CN112285799A - 一种地下管道用巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管道用巡检机器人，包括制动箱、设置在制动箱顶端的控制箱与分别设置在制动箱两侧的第一制动轮与第二制动轮，所述控制箱的顶端设置有内部固定安装了两组摄像头的安装座，所述控制箱的内部设置有用于控制机器人的总控箱，所述控制箱的内部顶端设置用于控制安装座旋转的第一电机；所述制动箱的内部两侧分别设置有两组第二电机与液压箱，所述制动箱的前端设置有穿过预设孔的清障杆，所述清障杆的一端与液压箱连接，所述制动箱的前端靠近顶端的位置开设有用于测距的第一激光收发器与第二激光收发器。本发明能够更好的进行地下管道巡检，并且可以减少障碍物对巡检机器人的影响。

Description

一种地下管道用巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种地下管道用巡检机器人。

背景技术

巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台；具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。

现有的巡检机器人，在管道内进行巡检时，容易被障碍物阻挡，并且在使用过程中照明灯一直打开，消耗了大量电能，影响了巡检机器人的续航，给巡检机器人的使用带来了一定的影响，因此，提出一种地下管道用巡检机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的巡检机器人，在管道内进行巡检时，容易被障碍物阻挡，并且在使用过程中照明灯一直打开，消耗了大量电能，影响了巡检机器人的续航，给巡检机器人的使用带来了一定的影响的问题，提供了一种地下管道用巡检机器人。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括制动箱、设置在制动箱顶端的控制箱与分别设置在制动箱两侧的第一制动轮与第二制动轮，所述控制箱的顶端设置有内部固定安装了两组摄像头的安装座，所述控制箱的内部设置有用于控制机器人的总控箱，所述控制箱的内部顶端设置用于控制安装座旋转的第一电机；

所述制动箱的内部两侧分别设置有两组第二电机与液压箱，所述制动箱的前端设置有穿过预设孔的清障杆，所述清障杆的一端与液压箱连接，所述制动箱的前端靠近顶端的位置开设有用于测距的第一激光收发器与第二激光收发器；

所述控制箱前端靠近一侧的位置设置有光照感应头，所述控制箱前端设置有辅助照明的第一照明灯与第二照明灯；

所述总控箱包括数据接收模块、数据处理模块、总控模块与指令发送模块，所述数据接收模块用于接收第一激光收发器与第二激光收发器产的激光信息、光照感应头感应到的光照强度信息，所述激光信息包括第一激光信息与第二激光信息，所述激光信息与光照强度信息均被发送到数据接收模块，所述数据处理模块将激光信息与光照强度信息被处理为光照调节信息与清障信息，所述光照调节信息与清障信息均被发送到总控模块，所述总控模块用于将光照调节信息与清障信息处理为光照调节指令与清障指令，并将光照调节指令与清障指令发送到指令发送模块，所述指令发送模块将清障指令发送到液压箱，将光照调节指令发送到第一照明灯与第二照明灯。

优选的，所述清障杆的端部设置连接杆，所述连接杆的端部通过连接轴连接有辅助清障片。

优选的，所述辅助清障片与连接杆之间设置有辅助弹簧，所述辅助弹簧的一端与辅助清障片固定连接，所述辅助弹簧的另一端与连接杆固定连接。

优选的，所述数据处理模块处理第一激光信息与第二激光信息的具体处理过程如下：

步骤一：第一激光信息为第一激光收发器发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤二：提取出第一激光收发器发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为K1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为K2点；

步骤三：计算出时间点K2点与时间点K1点的时间差，得到时间差K_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤四：通过公司K_差*M＝Km得到障碍物距离Km，当障碍物距离Km小于预设值时即生成清障信息；

步骤五：第二激光信息为第二激光收发器发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤六：提取出第二激光收发器发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为T1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为T2点；

步骤七：计算出时间点T2点与时间点T1点的时间差，得到时间差T_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤八：通过公司T_差*M＝Tm得到障碍物距离Tm，当障碍物距离Tm小于预设值时即生成清障信息；

所述清障信息被转换为清障指令发送到液压箱，液压箱运行将清障杆推出进行清障。

优选的，所述数据处理模块处理光照强度信息的具体处理过程如下：

步骤一：提取出光照感应头采集的光照度信息，将其标记为D；

步骤二：设置预设光照度A1，计算出光照度信息D与预设光照度A1之间的差值的得到Da1_差，当Da1_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第一光照度调节信息；

步骤三：设置预设光照度A2，计算出光照度信息D与预设光照度A2之间的差值的得到Da2_差，当Da2_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第二光照度调节信息；

所述第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯与第二照明灯中的任意一组，并运行进行照明，述第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯与第二照明灯，第一照明灯与第二照明灯同时运行进行辅助照明。

本发明相比现有技术具有以下优点：该地下管道用巡检机器人，在是使用过程中第一激光收发器与第二激光收发器进行障碍物探测，能够在探测的到障碍物时生成清障指令，来控制清障杆1伸出将障碍物推开，避免了障碍物影像该机器的使用，在清障结束后清障杆1缩回，该种设置让该种能够让机器人在管道中更好的行驶的同时避免了清障机构影响机器人影像行驶转向的过程，同时在进行管道巡检过程中，能够实时的监测管道内的光照度，并根据光照强度生成不同的亮度调节信息，来控制第一照明灯与第二照明灯适时运行，有效的避免了照明灯长时间运行耗电过多的状况发生。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的制动箱与控制箱结合视图；

图3是本发明的制动箱内部视图；

图4是本发明的清障杆整体结构图；

图5是本发明的总控箱系统框图。

图中：1、制动箱；2、控制箱；3、第一制动轮；4、第二制动轮；5、安装座；6、摄像头；7、总控箱；8、第一电机；9、第二电机；10、液压箱；11、第一照明灯；12、第二照明灯；13、预设孔；14、清障杆；141、辅助清障片；142、连接杆；143、辅助弹簧；144、连接轴；15、第一激光收发器；16、第二激光收发器；17、光照感应头。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～5所示，本实施例提供一种技术方案：一种地下管道用巡检机器人，包括制动箱1、设置在制动箱1顶端的控制箱2与分别设置在制动箱1两侧的第一制动轮3与第二制动轮4，控制箱2的顶端设置有内部固定安装了两组摄像头6的安装座5，控制箱2的内部设置有用于控制机器人的总控箱7，控制箱2的内部顶端设置用于控制安装座5旋转的第一电机8；

制动箱1的内部两侧分别设置有两组第二电机9与液压箱10，制动箱1的前端设置有穿过预设孔13的清障杆14，清障杆14的一端与液压箱10连接，制动箱1的前端靠近顶端的位置开设有用于测距的第一激光收发器15与第二激光收发器16；

两组第二电机9用来带动第一制动轮3与第二制动轮4旋转，来实现巡检机器人的制动，同时第一电机8运行带动安装座5中的摄像头6旋转来进行管道内的影像采集信息，第一激光收发器15与第二激光收发器16用来发出和接收用来探测障碍物的激光，液压箱10用来推动清障杆14，将清障杆14推出进行清障，清障结束后液压箱10将清障杆14收回；

控制箱2前端靠近一侧的位置设置有光照感应头17，控制箱2前端设置有辅助照明的第一照明灯11与第二照明灯12；

光照感应头17用来获取管道内的光照度信息，第一照明灯11与第二照明灯12用来进行照明；

总控箱7包括数据接收模块、数据处理模块、总控模块与指令发送模块，数据接收模块用于接收第一激光收发器15与第二激光收发器16产的激光信息、光照感应头17感应到的光照强度信息，激光信息包括第一激光信息与第二激光信息，激光信息与光照强度信息均被发送到数据接收模块，数据处理模块将激光信息与光照强度信息被处理为光照调节信息与清障信息，光照调节信息与清障信息均被发送到总控模块，总控模块用于将光照调节信息与清障信息处理为光照调节指令与清障指令，并将光照调节指令与清障指令发送到指令发送模块，指令发送模块将清障指令发送到液压箱10，将光照调节指令发送到第一照明灯11与第二照明灯12。

清障杆14的端部设置连接杆142，连接杆142的端部通过连接轴144连接有辅助清障片141，辅助清障片141用来进行清理障碍物，通过连接轴144的设置让辅助清障片141，能够进行左右的偏转。

辅助清障片141与连接杆142之间设置有辅助弹簧143，辅助弹簧143的一端与辅助清障片141固定连接，辅助弹簧143的另一端与连接杆142固定连接；

辅助弹簧143起到了让偏转的辅助清障片141复位的作用。

数据处理模块处理第一激光信息与第二激光信息的具体处理过程如下：

步骤一：第一激光信息为第一激光收发器15发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤二：提取出第一激光收发器15发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为K1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为K2点；

步骤三：计算出时间点K2点与时间点K1点的时间差，得到时间差K_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤四：通过公司K_差*M＝Km得到障碍物距离Km，当障碍物距离Km小于预设值时即生成清障信息；

步骤五：第二激光信息为第二激光收发器16发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤六：提取出第二激光收发器16发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为T1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为T2点；

步骤七：计算出时间点T2点与时间点T1点的时间差，得到时间差T_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤八：通过公司T_差*M＝Tm得到障碍物距离Tm，当障碍物距离Tm小于预设值时即生成清障信息；

清障信息被转换为清障指令发送到液压箱10，液压箱10运行将清障杆14推出进行清障。

数据处理模块处理光照强度信息的具体处理过程如下：

步骤一：提取出光照感应头17采集的光照度信息，将其标记为D；

步骤二：设置预设光照度A1，计算出光照度信息D与预设光照度A1之间的差值的得到Da1_差，当Da1_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第一光照度调节信息；

步骤三：设置预设光照度A2，计算出光照度信息D与预设光照度A2之间的差值的得到Da2_差，当Da2_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第二光照度调节信息；

第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯11与第二照明灯12中的任意一组，并运行进行照明，述第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯11与第二照明灯12，第一照明灯11与第二照明灯12同时运行进行辅助照明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种地下管道用巡检机器人，包括制动箱(1)、设置在制动箱(1)顶端的控制箱(2)与分别设置在制动箱(1)两侧的第一制动轮(3)与第二制动轮(4)，其特征在于，所述控制箱(2)的顶端设置有内部固定安装了两组摄像头(6)的安装座(5)，所述控制箱(2)的内部设置有用于控制机器人的总控箱(7)，所述控制箱(2)的内部顶端设置用于控制安装座(5)旋转的第一电机(8)；

所述制动箱(1)的内部两侧分别设置有两组第二电机(9)与液压箱(10)，所述制动箱(1)的前端设置有穿过预设孔(13)的清障杆(14)，所述清障杆(14)的一端与液压箱(10)连接，所述制动箱(1)的前端靠近顶端的位置开设有用于测距的第一激光收发器(15)与第二激光收发器(16)；

所述控制箱(2)前端靠近一侧的位置设置有光照感应头(17)，所述控制箱(2)前端设置有辅助照明的第一照明灯(11)与第二照明灯(12)；

所述总控箱(7)包括数据接收模块、数据处理模块、总控模块与指令发送模块，所述数据接收模块用于接收第一激光收发器(15)与第二激光收发器(16)产的激光信息、光照感应头(17)感应到的光照强度信息，所述激光信息包括第一激光信息与第二激光信息，所述激光信息与光照强度信息均被发送到数据接收模块，所述数据处理模块将激光信息与光照强度信息被处理为光照调节信息与清障信息，所述光照调节信息与清障信息均被发送到总控模块，所述总控模块用于将光照调节信息与清障信息处理为光照调节指令与清障指令，并将光照调节指令与清障指令发送到指令发送模块，所述指令发送模块将清障指令发送到液压箱(10)，将光照调节指令发送到第一照明灯(11)与第二照明灯(12)。

2.根据权利要求1所述的一种地下管道用巡检机器人，其特征在于：所述清障杆(14)的端部设置连接杆(142)，所述连接杆(142)的端部通过连接轴(144)连接有辅助清障片(141)。

3.根据权利要求2所述的一种地下管道用巡检机器人，其特征在于：所述辅助清障片(141)与连接杆(142)之间设置有辅助弹簧(143)，所述辅助弹簧(143)的一端与辅助清障片(141)固定连接，所述辅助弹簧(143)的另一端与连接杆(142)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种地下管道用巡检机器人，其特征在于：所述数据处理模块处理第一激光信息与第二激光信息的具体处理过程如下：

步骤一：第一激光信息为第一激光收发器(15)发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤二：提取出第一激光收发器(15)发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为K1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为K2点；

步骤三：计算出时间点K2点与时间点K1点的时间差，得到时间差K_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤四：通过公司K_差*M＝Km得到障碍物距离Km，当障碍物距离Km小于预设值时即生成清障信息；

步骤五：第二激光信息为第二激光收发器(16)发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点；

步骤六：提取出第二激光收发器(16)发射出的激光的时间点与激光接收到障碍物反射回的激光的时间点，将发射出的激光的时间点标记为T1点，将激光接收到障碍物反射回的激光的时间点标记为T2点；

步骤七：计算出时间点T2点与时间点T1点的时间差，得到时间差T_差，提取出激光速度，将激光速度标记为M；

步骤八：通过公司T_差*M＝Tm得到障碍物距离Tm，当障碍物距离Tm小于预设值时即生成清障信息；

所述清障信息被转换为清障指令发送到液压箱(10)，液压箱(10)运行将清障杆(14)推出进行清障。

5.根据权利要求1所述的一种地下管道用巡检机器人，其特征在于：所述数据处理模块处理光照强度信息的具体处理过程如下：

步骤一：提取出光照感应头(17)采集的光照度信息，将其标记为D；

步骤二：设置预设光照度A1，计算出光照度信息D与预设光照度A1之间的差值的得到Da1_差，当Da1_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第一光照度调节信息；

步骤三：设置预设光照度A2，计算出光照度信息D与预设光照度A2之间的差值的得到Da2_差，当Da2_差小于预设值时即生成光照度调节信息，此时光照度调节信息为第二光照度调节信息；

所述第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯(11)与第二照明灯(12)中的任意一组，并运行进行照明，述第一光照度调节信息被转化为光照度调节指令后被发送到第一照明灯(11)与第二照明灯(12)，第一照明灯(11)与第二照明灯(12)同时运行进行辅助照明。

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