CN111981242A - 一种管道泄漏检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道泄漏检测机器人，包括皮碗式驱动机构、电源模块、一级控制模块、定位模块、管道泄漏检测模块和电控制动组件，所述主体沿轴向设有贯穿其两端的流体通道，所述流体通道内安装有与所述一级控制模块电连接的流量控制阀，用以调节流体经过所述流体通道的流量大小，进而调整所述检测机器人在所述管道内的运动速度，通过所携带的泄漏声波检测和管道壁泄漏振动检测传感器，检测管道内的疑似泄漏，通过在流体通道与管道内壁和检测机器人保护壳外侧所形成的环空之间设立通孔通道和流量计，用以高精度地检测、核验泄漏和评估泄漏量，通过在流体通道中引入轴流发电机，以实现对电能的有益补充。

Description

一种管道泄漏检测机器人

技术领域

本发明属于管道运输领域，尤其涉及一种管道泄漏检测机器人。

背景技术

对于地面管线和埋地管线，传统的泄漏检测方法有人工巡检和由此而结合现代探测技术而开发出的各类属于巡线检测的技术。引入新技术后的巡检方法可以极大地提高巡检的效率。例如，对天然气管线已经开发出了应用无人机携带激光检测装置或气体传感器检测装置的技术。另外一类是管道泄漏检测技术，即通过对管线的连续信息采集，实现对泄漏的监测，例如使用光纤传感器监测技术、声波监测技术、负压波监测技术、实时状态模拟监测技术等。还有一种在管道内采用检测球携带超声波探测泄漏的技术，这种方法可以部分解决检测微小泄漏的检测与定位问题。现有的泄漏检测技术都存在各自的缺点，例如漏检和误检，特别是难以发现初始的微小泄漏和实现精准定位，以及不能提供泄漏量等重要信息。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，且检测精度高，同时能准确对泄漏点进行定位的管道泄漏检测机器人。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种管道泄漏检测机器人，其用以放置在待检测的管道内，并在所述管道内流体介质的推动下随流动方向移动，包括皮碗式驱动机构、电源模块、一级控制模块、定位模块、管道泄漏检测模块和两个电控制动组件，所述皮碗式驱动机构具有主体和至少两个安装在所述主体两端的驱动支撑皮碗，所述主体上沿其长度方向(即管道轴向)设有贯穿其两端的流体通道，所述流体通道内安装有与所述一级控制模块电连接的流量控制阀，所述流量控制阀用以调节流体介质经过所述流体通道的流量大小，进而调整所述皮碗式驱动机构在所述管道内的移动速度，所述电源模块、一级控制模块、定位模块、管道泄漏检测模块和两个电控制动组件均安装在所述皮碗式驱动机构上，两个所述电控制动组件分别位于所述主体的两端，且所述电源模块、定位模块、管道泄漏检测模块和两个电控制动组件均与所述一级控制模块电连接，所述定位模块用以定位所述检测机器人的地理空间位置；所述管道泄漏检测模块用以检测和确认所述管道沿线是否存在泄漏，所述电控制动组件用以使所述皮碗式驱动机构在所述管道内减速或制动。

上述技术方案的有益效果在于：通过在所述主体中部设有流体通道，并在流体通道内设置流量控制阀来调节流体介质经过流体通道的流量大小以对皮碗式驱动机构的移动速度进行调节，其中流量控制阀关闭时，皮碗式驱动机构的移动速度最大，而流量控制阀完全打开时，其移动速度最慢(即流量大小与移动速度成负相关)，而电控制动组件可将所述检测机器人在所述管道内减速或暂时驻留，如此使得检测机器人的启停和运动速度均可自行调节以便于发现疑似泄漏点并对疑似泄漏点进行确认，同时一级控制模块将定位模块所得的定位信息和管道泄漏检测模块所检测的信息结合以共同得出管道沿线泄漏点的位置分布信息。

上述技术方案中还包括轴流式发电机，所述轴流式发电机安装在所述主体的流体通道内，且其与所述电源模块电连接，流经所述流体通道的流体介质驱动所述轴流式发电机给所述电源模块充电，在流量控制阀打开时，轴流式发电机可进行发电，并给电源模块充电，如此可延长电源模块的供电时长和供电能力，使提供更多的辅助功能成为可能。

上述技术方案中所述主体的外壁上具有密封保护壳，所述电源模块和一级控制模块均安装在所述密封保护壳内；所述定位模块为安装在所述密封保护壳内的惯性导航定位仪和/或安装在所述主体上用以与所述管道内壁滚动接触的里程轮。

上述技术方案的有益效果在于：如此可使得电源模块和一级控制模块密封装在密封保护壳内以免受管道内环境的影响，同时使得定位模块不会受到管道内环境的影响或干扰，从而使得定位可靠、精确。

上述技术方案中所述电源模块包括蓄电池和电源管理单元，所述电源管理单元分别与所述蓄电池和一级控制模块电连接，其用以监控所述蓄电池的剩余电量和充放电。

上述技术方案的有益效果在于：如此便于实时监控蓄电池的状态和充放电情况。

上述技术方案中所述电控制动组件包括电动挤压组件和弹性变形体，所述电动挤压组件安装在所述主体上，并与所述一级控制模块电连接，且所述弹性变形体安装在所述电动挤压组件的挤压端，所述电动挤压组件用以挤压所述弹性变形体使其膨胀至与所述管道的管壁接触并压紧，且将所述主体与所述管道之间的环形间隙封堵。

上述技术方案的有益效果在于，其结构简单，通过电动挤压组件挤压弹性变形体，使其膨胀变形并与管道的管壁接触并挤压产生摩擦阻力，从而将管道泄漏检测机器人减速或临时驻留，此时需确保流量控制阀处于最大的开启状态。

上述技术方案中每个所述电动挤压组件包括固定夹块、动夹块和电动伸缩件，所述电动伸缩件与所述一级控制模块电连接，所述固定夹块、动夹块和弹性变形体均为环形，所述固定夹块固定在所述主体上，所述动夹块滑动安装在所述固定夹块上，且所述固定夹块的一端的侧壁上设有环状凸起，所述弹性变形体固定在所述固定夹块上，并位于其环状凸起与对应的所述动夹块之间，所述电动伸缩件的驱动端与所述动夹块传动连接，其用以驱动所述动夹块移动至靠近所述固定夹块的环状凸起以挤压所述弹性变形体沿所述管道径向膨胀至其外边缘与所述管道的管壁压紧接触以增大摩擦阻力来将所述皮碗式驱动机构制动或减速并将所述主体与管道之间的环形间隙封堵，或移动至远离所述固定夹块的环状凸起以将所述弹性变形体松开并解除对皮碗式驱动机构的制动，恢复其运动，所述动夹块和固定夹块构成所述电动挤压组件的挤压端。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得在弹性变形体受到电动挤压机构的挤压时沿径向膨胀至其外边缘均与管道管壁密封接触以将管道泄漏检测机器人减速或驻停，同时将主体外侧与管道内壁之间形成的环形间隙严格封堵。

上述技术方案中所述管道泄漏检测模块包括声波传感器、振动传感器、二级控制器和数据处理组件，所述一级控制模块和数据处理组件均与所述二级控制器电连接，所述声波传感器和振动传感器分别与所述数据处理组件电连接，且所述振动传感器通过支撑杆安装在所述主体上，位于所述支撑杆远离所述主体与管壁接触的一端，所述振动传感器用以与所述管壁贴合并检测泄漏点附近由于泄漏所产生的管壁振动信号，所述声波传感器用以接收所述管道泄漏点附近因泄漏产生的声波，所述数据处理组件用以对所述振动传感器和声波传感器所检测的振动信号和声波信号进行存储和处理分析，以判断所述管道当前位置点是否存在疑似泄漏并对分析结果进行存储。

上述技术方案的有益效果在于：通过利用声波传感器(检测流动介质中的泄漏特征)和振动传感器(检测管壁中的泄漏特征)对管道泄漏时所产生的声波信号和振动信号进行采集，并将所采集的信号进行处理以滤除检测机器人装置在所述管道内移动时所产生的影响或干扰，若检测到异常声波和/或异常振动的泄漏特征，则可认为管道此处存在疑似泄漏。

上述技术方案中所述主体的侧壁上位于两个电动挤压组件之间设有一个通孔，所述管道泄漏检测模块还包括两个第一流量传感器和/或一个第二流量传感器，且两个所述第一流量传感器分别安装在所述流体通道的两端，两个所述第一流量传感器均与所述二级控制器电连接，第二流量传感器安装在所述通孔内，所述第二流量传感器与所述二级控制器电连接，所述二级控制器用以对两个所述第一流量传感器和/或第二流量传感器进行分析以对泄漏点处的泄漏量进行评估。

上述技术方案的有益效果在于：当声波传感器和振动传感器检测到异常的疑似泄漏特征时，将流量控制阀开启到最大的开合度，同时启动电控制动组件实现检测机器人减速或临时驻留，驻留时使得疑似泄漏点位于两个弹性变形体之间，此时流体通道与疑似泄漏点通过所述通孔连通，两个第一流量传感器所检测的流量一致，则可认为此处不存在泄漏，排除因声波和/或振动传感器检测到的干扰，当两个第一流量传感器所测得的流量不等时，则可确认该处存在真实的泄漏，同理，第二流量传感器的检测读数为零时，则可认为此处不存在泄漏，而第二流量传感器所感应的读述不为零时，则可认为此处存在泄漏，且泄漏量近似地为两个第一流量计的差值或第二流量计的读数值。

上述技术方案中所述管道泄漏检测模块还包括两个温度传感器和两个压力传感器，所述主体的两端分别设有一个所述温度传感器和所述压力传感器，且两个所述温度传感器和压力传感器分别与所述二级控制器电连接，所述二级控制器可利用两个所述温度传感器和压力传感器所检测到的温度值和压力值来分别对两个所述第一流量传感器进行修正。

上述技术方案的有益效果在于：通过在主体的两端分别设置温度传感器和压力传感器可对两个第一流量传感器的读数和泄漏量进行修正，特别是当存在可压缩气体的工况下，如此可以通过换算来补偿位于流体通道两端的两个第一流量传感器因所处位置、温度和压力不同而造成的检测流量的差异，以提高整个管道泄漏检测机器人的检测精度和可靠性。

上述技术方案中所述数据处理组件包括数据存储器和信号检测与处理单元，所述数据存储器与所述二级控制器电连接，所述振动传感器和声波传感器分别与所述信号检测与处理单元电连接，所述信号检测与处理单元与所述数据存储器电连接。

上述技术方案的有益效果在于：其中，所述信号检测与处理单元用以将所检测到的声波信号和振动信号分别转化为数字化信息并分别存储在数据存储器中，同时对数字信息进行预处理以滤除检测机器人移动时所产生的干扰，并进一步对存在泄漏的异常声波和异常振动特征的可疑点评估以确定是否存在泄漏。

附图说明

图1为本发明实施例所述的管道泄漏检测机器人的结构简图；

图2为本发明实施例所述的管道泄漏检测机器人各电学模块的电连接图；

图3为本发明实施例所述的管道泄漏检测机器人各电学模块的另一电连接图。

图中：1皮碗式驱动机构、11主体、111流体通道、112流量控制阀、113轴流式发电机、114密封保护壳、115通孔、12驱动支撑皮碗、2电源模块、3一级控制模块、4定位模块、5管道泄漏检测模块、51声波传感器、52振动传感器、521支撑杆、53二级控制器、54数据处理组件、541数据存储器、542信号检测与处理单元、55a第一流量传感器、55b第二流量传感器、56温度传感器、57压力传感器、6电动刹车组件、61电动挤压组件、611固定夹块、612动夹块、613电动伸缩件、62弹性体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种管道泄漏检测机器人，一种管道泄漏检测机器人，其用以放置在待检测的管道内，并在所述管道内流体介质的推动下随流动方向移动，包括皮碗式驱动机构1、电源模块2、一级控制模块3、定位模块4、管道泄漏检测模块5和两个电控制动组件6，所述皮碗式驱动机构1具有主体11和至少两个安装在所述主体11两端的驱动支撑皮碗12，所述主体11上沿轴向设有贯穿其两端的流体通道111，所述流体通道111内安装有与所述一级控制模块3电连接的流量控制阀112，所述流量控制阀112用以调节流体介质经过所述流体通道111的流量大小，进而调整所述皮碗式驱动机构1在所述管道内的移动速度，所述电源模块2、一级控制模块3、定位模块4、管道泄漏检测模块5和两个电控制动组件6均安装在所述皮碗式驱动机构1上，两个所述电控制动组件6分别位于所述皮碗式驱动机构1上所述主体11的两端，且所述电源模块2、定位模块4、管道泄漏检测模块5和两个电控制动组件6均与所述一级控制模块3电连接，所述定位模块4用以定位所述检测机器人的地理空间位置；所述管道泄漏检测模块5用以检测所述管道沿线是否存在泄漏，所述电控制动组件6用以使所述皮碗式驱动机构1在所述管道内减速或制动,通过在所述主体中部设有流体通道，并在流体通道内设置流量控制阀来调节流体介质经过流体通道的流量大小以对皮碗式驱动机构的移动速度进行调节，其中流量控制阀关闭时，皮碗式驱动机构的移动速度最大，而流量控制阀完全打开时，其移动速度最慢即流量大小与移动速度成负相关，而电控制动组件可将所述皮碗式驱动机构制动在所述管道内，如此使得皮碗式移动机构的启停和移动速度均可自行调节以便于发现疑似泄漏点并对疑似泄漏点进行确认，同时一级控制模块将定位模块所得的定位信息和管道泄漏检测模块所检测的信息结合以共同得出管道沿线的泄漏点的位置分布信息。其中，皮碗式驱动机构为现有技术在此不作赘述。

上述技术方案中还包括轴流式发电机，所述轴流式发电机安装在所述主体的流体通道内，且其与所述电源模块电连接，流经所述流体通道的流体介质驱动所述轴流式发电机给所述电源模块充电,在流量控制阀打开时，轴流式发电机可进行发电，并给电源模块充电，如此可延长电源模块的供电时长和供电能力，使提供更多的辅助功能成为可能。

上述技术方案中所述主体11的外壁上具有密封保护壳114，所述电源模块2和一级控制模块3均安装在所述密封保护壳114内；所述定位模块4为安装在所述密封保护壳体内的惯性导航定位仪和/或安装在所述主体11上用以与所述管道内壁滚动接触的里程轮,如此可使得电源模块和一级控制模块密封装在密封保护壳内以免受管道内环境的影响，同时使得定位模块不会受到管道内环境的影响或干扰，从而使得定位可靠、精确。优选的，所述密封保护壳为同轴环设在所述主体上。

上述技术方案中所述电源模块2包括蓄电池和电源管理单元，所述电源管理单元分别与所述蓄电池和一级控制模块3电连接，其用以监测所述蓄电池的剩余电量和充放电,如此便于实时监控蓄电池的状态和充放电情况。

上述技术方案中所述电控制动组件6包括电动挤压组件61和弹性变形体62，所述电动挤压组件61安装在所述主体11上，并与所述一级控制模块3电连接，且所述弹性变形体62安装在所述电动挤压组件61的挤压端，所述电动挤压组件61用以挤压所述弹性变形体62使其膨胀至与所述管道的管壁接触并压紧且将所述主体与所述管道之间的通道封堵,其结构简单，通过电动挤压组件挤压弹性变形体，使其膨胀变形并与管道的管壁接触产生挤压和摩擦阻力，从而将管道泄漏检测机器人减速或临时驻留，并且达成接触处的封堵，此时需确保流量控制阀处于最大的开启状态。

上述技术方案中每个所述电动挤压组件61包括固定夹块611、动夹块612和电动伸缩件613，所述电动伸缩件613与所述一级控制模块3电连接，所述固定夹块611、动夹块612和弹性变形体62均为环形，所述固定夹块611固定在所述主体11上，所述动夹块612滑动安装在所述固定夹块611上，且所述固定夹块611的一端设有环状凸起，所述弹性变形体62固定在所述固定夹块611上，并位于其环状凸起与对应的所述动夹块612之间，所述电动伸缩件613的驱动端与所述动夹块612传动连接，其用以驱动所述动夹块612移动至靠近所述固定夹块611的环状凸起以挤压所述弹性变形体62沿所述管道径向膨胀至其外边缘与所述管道的管壁压紧接触以增大摩擦阻力来将所述皮碗式驱动机构1制动或减速并将所述主体与管道之间的环形间隙封堵，或移动至远离所述固定夹块611的环状凸起以将所述弹性变形体62松开并解除对皮碗式驱动机构1的制动，所述动夹块612和固定夹块611构成所述电动挤压组件61的挤压端。如此使得在弹性变形体受到电动挤压组件的挤压时沿管道径向膨胀至其外边缘均与管道管壁密封接触以将管道泄漏检测机器人减速或驻停，同时将主体与管道管壁之间的环形间隙封堵。所述电动伸缩件优选的为防水伸缩电缸，且进一步优选的，每个所述电动挤压组件具有多个电动伸缩件，优选的，且多个电动伸缩件安装在所述固定滑块上。

上述技术方案中所述管道泄漏检测模块5包括声波传感器51、振动传感器52、二级控制器53和数据处理组件54，所述一级控制模块3和数据处理组件54均与所述二级控制器53电连接，所述声波传感器51和振动传感器52分别与所述数据处理组件54电连接，且所述振动传感器52通过支撑杆安装在所述主体11上，位于所述支撑杆远离所述主体11与管壁接触的一端，所述振动传感器52用以与所述管壁贴合并检测泄漏点附近所述管道由于泄漏所产生的振动信号，所述声波传感器51用以接收所述管道泄漏点附近因泄漏产生的声波，所述数据处理组件54用以对所述振动传感器52和声波传感器51所检测的振动信号和声波信号进行存储和处理分析，以判断所述管道当前位置点是否存在泄漏并对分析结果进行存储。通过利用声波传感器(检测流动介质中的泄漏特征)和振动传感器(检测管壁中的泄漏特征)对管道泄漏时所产生的声波信号和振动信号进行采集，并将所采集的信号进行处理以滤除检测机器人装置在所述管道内移动时所产生的影响或干扰，若检测到异常声波和/或异常振动的泄漏特征，则可认为管道此处存在疑似泄漏。所述振动传感器和支撑杆分别设有多个，且均环设在所述主体上或密封保护壳上。

上述技术方案中所述主体11的侧壁上位于两个电动挤压组件之间设有一个通孔115，所述管道泄漏检测模块5还包括两个第一流量传感器55a和/或一个第二流量传感器55b，且两个所述第一流量传感器55a分别安装在所述流体通道的两端，两个所述第一流量传感器55a均与所述二级控制器电连接，所述第二流量传感器55b安装在所述通孔内，所述第二流量传感器55b与所述二级控制器53电连接。当声波传感器和振动传感器检测到异常的疑似泄漏特征时，将流量控制阀开启到最大的开合度，同时启动电控制动组件实现检测机器人减速或临时驻留，驻留时使得疑似泄漏点位于两个弹性变形体之间，两个第一流量传感器所检测的流量一致，则可认为此处不存在泄漏，排除因声波和/或振动传感器检测到的干扰，当两个第一流量传感器所测得的流量不等时，则可确认该处存在真实的泄漏。同理，第二流量传感器的检测读数为零时，则可认为此处不存在泄漏，而第二流量传感器所感应的读述不为零时，则可认为此处存在泄漏。

上述技术方案中所述管道泄漏检测模块5还包括两个温度传感器56和两个压力传感器57，所述主体11的两端分别设有一个所述温度传感器56和所述压力传感器57，且两个所述温度传感器56和压力传感器57分别与所述二级控制器53电连接，所述二级控制器53可利用两个所述温度传感器56和压力传感器57所检测到的温度值和压力值来分别对两个所述第一流量传感器55a进行修正,通过在主体的两端分别设置温度传感器和压力传感器可对两个第一流量传感器的读数和泄漏量进行修正，特别是当存在可压缩气体的工况下，如此可以通过换算来补偿位于流体通道两端的两个第一流量传感器因所处位置、温度和压力不同而造成的检测流量的差异，以提高整个管道泄漏检测机器人的检测精度和可靠性。

上述技术方案中所述数据处理组件54包括数据存储器541和信号检测与处理单元52，所述数据存储器541与所述二级控制器53电连接，所述振动传感器52和声波传感器51分别与所述信号检测与处理单元542电连接，所述信号检测与处理单元542与所述数据存储器541电连接,其中，所述信号检测与处理单元用以将所检测到的声波信号和振动信号分别转化为数字化信息并分别存储在数据存储器中，同时对数字信息进行预处理以滤除检测机器人移动时所产生的干扰，并进一步对存在泄漏的异常声波和异常振动特征的可疑点评估以确定是否存在泄漏。

本实施例所提供的管道泄漏检测机器人在管道内移动过程中，开启检测，一级控制模块可控制管道泄漏检测模块同时启动声波传感器、压力传感器、温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器和振动传感器来对管道进行检测。

声波传感器与振动传感器感应的声波信号和振动信号经信号检测与处理单元预处理，并剔除由于机器人在移动过程中所引起的低频干扰。分别通过对声波传感器、振动传感器、第一流量传感器和第二流量传感器所感应的数据进行监测，对超过阀值的噪声信号和/或振动信号进行进一步的多路相互印证比对，判断是否存在泄漏的特征和根据信号强度和距离，确定疑似泄漏点及其位置。

当发现疑似泄漏点时，通过将流量控制阀的开度为最大值来降低管道检测机器人的运动速度或启动电动刹车组件将皮碗式驱动机构制动临时驻留静止检测模式，开始短暂的静态泄漏检测，以提高检测精度和可靠性。

进一步地，通过应用流量传感器、压力传感器和温度传感器所得到的流量、压力和温度数据，确认疑似泄漏点是否出现泄漏或微小泄漏及相关的泄漏量。

当管道泄漏检测机器人完成从管道入口到管道出口的全部行程，即完成了管道的全程检测，其中检测所得的数据的处理可以实时完成，也可以先存储检测数据，部分完成或待检测行程完成后导出数据进行详细的离线复盘分析处理。

该管道泄漏检测机器人在回收后与检测系统的电脑完成数据通讯与交换，由检测系统展示结果，列出所有的泄漏点数据。

泄漏判断的基本原理：

a)检测到泄漏导致的声波特征，可以判定为待确认的泄漏迹象；

b)检测到泄漏导致的管壁振动特征，可以判定为待确认的泄漏迹象；

c)检测到泄漏导致的压力和流量特征，可以判定为待确认的泄漏迹象；

d)发现可疑泄漏时，可以启动制动程序，停止泄漏检测机器人的运动，使管道泄漏检测机器人临时驻留在泄漏点，即让泄漏点位于检测机器人的两个电动挤压组件之间。通过以上(a)-(c)进行泄漏确认，并通过压力和流量的检测数据，确认和判断是否发生泄漏或相关的泄漏量。

如果采用非临时驻留的检测方式(例如，持续低速地、受控地随流体先前运动)，也可以通过压力和流量的检测进一步确认是否泄漏或相关的泄漏量，其原理如下：

一般，泄漏量的评估可以在检测过程中实时在线完成，在回收管道泄漏检测机器人后，对于发现的泄漏点也可以离线复核管道泄漏检测机器人的两端分别安装的温度传感器、压力传感器和流量传感器所检测到的信号，假设它们的检测值分别为：两个温度传感器的感应值分别为T1和T2，位于流体通道两端的两个第一流量传感器的感应值分别为Q1和Q2，第二流量传感器的感应值为Q3，两个压力传感器的感应值分别为P1和P2，以下为泄漏量的评估原理：

无泄漏时，近似地T1＝T2，Q1＝Q2，P1＝P2，否则即为存在泄漏迹象，出现泄漏迹象时，最简单的评估方式为：泄漏量＝Q1-Q2，或者当然当Q3等于0时可以认为无泄漏，否则存在泄漏，且泄漏量为Q3,其本质是流入和流出管道检测机器人的流体遵循质量守恒原理。如果输运的流体为单相流(液体或气体)该方法可以直接应用；如果输运的流体为气液混输的多相流，则液体组分和气体组分的流量需要分别计量，并分别用于气体和液体，必要时可以考虑温度和压力对流体各组分的影响，即考虑引入压力、温度和相平衡等因素对各组分密度的影响(可压缩性)进行修正，以提高评估的精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道泄漏检测机器人，其用以放置在待检测的管道内，并在所述管道内流体介质的推动下随流动方向移动，其特征在于，包括皮碗式驱动机构(1)、电源模块(2)、一级控制模块(3)、定位模块(4)、管道泄漏检测模块(5)和两个电控制动组件(6)，所述皮碗式驱动机构(1)具有主体(11)和至少两个安装在所述主体(11)两端的驱动支撑皮碗(12)，所述主体(11)上沿管道轴向设有贯穿其两端的流体通道(111)，所述流体通道(111)内安装有与所述一级控制模块(3)电连接的流量控制阀(112)，所述流量控制阀(112)用以调节流体介质经过所述流体通道(111)的流量大小，进而调整所述皮碗式驱动机构(1)在所述管道内的移动速度，所述电源模块(2)、一级控制模块(3)、定位模块(4)、管道泄漏检测模块(5)和两个电控制动组件(6)均安装在所述皮碗式驱动机构(1)上，两个所述电控制动组件(6)位于所述主体(11)的两端，且所述电源模块(2)、定位模块(4)、管道泄漏检测模块(5)和两个电控制动组件(6)均与所述一级控制模块(3)电连接，所述定位模块(4)用以定位所述检测机器人的地理空间位置；所述管道泄漏检测模块(5)用以检测所述管道沿线是否存在泄漏，所述电控制动组件(6)用以使所述检测机器人在所述管道内减速或临时制动驻留。

2.根据权利要求1所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，还包括轴流式发电机(113)，所述轴流式发电机(113)安装在所述主体(11)的流体通道(111)内，且其与所述电源模块(2)电连接，流经所述流体通道(111)的流体介质驱动所述轴流式发电机(113)给所述电源模块(2)充电。

3.根据权利要求1所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述主体(11)的外壁上具有密封保护壳(114)，所述电源模块(2)和一级控制模块(3)均安装在所述密封保护壳(114)内；所述定位模块(4)为安装在所述密封保护壳(114)内的惯性导航定位仪和/或安装在所述主体(11)上用以与所述管道内壁滚动接触的里程轮。

4.根据权利要求1所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述电源模块(2)包括蓄电池和电源管理单元，所述电源管理单元分别与所述蓄电池和一级控制模块(3)电连接，其用以监测所述蓄电池的剩余电量和充放电。

5.根据权利要求1所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述电控制动组件(6)包括电动挤压组件(61)和弹性变形体(62)，所述电动挤压组件(61)安装在所述主体(11)上，并与所述一级控制模块(3)电连接，且所述弹性变形体(62)安装在所述电动挤压组件(61)的挤压端，所述电动挤压组件(61)用以挤压所述弹性变形体(62)使其膨胀至与所述管道的管壁接触并压紧且将所述主体(11)与所述管壁之间环形间隙封堵。

6.根据权利要求5所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，每个所述电动挤压组件(61)包括固定夹块(611)、动夹块(612)和电动伸缩件(613)，所述电动伸缩件(613)与所述一级控制模块(3)电连接，所述固定夹块(611)、动夹块(612)和弹性变形体(62)均为环形，所述固定夹块(611)固定在所述主体(11)上，所述动夹块(612)滑动安装在所述固定夹块(611)上，且所述固定夹块(611)的一端的侧壁上设有环状凸起，所述弹性变形体(62)固定在所述固定夹块(611)上，并位于其环状凸起与对应的所述动夹块(612)之间，所述电动伸缩件(613)的驱动端与所述动夹块(612)传动连接，其用以驱动所述动夹块(612)移动至靠近所述固定夹块(611)的环状凸起以挤压所述弹性变形体(62)沿所述管道径向膨胀至其外边缘与所述管道的管壁压紧接触以增大摩擦阻力来将所述皮碗式驱动机构(1)制动或减速并将所述主体与管道之间的环形间隙封堵，或移动至远离所述固定夹块(611)的环状凸起以将所述弹性变形体(62)松开并解除对皮碗式驱动机构(1)的制动，恢复其在管内的运动，所述动夹块(612)和固定夹块(611)构成所述电动挤压组件(61)的挤压端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述管道泄漏检测模块(5)包括声波传感器(51)、振动传感器(52)、二级控制器(53)和数据处理组件(54)，所述一级控制模块(3)和数据处理组件(54)均与所述二级控制器(53)电连接，所述声波传感器(51)和振动传感器(52)分别与所述数据处理组件(54)电连接，且所述振动传感器(52)通过支撑杆安装在所述主体(11)上，且所述振动传感器(52)位于所述支撑杆远离所述主体(11)的一端，并与所述管道管壁接触，其用以检测所述管道因泄漏所产生的振动信号，所述声波传感器(51)用以检测所述管道因泄漏产生的声波，所述数据处理组件(54)用以对所述振动传感器(52)和声波传感器(51)所采集的振动信号和声波信号进行存储和处理分析，以判断所述管道当前位置点是否存在疑似泄漏并对分析结果进行存储。

8.根据权利要求7所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述主体(11)的侧壁上位于两个电动挤压组件(61)之间设有一个通孔(115)，所述管道泄漏检测模块(5)还包括两个第一流量传感器(55a)和/或一个第二流量传感器(55b)，且两个所述第一流量传感器(55a)分别安装在所述流体通道的两端，两个所述第一流量传感器(55a)均与所述二级控制器电连接，第二流量传感器(55b)安装在所述通孔(115)内，所述第二流量传感器(55b)与所述二级控制器(53)电连接，所述二级控制器(53)用以对两个所述第一流量传感器(55a)和/或第二流量传感器(55b)的检测值进行分析以对泄漏点处的泄漏量进行评估。

9.根据权利要求8所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述管道泄漏检测模块(5)还包括分别位于所述主体(11)两端的两个温度传感器(56)和两个压力传感器(57)，且两个所述温度传感器(56)和压力传感器(57)分别与所述二级控制器(53)电连接，所述二级控制器(53)可利用两个所述温度传感器(56)和压力传感器(57)所检测到的温度值和压力值来分别对两个所述第一流量传感器(55a)进行修正。

10.根据权利要求7所述的管道泄漏检测机器人，其特征在于，所述数据处理组件(54)包括数据存储器(541)和信号检测与处理单元(52)，所述数据存储器(541)与所述二级控制器(53)电连接，所述振动传感器(52)和声波传感器(51)分别与所述信号检测与处理单元(542)电连接，所述信号检测与处理单元(542)与所述数据存储器(541)电连接。

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