的舞台，因此本发明对于使用机械臂进行带压堵漏提供了很好的方法，有利于提高补漏的精度。

带压堵漏工作是维护管道安全的一项非常重要的任务，也是防止发生重大泄露事故的保障。目前，在传统的方法上，是由专业的维修人员身穿保护服带着沉重的装备前往泄露现场进行抢修。但这种传统的方法存在以下的缺点：1) 由于大部分的泄露地方都是有危险气体存在，即使拥有防护装备，工作人员也不能近距离仔细观察漏点的情况，这样会导致在判断漏点具体位置上存在人为误判的可能。2)工作人员要携带的设备体积较大，同时在进行修补工作时需要多人协作才可以完成，从发生事故到整装待发之间要消耗很多时间，而往往这些泄露的情况都是十分紧急的，需要分秒必争，两者的不对等往往会使得情况恶化。3)工作人员毕竟不是机器，不可能保证每一个动作都是一致的，而在管道泄露中一旦不留神导致失误极有可能引发爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。综上所述，这是一项危险系数极高的工作，因而也是国家停止这项工作认证的最根本原因。

对泄露的管道进行修复是在各大运输机构极其重要的一环，也是预防事故发生的保障之一。因为有效的修复管道的方法，可以及时填补上管壁的漏点，防止危险的气体大量释放于空气中，污染环境，甚至造成附近环境的永久性破坏。同时及时的修复可以延长管道进行翻新的时间。传统的带压堵漏作业将操作人员暴露在危险的环境当中，操纵及其复杂的设备利用反复捻打的技术来进行补漏，这样的工作是效率不高而且不符合人性化的。

随着工业自动化的进程不断，在不同的行业中，越来越多的企业利用机器人代替人工从事一些危险系数高、耗时繁琐的工作。随着科技的不断发展，以修复技术为卖点的各种机器人不断出现，但是本发明是首次应用在带压堵漏的行业上，是这个行业的一次重要突破，给予了该行业在科技发展背景下的重新定义。相比于一般用于各种方面的修复型机器人，例如路面裂缝修补机器人、墙体裂缝修补机器人等等，我们的技术可以有效地提升机器人的工作精度，并且采用捻打堵漏的方法，可以对不同尺寸的管道进行快速抢救修复工作。

毫无疑问，即使是人工修复泄露管道也需要借助很多的工具来实现，而本发明将复杂的修补工具集成化，制作出了一个用于捻打堵漏的末端执行器，减去了繁琐的准备工作和长时间的人力负担，可以在不同的环境下，对管道进行快速修复，这项发明的推出对于管道抢修补漏行业以及管道运输行业具有极大的推动作用，也保障了工人以及企业的利益。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备及方法。可通过自动化的手段代替传统的人手检测漏点位置和修补的操作，提高了定位的精度和修复的效率，减少了操作人员的安全隐患，减低了对操作人员的经验要求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，包括移动平台、控制模块、全局图像采集模块、执行模块、局部图像采集模块；

所述控制模块用于接操作者的指令控制所述移动平台的移动；

所述全局图像采集模块用于向操作者反馈初步漏点图像信息；

所述执行模块包括机械臂与设置于所述机械臂上的转换主盘；

所述移动平台上设置有探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器，所述探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器均具有可与所述转换主盘连接的副盘；所述探针末端执行器包括探针模块、压力传感器、数据采集及处理模块，所述压力传感器用于反馈所述探针模块的压力，所述数据采集及处理模块根据所述压力传感器的反馈记录所述机械臂当前各个关节的参数，得出漏点位置相对于所述机械臂底部中心点的相对三维空间坐标位置；

所述局部图像采集模块固定设置于所述探针末端执行器上，用于近距离观察漏点的实时状况。

进一步地，所述捻打堵漏末端执行器包括捻打模块、夹取模块、定位模块；

所述捻打模块包括气冲锤、气冲锤基座和气冲锤安装座，所述气冲锤安装座固定设置于所述气冲锤基座上的凸块，所述气冲锤固定夹设于所述冲锤安装座之间；

所述夹取模块包括气缸、夹爪、所述气缸固定安装于所述气冲锤基座上，所述夹爪设置于所述气缸下端，所述定位模块设置于所述气冲锤基座和夹爪之间。

更进一步地，所述气冲锤安装座包括安装在所述凸块两侧的两块铝合金夹块，所述两块铝合金夹块与所述气冲锤相接触的一侧呈“V”字型，用于紧固所述气冲锤，所述凸块上设有一斜面，用于保持所述气冲锤的捻打角度。

更进一步地，所述气缸为导杠气缸，其下端设有与气冲锤基座相匹配的螺纹孔，通过配合螺钉固定设置于所述气冲锤基座上，所述气缸的活塞杆下端处通过螺钉连接所述夹爪。

更进一步地，所述定位模块包括两个定位柱、V型块、压缩弹簧，所述定位模块通过铜套和所述压缩弹簧连接在所述气冲锤基座的下方，所述V型块的下端面呈“V”字型槽。

更进一步地，所述全局图像采集模块包括双目摄像头、可见光摄像头和热成像摄像头，所述双目摄像头用于获取深度图像，确定坐标；所述可见光摄像头用于充当全局摄像头；所述热成像摄像头用于生成红外图像来辅助定位管道上的泄露位置。

相应地，本发明实施例还提供了一种使用上述的设备进行管道漏点定位与修补的方法，包括以下步骤：

S1：从所述全局图像采集模块确定管道泄露的区域，向所述移动平台发送运动指令，逼近管道泄漏区域；

S2：全局图像采集模块将在当前角度对泄露管道及泄露点进行拍照，获得泄露区域的RGB图像，并获得管道及漏点的二维坐标，将所述二维坐标的信息与所述全局图像采集模块中的立体摄像头进行融合，获得管道及漏点的世界三维坐标；

S3：控制所述机械臂装载探针末端执行器，使所述探针模块、局部图像采集模块到达泄露区域附近，并使探针模块末端完全触碰管道漏点；

S4：通过所述压力传感器的反馈，根据此时机械臂各关节的参数以及所述探针末端执行器的尺寸，利用正向运动学求解得到管道漏点位置相对于机械臂底部中心的相对三维空间坐标；

S5：控制所述机械臂换取所述捻打堵漏末端执行器，根据管道漏点的三维空间坐标，并结合所述捻打堵漏末端执行器末端的尺寸，调整为最佳工作姿态并且移动到最佳工作点；

S6：所述捻打堵漏末端执行器利用夹取模块对泄露的管道进行夹取，随后对气冲锤对管道执行一个周期的捻打堵漏操作；

S7：使用所述全局图像采集模块进行修补检测。

进一步地，所述S2具体包括：

S21：对拍摄得到的管道RGB图像进行人工标定，标出一条平行于管道且位于管道中心轴线位置附近的直线及其泄漏点在图中的位置；

S22：构建管道掩模图，得到人工所绘制的直线以及漏点的二维坐标；

S23：进行管道的三维点云重建，得到摄像头视野范围内的环境点云图，并转换输出漏点的三维坐标；

S24：对环境点云图进行点云滤波，根据S2中人工标定的直线，以该直线为中心线设定阈值，对超出阈值的点云进行筛选剔除；

S25：使用最小二乘法对筛选后的点云进行拟合，得到管道在机械臂坐标系下的直线方程，进行管道重建。

更进一步地，所述S24还包括：依据所述掩膜图中管道上各点的二维坐标，将其与深度图进行对应匹配，进而得出标定管道上各点在相机坐标系下的三维坐标，建立起管道上的点的三维点云。

更进一步地，所述转换输出漏点的三维坐标包括：通过将所述掩模图中的二维坐标放入深度图进行匹配，得出该点的深度信息，并输出漏点在相机坐标系下的三维坐标，最后根据摄像头与机械臂底座的位置关系，进行坐标转换，求得管道点云和漏点在机械臂坐标系下的坐标。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明既能快速检测出漏点的位置，又可以通过有效的方法来修补管道的漏点，同时因为有摄像机反馈回来的图像作为参考，更加提高了整个修补过程的精度，确保可以达到预期较好的修补效果，本发明还减去了繁琐的准备工作和长时间的人力负担，可以在不同的环境下，对管道进行快速修复，这项发明的推出对于管道抢修补漏行业以及管道运输行业具有极大的推动作用，也保障了工人以及企业的利益。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是探针末端执行器的结构示意图；

图3是捻打堵漏末端执行器的结构示意图；

图4是捻打模块的结构示意图；

图5是夹取模块的结构示意图；

图6是定位模块的结构示意图；

图7是机械臂连接模块的结构示意图；

图8是人工标定输出掩膜图；

图9是管道三维点云；

图10是管道三维点云在ZOY，XOY上的投影以及平面分别进行拟合直线的结果；

图11是带孤立点云的管道三维点云；

图12是带孤立点云的管道三维点云在ZOY，XOY上的投影以及拟合直线的结果；

图13是经过点云滤波消除孤立点云后YOZ，XOY平面上保留的点集；

图14是在ZOY，XOY平面上使用过滤后的点云做拟合得到的直线结果；

图15是在三维空间上经过点云滤波后的直线拟合结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参照图1所示的示意图。

本发明实施例的一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，包括了移动平台A、执行模块B、控制模块C、气源模块D、全局图像采集模块E、局部图像采集模块B25、无线通信模块F。

移动平台可以确保机器人自主移动到合适的工作区域；执行模块B包括机械臂B1与探针末端执行器B2、捻打堵漏末端执行器B3，负责具体定位任务或修补任务时的执行器；全局图像采集模块，利用摄像设备获取初步的漏点信息图像，用于指导定位任务时的初步定位；局部图像采集模块是位于探针末端执行器上的，其作用是近距离观察漏点的实时状况；控制模块，技术人员根据全局图像采集模块反馈的信息控制移动平台的移动，根据局部图像采集模块控制机械臂末端的运动，完成管道漏点位置的定位，以及后续管道的修补工作；远程控制终端模块，技术人员可通过该模块实现机器人的运动、机械臂控制、末端执行器的更换等动作。

气源模块是用于调节气压来实现快速转换主盘与副盘之间的连接与断开，捻打末端的夹持与捻打。

机械臂上的转换主盘、探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器均具有可与所述转换主盘连接的副盘，主盘与副盘形成快换盘结构。

如图2，探针末端执行器B2包括探针模块B21、压力传感器B22、数据采集及处理模块，探针末端执行器通过探针基座B23被置于移动平台的探针刀架之上，通过机械臂上面安装的快速转换主盘来吸取位于末端上的副盘42，并且利用气压来使末端执行器固定装配在机械臂上。末端摄像头置于探针的上部，用于无障碍地直接观察到探针在现实环境中的实际操作情况。当探针末端准确触及管道漏点后，压力传感器将检测到此时探针末端实时受到的力反馈，该力反馈将提示技术人员已经碰触到管道。此时可以利用数据采集及处理模块记录机械臂当前各个关节的参数，从而计算得到管道漏点位置基于机械臂底部中心点的相对三维空间坐标位置。

无线通信模块包括网桥和数传电台，网桥用于传输图像采集模块生成的图像数据，数传电台用于接收来自用户的控制信息；

捻打堵漏末端执行器包括捻打模块1、夹取模块2、定位模块3。

如图3，捻打模块1由气冲锤11、气冲锤基座12和气冲锤安装座13组成，气冲锤安装座13安装于气冲锤基座12上的凸块122，用于固定气冲锤11；夹取模块2由气缸21和夹爪23组成，该气缸21通过活塞杆收缩来配合夹爪23完成夹持运动；定位模块3用于帮助气冲锤11末端的气冲锤撞针5定位到管道泄漏位置10；机械臂连接模块4由主盘41和副盘42组成，主盘41用于与机械臂末端连接，副盘42与定位模块3相连接，主盘41与副盘42上有相匹配的多路气动接口与电气接口，主盘41与副盘42为固定连接关系。

再请参阅图4至图7，气冲锤基座12上设有八个螺纹孔123用于将气缸21 安装于该捻打模块1的气冲锤基座12上，还设有四个螺纹孔121，并通过与螺纹孔121相对应的四个螺钉，再在气冲锤基座12上加设两块垫片将气冲锤基座 12与位于捻打模块1下方的定位模块3相连接。气冲锤安装座13由安装在凸块 122两侧的两块铝合金夹块131组成，该气冲锤11与两夹块相接触的一侧呈“V”字型，用于紧固该气冲锤11，该两夹块上端通过两个螺钉相连接，下端分别通过四个螺钉和两个定位销与该凸块122的两侧相连接。该凸块122上设有一45°角斜面，用于保证气冲锤11的捻打角度为45°，可以理解的，在其他实施例中，该凸块122可以设置具有不同角度的斜面，以保证气冲锤11具有合理的捻打角度。

夹取模块2的气缸21有两个，两个气缸均为导杠气缸，分别在两个气缸21 下端设有与气冲锤基座12相匹配的螺纹孔211，并通过八个螺钉将夹取模块2 固定在气冲锤基座12上，在两个气缸21中的两个活塞杆下端处通过螺钉连接有两个夹爪23，当气缸21中活塞杆收缩时，可带动夹爪23与V型块31配合完成夹持动作。该夹爪23可以90°旋转运动，以便于对泄漏设备的夹取，在本实施例中，在夹取管道之前，该夹爪23可旋转运动至与管道保持水平，而夹取管道后，该夹爪23与管道成90°，与定位模块3配合对管道进行定位和夹紧操作。

可以理解的，在其他实施例中气缸21的数目也可为其他若干个。

本发明实施例中的定位模块3由两个高度定位柱32，V型块31，四组铜套35和压缩弹簧33组成，其中压缩弹簧33连接在铜套35的下方，定位模块3通过铜套35和压缩弹簧33连接在气冲锤基座12的下方，V型块31的一侧设有螺纹孔311，用于将机械臂连接模块4中的副盘42与V型块相连接，该V型块31 的下端面呈“V”字型，起到对所夹取管道的自定心作用，两个高度定位柱32 分别设于V型块31的前后两侧，该高度定位柱32的上端面与该气冲锤基座12 下端面相接触，结合夹取模块2的夹取动作，使得所夹取不同管径管道均与该高度定位柱32的下端面相接触，从而确保在夹取不同大小管径的泄漏管道时，气冲锤撞针5对泄漏管道的初始捻打高度保持同一高度，以确保捻打质量。

如图7，主盘41可与机械臂末端通过螺钉连接，副盘42与V型块31通过螺纹孔421相连接，主盘41与副盘42上设有相匹配的多路气动接口与电气接口。

主盘41与副盘42形成快换盘结构。

本发明实施例还公开了一种使用上述的设备进行管道漏点定位与修补的方法，包括以下步骤。

S1：从可见光摄像头和热成像摄像头得到的信息中可以确定管道泄露的大致区域，技术人员通过远程控制终端对机器人发送运动指令，机器人本体通过无线通信模块接收到运动信息，此时智能移动平台将执行前进后退、左右旋转等基本动作来逼近管道泄漏区域；到达管道泄露的区域后智能移动平台停止移动，此时由技术人员远程控制全局图像采集模块进行升降俯仰等动作，以找出泄露区域的最佳观察角度。

S2：此时技术人员按下拍照识别按钮，全局图像采集模块将在当前角度对泄露管道及泄露点进行拍照，获得泄露区域的RGB图像；对RGB图像进行人工标定或机器学习的方法，可在RGB图像中获得管道及漏点的二维坐标。此时将二维坐标的信息与全局图像采集模块中的立体摄像头进行融合，可获得管道及漏点的世界三维坐标。

S3：当获得管道及漏点的世界三维坐标后，机器人通过气源模块来实现气动元件的控制，在本实例中选用的是5个大气压。如图6所示，气源模块中的压缩机将空气压缩后储存在气缸中，并在控制模块的调控下对气动电磁阀组进行气源提供；技术人员通过远程控制，实现执行模块中机械臂末端的主盘与执行模块中探针末端执行器的副盘的连接，根据S2中获得的管道与漏点的初步坐标信息为基础，机械臂携带探针末端执行器到达以漏点为圆心，2倍管径为半径的球体外；此时我们可以认为机械臂携带探针末端执行器已到达泄露区域附近，此时根据全局图像采集模块以及局部图像采集模块，技术人员可以清楚看到泄露区域的实时图像，并使用机械臂末端前后平移、左右平移、上下平移和绕管运行这种6+1的人工远程控制方式，对探针末端的位置进行微调，直至探针末端完全触碰管道漏点，此时探针末端执行器的压力传感器反馈一个正的压力数值，代表已经碰触管道。

S4：根据此时机械臂各关节的参数以及探针末端执行器的尺寸，利用正向运动学求解得到管道漏点位置相对于机械臂底部中心的相对三维空间坐标，此时漏点的三维空间坐标在视觉系统下的误差得以被修正。

S5：技术人员远程控制机器人，将探针末端执行器卸下，更换为用于捻打堵漏的末端执行器。该机械臂连接模块的快速转换主盘为末端执行器的连接提供接口，对侧设有与副盘相匹配的多路气动接口和电气接口。整个过程可通过计算机系统预设定控制机械臂自动切换末端执行器或通过人工进行切换；

步骤S2具体通过以下步骤进行。

技术人员根据RGB图像，红外热成像等视觉信息进行分析，找到目标管道及其漏点在的位置，并手动标定管道和漏点位置。用一条平行于管道走向且位于管道中心轴线附近的直线描述管道的二维位置与方向，用点表示管道上的泄漏点的位置，如图8。

依据上一步中人工标定的图像中的管道直线及其漏点的位置，输出一张管道和漏点掩膜图，该图包含了标定管道上各点(表现形式为一条直线)和漏点的二维坐标信息。

计算机通过整合管道掩膜图及深度图像的信息，建立出管道的三维点云：计算机依据掩膜图中管道上各点的二维坐标，将其与深度图进行对应匹配，进而得出标定管道上各点在相机坐标系下的三维坐标，建立起管道上的点的三维点云，如图9所示。

同时，通过匹配掩模图图中标定的漏点位置及其深度图上的位置，进行漏点的三维坐标转换：通过将掩模图中的二维坐标放入深度图进行匹配，得出该点的深度信息，实现漏点二维至三维的坐标转换，并在计算机终端输出漏点在相机坐标系下的三维坐标。最后根据摄像头与机械臂底座的位置关系，进行坐标转换，求得管道点云和漏点在机械臂坐标系下的坐标。

人工标定后，计算机根据管道掩膜图像提取漏点坐标和其对应的深度数据，求解出漏点基于世界坐标系下的三维坐标。同理，使用管道掩膜图提取管道像素点并计算管道各点的三维坐标，获取世界坐标系下的管道点云，由于相机噪声的存在，管道点云不能构成期望中管道直线，因此需要对点云进行直线拟合。计算机将经过点云滤波后三维点云中剩余的点分别投影至ZOY和XOY平面如图五所示，随后，计算机在两个平面内对两个平面点集进行线性规划，得出一条Z关于Y的方程和一条X关于Y的方程。随后，仅需对Y设定取值范围，最终使三维点云中剩余的点能够拟合出一条较为接近实际的曲线。

然而考虑到人工噪声和天然噪声的影响，管道点云中往往会存在孤立点云，这样在两个平面分别拟合出来的直线会因为孤立点云距离真实点云集较远的影响，偏离了正确的方向，即拟合出来的直线不能真实代表管道的位置及方向，如图11、图12所示。

通过以下方法过滤这种孤立点云，如图13所示，先依据上一步中得到的管道直线，设定阈值并规定将三维点云中距离该拟合直线距离超过预定阈值的点进行剔除。如图14所示，对孤立点云进行剔除后重新对点云集合进行一次直线拟合，最终可准确拟合出管道的直线。至此，管道与漏点的重建已完成，如图 15所示。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用双末端的方法来进行管道漏点定位与修补从而代替传统的人工作业的方式，提高了效率以及精确度。

2、区别于以往的人工检测手段，本发明采用特定的探针与摄像设备结合的末端执行器来实现定位，操作更加安全简便，效果更加突出，精确度也更高，并且有别于其他的检测探针，该项技术中的检测法具有普适性，更好地适应了户外不同的作业环境。

3、本发明提出的采用将一个快速转换主盘安装于机械臂末端以及两个副盘分别置于两个末端执行器上，通过气压调节可以控制主副盘的连接与断开，同时可以通过远程人工控制实现末端执行器的更换，充分地发挥出了每一个末端执行器的最大效益，并且大为缩短了更换所需要的时间，提高了效益，同时采用气压式的连接方法使得末端执行器更加稳定有效。

4、本发明优化了机械臂的控制，采用了更加人性化的“6+1”操作方式，降低了对从业人员的要求，提高了效率，同时更好地保证了修复的结果。

5、该用于捻打补漏的末端执行器，一改以往传统类型设备体积庞大，操作难度高的缺点，将所需的设备简化合成，使得整个修补过程快速简单，提高了工程效率，确保了修复的质量。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，包括移动平台、控制模块、全局图像采集模块、执行模块、局部图像采集模块；

所述控制模块用于接操作者的指令控制所述移动平台的移动；

所述全局图像采集模块用于向操作者反馈初步漏点图像信息；

所述执行模块包括机械臂与设置于所述机械臂上的转换主盘；

所述移动平台上设置有探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器，所述探针末端执行器、捻打堵漏末端执行器均具有可与所述转换主盘连接的副盘；所述探针末端执行器包括探针模块、压力传感器、数据采集及处理模块，所述压力传感器用于反馈所述探针模块的压力，所述数据采集及处理模块根据所述压力传感器的反馈记录所述机械臂当前各个关节的参数，得出漏点位置相对于所述机械臂底部中心点的相对三维空间坐标位置；

所述局部图像采集模块固定设置于所述探针末端执行器上，用于近距离观察漏点的实时状况。

2.根据权利要求1所述的基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，所述捻打堵漏末端执行器包括捻打模块、夹取模块、定位模块；

所述捻打模块包括气冲锤、气冲锤基座和气冲锤安装座，所述气冲锤安装座固定设置于所述气冲锤基座上的凸块，所述气冲锤固定夹设于所述冲锤安装座之间；

所述夹取模块包括气缸、夹爪、所述气缸固定安装于所述气冲锤基座上，所述夹爪设置于所述气缸下端，所述定位模块设置于所述气冲锤基座和夹爪之间。

3.根据权利要求2所述的基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，所述气冲锤安装座包括安装在所述凸块两侧的两块铝合金夹块，所述两块铝合金夹块与所述气冲锤相接触的一侧呈“V”字型，用于紧固所述气冲锤，所述凸块上设有一斜面，用于保持所述气冲锤的捻打角度。

4.根据权利要求3所述的基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，所述气缸为导杠气缸，其下端设有与气冲锤基座相匹配的螺纹孔，通过配合螺钉固定设置于所述气冲锤基座上，所述气缸的活塞杆下端处通过螺钉连接所述夹爪。

5.根据权利要求4所述的基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，所述定位模块包括两个定位柱、V型块、压缩弹簧，所述定位模块通过铜套和所述压缩弹簧连接在所述气冲锤基座的下方，所述V型块的下端面呈“V”字型槽。

6.根据权利要求1所述的基于双末端的管道漏点定位与修补的设备，其特征在于，所述全局图像采集模块包括双目摄像头、可见光摄像头和热成像摄像头，所述双目摄像头用于获取深度图像，确定坐标；所述可见光摄像头用于充当全局摄像头；所述热成像摄像头用于生成红外图像来辅助定位管道上的泄露位置。

7.一种使用权利要求1－6任一项所述的设备进行管道漏点定位与修补的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：从所述全局图像采集模块确定管道泄露的区域，向所述移动平台发送运动指令，逼近管道泄漏区域；

S2：全局图像采集模块将在当前角度对泄露管道及泄露点进行拍照，获得泄露区域的RGB图像，并获得管道及漏点的二维坐标，将所述二维坐标的信息与所述全局图像采集模块中的立体摄像头进行融合，获得管道及漏点的世界三维坐标；

S3：控制所述机械臂装载探针末端执行器，使所述探针模块、局部图像采集模块到达泄露区域附近，并使探针模块末端完全触碰管道漏点；

S4：通过所述压力传感器的反馈，根据此时机械臂各关节的参数以及所述探针末端执行器的尺寸，利用正向运动学求解得到管道漏点位置相对于机械臂底部中心的相对三维空间坐标；

S5：控制所述机械臂换取所述捻打堵漏末端执行器，根据管道漏点的三维空间坐标，并结合所述捻打堵漏末端执行器末端的尺寸，调整为最佳工作姿态并且移动到最佳工作点；

S6：所述捻打堵漏末端执行器利用夹取模块对泄露的管道进行夹取，随后对气冲锤对管道执行一个周期的捻打堵漏操作；

S7：使用所述全局图像采集模块进行修补检测。

8.根据权利要求7所述的管道漏点定位与修补的方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21：对拍摄得到的管道RGB图像进行人工标定，标出一条平行于管道且位于管道中心轴线位置附近的直线及其泄漏点在图中的位置；

S22：构建管道掩模图，得到人工所绘制的直线以及漏点的二维坐标；

S23：进行管道的三维点云重建，得到摄像头视野范围内的环境点云图，并转换输出漏点的三维坐标；

S24：对环境点云图进行点云滤波，根据S2中人工标定的直线，以该直线为中心线设定阈值，对超出阈值的点云进行筛选剔除；

S25：使用最小二乘法对筛选后的点云进行拟合，得到管道在机械臂坐标系下的直线方程，进行管道重建。

9.根据权利要求8所述的管道漏点定位与修补的方法，其特征在于，所述S24还包括：依据所述掩膜图中管道上各点的二维坐标，将其与深度图进行对应匹配，进而得出标定管道上各点在相机坐标系下的三维坐标，建立起管道上的点的三维点云。

10.根据权利要求9所述的管道漏点定位与修补的方法，其特征在于，所述转换输出漏点的三维坐标包括：通过将所述掩模图中的二维坐标放入深度图进行匹配，得出该点的深度信息，并输出漏点在相机坐标系下的三维坐标，最后根据摄像头与机械臂底座的位置关系，进行坐标转换，求得管道点云和漏点在机械臂坐标系下的坐标。

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