CN112476430A - 一种管道检测伞型机器人控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道检测伞型机器人控制系统，包括电源一和电源二的通过线路与控制器连接，控制器实施数据处理或发出指令，控制器通过线路与三位开关五、三位开关六和变压器连接，控制器通过线路与摄像头连接，三位开关五通过线路与驱动模块连接，三位开关六的输出端与并联的照明一、照明二和主动模块的输入端电连接，变压器通过线路与控制开关连接，控制开关通过线路与里程计连接，通过驱动模块来控制前进和后退，且通过前机身电机和后机身电机来控制前后伞足的张开和闭合，且通过摄像头传送到控制器中的数据检测机器人的前进、后退和转弯等，且前后伞足的张开及闭合为独立事件，相互不干扰。
Description
技术领域
本发明涉及检测机械装置的系统，具体为一种管道检测伞型机器人控制系统。
背景技术
管道是工业、能源、军事装备、城市建筑等领域中使用广泛的物料运输手段，城市污水、天然气和工业物料运输、给排水和建筑的同等系统等，均使用大量复杂隐蔽的管道，保障这些管道系统的安全性和有效性至关重要，但是随着使用年限的增加，管道不可避免的会出现老化、裂缝、腐蚀或者受到外来施工的破坏，如果不及时处理，一旦发生事故不但会带来巨大的经济损失，对环境也会造成严重的污染，因此，定期对管道进行勘察和维护，就显得非常必要，为提高管道的寿命，就必须对管道进行有限的检测维护，管道检测机器人为满足该需要而产生，但因管道中十分黑暗，且传统的管道检测机器人对管道破损位置不精准、定位不准确，且传统管道检测机器人对于存在转弯的管道检测无法实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种管道检测伞型机器人控制系统，通过控制器、驱动模块、主动模块和里程计,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道检测伞型机器人控制系统，包括电源一和电源二的通过线路与控制器连接，控制器实施数据处理或发出指令，控制器通过线路与三位开关五、三位开关六和变压器连接，控制器通过线路与摄像头连接，三位开关五通过线路与驱动模块连接，三位开关六的输出端与并联的照明一、照明二和主动模块的输入端电连接，照明一和照明二为24V的荧光灯，变压器通过线路与控制开关连接，控制开关通过线路与里程计连接，因管道检测机器人的工作场所一般在野外，所以电源一和电源二为可充电的蓄电池直流电源，使得具有便携性、耐久性、可靠性，且重量轻、体积小和电量大等好处。
进一步的，所述控制器包括大数据处理器、大数据显示屏、大数据存储器、大数据网络适配器和大数据输出端口，控制器通过大数据处理器实施数据处理发出指令，大数据处理器通过线路与大数据存储器连接，大数据存储器按照大数据处理器的指令存储或提取数据信息，大数据处理器通过线路与大数据显示屏相连接，大数据处理器通过线路与大数据输出端口相连接，大数据输出端口按照大数据处理器的指令输入或输出数据信息，通过摄像头与大数据显示屏连接，可以有效的、精准的观察到管道内部的情况。
进一步的，所述驱动模块包括并联的三位开关一和三位开关二，三位开关一通过PWM调速与并联的前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三连接，且前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三为ZYT20/10型永磁直流电机，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板。
进一步的，前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三位于前驱动轮中，后足驱动电机一、后足驱动电机二和后足驱动电机三位于后驱动轮中，且前驱动轮与机腿形成前伞足，后驱动轮与机腿形成后伞足，三位开关一左接通使得前驱动轮正转，三位开关一右接通使得前驱动轮反转，且三位开关一中位则停止转动，三位开关二同理。
进一步的，所述主动模块包括并联的三位开关三和三位开关四，三位开关三通过PWM调速与前机身电机电连接，三位开关四通过PWM调速与后机身电机电连接，前机身电机和后机身电机为额定电压为24V的ZYT-80/08的永磁直流电机，主要技术参数为，空载时：转速8200转/分，内阻1.0欧姆，电流6.32A；负载下转速：5000转/分，电流0.68A，效率43%，转矩200mN·M，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板，前机身电机位于前机身中，后机身电机位于后机身中，三位开关三和三位开关四与三位开关一和三位开关二同理。
进一步的，前机身位于后机身前侧，且前机身与后机身在同一水平线上，且前机身左侧与前伞足连接，后机身右侧与后伞足连接，前机身电机的正转和反转带动前伞足的张开和闭合，后机身电机的正转和反转带动后伞足的张开和闭合，当管道检测机器人转弯时，前伞足闭合，后伞足正转前进，当前机身电机与后机身电机呈90度角使，前伞足前进，此时后伞足闭合，当前机身电机和后机身电机在同一水平线上使，前伞足和后伞足同时前进。
进一步的，所述里程计包括计数器、编码盘、感光二极管和发光源，感光二极管和发光源通过线路与控制开关连接，计数器提取数据信息，计数器通过线路与控制器连接，控制器中的大数据显示屏显示计数器的数据信息，发光源发光，感光二极管的感光次数通过计数器来确定驱动轮所走的圈数，驱动轮的周长已知，以此就可得到检测机器人行走的距离，以此对管道检测进行一个精准的定位。
进一步的，编码盘直径为D=31.8mm，编码盘的输出轴与驱动模块连接，感光二极管和发光源位于编码盘两侧，且感光二极管和发光源位置相对应。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本管道检测伞型机器人控制系统，具有以下好处：
1、本发明上设置了控制器，通过控制器中的大数据处理器、大数据显示屏、大数据存储器、大数据网络适配器和大数据输出端口，使得操作者更加方便及更加精准的对管道检测机器人中各部件的操控。
2、本发明上设置了驱动模块，通过六组驱动电机，使得前后伞足的张开和闭合相对独立，通过控制前、后伞足闭合、前进，以及通过六组驱动电机控制驱动轮的正转、反转，以此来控制检测机器人的前进、后退、转弯和控制速度，使得使用更加便利。
3、本发明上设置了主动模块，通过主动模块与驱动模块的连接，使得主动模块带动前伞足和后伞足的张开和闭合，以此增大检测范围。
4、本发明上设置了里程计，通过里程计中的计数器，编码盘，感光二极管和发光源组成一个轮辐运动圈数的反馈电路，以此来计算检测机器人行走的距离，可以对管道后期维修位置做一个精准的定位，为人们提供便利。
附图说明
图1为本发明检测机器人控制系统示意图；
图2为本发明检测机器人部分电路示意图；
图3为本发明检测机器人结构示意图；
图4为本发明里程计结构示意图；
图5为本发明里程计线路示意图；
图6为本发明PWM调速电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种管道检测伞型机器人控制系统，包括电源一和电源二的通过线路与控制器连接，控制器实施数据处理或发出指令，控制器通过线路与三位开关五、三位开关六和变压器连接，控制器通过线路与摄像头连接，三位开关五通过线路与驱动模块连接，三位开关六的输出端与并联的照明一、照明二和主动模块的输入端电连接，照明一和照明二为24V的荧光灯，变压器通过线路与控制开关连接，控制开关通过线路与里程计连接，因管道检测机器人的工作场所一般在野外，所以电源一和电源二为可充电的蓄电池直流电源，使得具有便携性、耐久性、可靠性，且重量轻、体积小和电量大等好处，控制器包括大数据处理器、大数据显示屏、大数据存储器、大数据网络适配器和大数据输出端口，控制器通过大数据处理器实施数据处理发出指令，大数据处理器通过线路与大数据存储器连接，大数据存储器按照大数据处理器的指令存储或提取数据信息，大数据处理器通过线路与大数据显示屏相连接，大数据处理器通过线路与大数据输出端口相连接，大数据输出端口按照大数据处理器的指令输入或输出数据信息，通过摄像头与大数据显示屏连接，可以有效的、精准的观察到管道内部的情况，驱动模块包括并联的三位开关一和三位开关二，三位开关一通过PWM调速与并联的前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三连接，且前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三为ZYT20/10型永磁直流电机，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板，前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三位于前驱动轮中，后足驱动电机一、后足驱动电机二和后足驱动电机三位于后驱动轮中，且前驱动轮与机腿形成前伞足，后驱动轮与机腿形成后伞足，三位开关一左接通使得前驱动轮正转，三位开关一右接通使得前驱动轮反转，且三位开关一中位则停止转动，三位开关二同理，主动模块包括并联的三位开关三和三位开关四，三位开关三通过PWM调速与前机身电机电连接，三位开关四通过PWM调速与后机身电机电连接，前机身电机和后机身电机为额定电压为24V的ZYT-80/08的永磁直流电机，主要技术参数为，空载时：转速8200转/分，内阻1.0欧姆，电流6.32A；负载下转速：5000转/分，电流0.68A，效率43%，转矩200mN·M，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板，前机身电机位于前机身中，后机身电机位于后机身中，三位开关三和三位开关四与三位开关一和三位开关二同理，前机身位于后机身前侧，且前机身与后机身在同一水平线上，且前机身左侧与前伞足连接，后机身右侧与后伞足连接，前机身电机的正转和反转带动前伞足的张开和闭合，后机身电机的正转和反转带动后伞足的张开和闭合，当管道检测机器人转弯时，前伞足闭合，后伞足正转前进，当前机身电机与后机身电机呈90度角使，前伞足前进，此时后伞足闭合，当前机身电机和后机身电机在同一水平线上使，前伞足和后伞足同时前进，里程计包括计数器、编码盘、感光二极管和发光源，感光二极管和发光源通过线路与控制开关连接，计数器提取数据信息，计数器通过线路与控制器连接，控制器中的大数据显示屏显示计数器的数据信息，发光源发光，感光二极管的感光次数通过计数器来确定驱动轮所走的圈数，驱动轮的周长已知，以此就可得到检测机器人行走的距离，以此对管道检测进行一个精准的定位，编码盘直径为D=31.8mm，编码盘的输出轴与驱动模块连接，感光二极管和发光源位于编码盘两侧，且感光二极管和发光源位置相对应。
在使用时：
将检测机器人置于需要检测的管道内，打开电源1和电源2，通过控制器与摄像头的电连接，此时摄像头开启，因管道内十分黑暗，手动打开三位开关六使得照明一和照明二开启， 然后再通过手动将三位开关三和三位开关四开启，因前机身电机和后机身电机与前伞足和后伞足的连接，使得前机身电机和后机身电机将检测机器人的前伞足和后伞足开启到合适的角度，且可通过控制器对PWM调速的控制，使得PWM调速对前机身电机和后机身电机控制在合适的速度，然后在手动打开普通开关，通过控制三位开关一和三位开关二开控制驱动模块中的电机正转与反转，三位开关一左接通时，前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三正转，使得前驱动轮前进，三位开关一右接通时，前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三反转，使得前驱动轮后退，三位开关一中立时，则停止，三位开关二同理，当检测机器人在管道中运动时，通过摄像头与控制器的连接，使得将管道内的情况传送个控制器，通过控制器中的大数据显示屏可以使操作者更直观的掌握管道内的状况，且摄像头传送的数据显示当检测机器人需要转弯时，前机身电机通过三位开关一右接通，使得前机身电机反转，以此使得前机身电机所连接的前伞足闭合并停止转动，此时后驱动轮继续前进，当前机身电机所在的前机身与后机身电机所在的后机身呈90度使，前机身电机通过三位开关一左接通将前伞足张开并前进，此时后机身电机通过三位开关二右接通使得反转，以此将后伞足闭合且停止前进，当前机身电机所在的前机身和后机身电机所在的后机身在同一平面内，手动控制三位开关二左接通使得正转，以此使得前侧机器人继续前进，且通过驱动模块与编码盘的连接，且通过开启控制开关，使得发光源、感光二极管和计数器启动，且发光源与感光二极管位置相对应，通过计数器将接受编码盘的旋转圈数传输到控制器，通过控制器中的大数据处理器、大数据存储器和大数据网络适配器将计算检测机器人的行走数据显示在大数据显示屏上，使得操作者更直观的了解管道中破损的位置，定位更精确更加便利。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：电源一和电源二的通过线路与控制器连接，控制器实施数据处理或发出指令，控制器通过线路与三位开关五、三位开关六和变压器连接，控制器通过线路与摄像头连接，三位开关五通过线路与驱动模块连接，三位开关六的输出端与并联的照明一、照明二和主动模块的输入端电连接，照明一和照明二为24V的荧光灯，变压器通过线路与控制开关连接，控制开关通过线路与里程计连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：所述控制器包括大数据处理器、大数据显示屏、大数据存储器、大数据网络适配器和大数据输出端口，控制器通过大数据处理器实施数据处理发出指令，大数据处理器通过线路与大数据存储器连接，大数据存储器按照大数据处理器的指令存储或提取数据信息，大数据处理器通过线路与大数据显示屏相连接，大数据处理器通过线路与大数据输出端口相连接，大数据输出端口按照大数据处理器的指令输入或输出数据信息。
3.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：所述驱动模块包括并联的三位开关一和三位开关二，三位开关一通过PWM调速与并联的前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三连接，三位开关二通过PWM调速与并联的后足驱动电机一、后足驱动电机二和后足驱动电机三连接，且驱动电机为ZYT20/10型永磁直流电机，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板。
4.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：前足驱动电机一、前足驱动电机二和前足驱动电机三位于前驱动轮中，后足驱动电机一、后足驱动电机二和后足驱动电机三位于后驱动轮中，且前驱动轮与机腿形成前伞足，后驱动轮与机腿形成后伞足。
5.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：所述主动模块包括并联的三位开关三和三位开关四，三位开关三通过PWM调速与前机身电机电连接，三位开关四通过PWM调速与后机身电机电连接，前机身电机和后机身电机为额定电压为24V的ZYT-80/08的永磁直流电机，主要技术参数为，空载时：转速8200转/分，内阻1.0欧姆，电流6.32A；负载下转速：5000转/分，电流0.68A，效率43%，转矩200mN·M，PWM调速中的控制电路板为SG1731电路板，前机身电机位于前机身中，后机身电机位于后机身中。
6.根据权利要求5所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：前机身位于后机身前侧，且前机身与后机身在同一水平线上，且前机身左侧与前伞足连接，后机身右侧与后伞足连接。
7.根据权利要求1所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于： 所述里程计包括计数器、编码盘、感光二极管和发光源，感光二极管和发光源通过线路与控制开关电连接，计数器提取数据信息，计数器通过线路与控制器连接，控制器中的大数据显示屏显示计数器的数据信息。
8.根据权利要求5所述的一种管道检测伞型机器人控制系统，其特征在于：编码盘直径为D=31.8mm，编码盘的输出轴与驱动模块连接，感光二极管和发光源位于编码盘两侧，且感光二极管和发光源位置相对应。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210312 |