CN112903107A - 一种管道电缆检测机器人及检测系统 - Google Patents

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CN112903107A
CN112903107A CN201911219192.4A CN201911219192A CN112903107A CN 112903107 A CN112903107 A CN 112903107A CN 201911219192 A CN201911219192 A CN 201911219192A CN 112903107 A CN112903107 A CN 112903107A
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成国文
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North China Electric Power University
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Abstract

本发明提出了本发明提出了一种管道电缆检测机器人及检测系统,所述机器人包括:主结构板、两个主动轮支撑架、两个主动轮、四个长度可调的从动轮支撑架、四个从动轮,各个结构以三角支撑的方式设置,使用时,主动轮、从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过,只需调节从动轮支撑架的长度和从动轮支撑架与主结构板的夹角使机器人的主动轮和从动轮与管道内部接触,即可实现检测机器人在不同形状内的管道内的运行,对异形管道进行检测。

Description

一种管道电缆检测机器人及检测系统
技术领域
本发明涉及电缆检测技术领域,特别是涉及一种管道电缆检测机器人及检测系统。
背景技术
随着经济的快速发展和和谐社会的构建,电网系统的建设规模越来越大,城市用电负荷的快速增长,对供电可靠性提出了越来越高的要求。越来越多的城市或人口密集区采用地下电缆输配电方式取代架空输电线路。电缆穿管敷设成为城市电网的重要组成部分。电缆线芯温度是电缆的一个重要参数。当电缆满负荷运行时,线芯温度往往已达到允许温度;电缆一旦超过负荷,线芯温度将急剧上升,高于允许温度,由此加速电缆绝缘老化,甚至发生绝缘介质热击穿,最后导致电缆火灾的发生。如果能在事故发生的早期提前进行预警并迅速采取措施,将能有效地避免此类事故的发生。但是,在城市电网运行维护过程中对管内电缆定期巡检或不定期故障排查,目前采用较多的是人工定期停电检修的方式,这种方式存在着停电带来经济损失大、客户用电中断,检修任务繁重等缺点。而管道机器人是一种可沿细小管道内部或者外部自行行走,携带一种或者多种传感器及操作机械,在工作人员的遥控操作或者计算机自动控制下,进行一系列管道作业的机,电,仪一体化系统。完全可以代替人力,对电缆进行带电温度检测。
经过多年的研究,发展出了多种驱动方式和结构设计。根据机器人的不同驱动模式,大概分为以下八种:第一种是流动式机器人,随着管内流体而流动,不消耗能源。第二种是履带式机器人。第三种是轮式机器人。第四种是腹壁式机器人,这类机器人通过伸张的机械臂紧贴管道内壁,推动机器人前进。第五种是行走式机器人,这类机器人通过机械足运动。第六种是蠕动式机器人,这类机器人像蚯蚓一样,通过伸缩前进。第七种是螺旋驱动式机器人,即驱动机构作旋转运动,螺旋前进。第八种是蛇型机器人,这类机器人有许多关节。他们可以自由得在管道内部前进,实现多种多样的功能。但是目前已有的管道检测机器人,只能应用于规则圆形管道的检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道电缆检测机器人及检测系统,以实现异形管道内电缆的检测。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种管道电缆检测机器人,所述机器人包括:主结构板、两个主动轮支撑架、两个主动轮、四个长度可调的从动轮支撑架、四个从动轮;
两个所述主动轮支撑架沿管道的方向依次固定在所述主结构板的上方;两个所述主动轮分别与两个所述主动轮支撑架轴连接;
两个所述从动轮支撑架设置在一个主动轮支撑架对应的主板结构位置的下方,两个所述从动轮支撑架并行设置;另外两个所述从动轮支撑架设置在另一个主动轮支撑架对应的主结构板位置的下方,另外两个所述从动轮支撑架并行设置;
所述从动轮支撑架与所述主结构板的夹角可调节;
四个所述从动轮分别与四个所述从动轮支撑架轴连接;
使用时,所述主动轮、所述从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过。
可选的,所述主动轮支撑架包括两个支撑板,所述支撑板上开设有轴孔;
两个所述支撑板固定在所述主结构板上,所述主动轮设置在两个所述支撑板之间,所述主动轮的两侧的驱动轴与两个所述支撑板的轴孔轴承连接。
可选的,位于两个支撑板之间的主结构板上开设有长方体的通孔。
可选的,所述从动轮支撑架包括:双层角度调节板、第一节支架、第二节支架;
所述双层角度调节板与所述主结构板固定连接,所述双层角度调节板上开设有角度调节滑槽;
所述第一节支架的一端设置有螺孔,所述螺孔设置在双层角度调节板的两个调节板之间,通过蝴蝶螺钉穿过所述角度调节滑槽和所述螺孔将所述第一节支架的一端固定在所述双层角度调节板上;
所述第一节支架的另一端的内壁设置有内螺纹,所述第二节支架的外壁上设置有外螺纹,所述第一节支架的另一端与所述第二节支架的一端螺纹连接;
所述第二节支架的另一端与所述从动轮轴连接。
可选的,所述第一节支架的腔体内还设置有受力弹簧。
可选的,所述主动轮为双轴轮毂电机集成轮。
一种管道电缆检测系统,所述检测系统包括检测机器人、温度检测传感器、里程计、中央控制板、人工控制平板;
所述温度检测传感器和所述中央控制板均设置在所述检测机器人上,所述温度检测传感器用于检测待检测电缆的温度,获取温度数据,并将所述温度数据发送给所述中央控制板;
所述里程计设置在所述检测机器人的主动轮支撑架上;所述里程计与所述中央控制板连接,所述里程计用于获取所述检测机器人的里程信息,并将所述里程信息发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述人工控制平板连接,所述中央控制板用于对所述温度数据和所述里程信息进行处理,并将处理后的温度数据和里程信息发送给所述人工控制平板;
所述人工控制平板用于对处理后的温度数据和里程信息进行存储和显示。
可选的,所述检测系统还包括双目摄像头、主动轮驱动电路板;
所述双目摄像头设置在所述检测机器人的主结构板上;
所述双目摄像头与所述中央控制板连接,所述双目摄像头用于获取所述检测机器人前进方向的图像信息,并将所述图像信息发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述人工控制平板连接,所述中央控制板用于对所述图像信息进行处理,并将处理后的图像信息发送给所述中央控制板;
所述人工控制平板与所述中央控制板连接,所述人工控制平板用于根据处理后的图像信息生成机器人控制指令,并将所述机器人控制指令发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述主动轮驱动电路板连接,所述中央控制板用于根据所述机器人控制指令控制所述主动轮驱动电路板调节所述检测机器人的行进速度和行进方向。
可选的,检测系统还包括无线通讯模块,所述中央控制板与所述人工控制平板通过所述无线通讯模块无线连接。
可选的,所述温度检测传感器为MLX90614红外线测温模块。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提出了一种管道电缆检测机器人及检测系统,所述机器人包括:主结构板、两个主动轮支撑架、两个主动轮、四个长度可调的从动轮支撑架、四个从动轮;两个所述主动轮支撑架沿管道的方向依次固定在所述主结构板的上方;两个所述主动轮分别与两个所述主动轮支撑架轴连接;两个所述从动轮支撑架设置在一个主动轮支撑架对应的主板结构位置的下方,两个所述从动轮支撑架并行设置;另外两个所述从动轮支撑架设置在另一个主动轮支撑架对应的主结构板位置的下方,另外两个所述从动轮支撑架并行设置;所述从动轮支撑架与所述主结构板的夹角可调节;四个所述从动轮分别与四个所述从动轮支撑架轴连接。使用时,所述主动轮、所述从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过,只需调节从动轮支撑架的长度和从动轮支撑架与主结构板的夹角使机器人的主动轮和从动轮与管道内部接触,即可实现检测机器人在不同形状内的管道内的运行,对异形管道进行检测。
采用里程计进行定位,相比于现有GPS定位,提高了定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种管道电缆检测机器人的结构图;
图2为本发明提供的一种管道电缆检测机器人的在管道内的安装示意图;
图3为本发明提供的从动轮支撑架的结构图;
图4为本发明提供的第一节支架和第二节支架的安装示意图;
图5为本发明提供的一种管道电缆检测系统的结构示意图;
图6为本发明提供的人工控制平板的界面示意图;
附图说明:1为主动轮、2为主结构板、3为双层角度调节板、4为角度调节滑槽、5为从动轮、6为从动轮支撑架、6-1为第一节支架、6-2为第二节支架、6-3为受力弹簧、6-4为蝴蝶螺钉、7为螺孔、8为双目摄像头、9为中央控制板、10为无线通讯模块、11为里程计、12为温度检测传感器、13为人工控制平板、14为主动轮驱动电路板。
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。
本发明的目的是提供一种管道电缆检测机器人及检测系统,以实现异形管道内电缆的检测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
现有的管道温度检测机器人主要存在如下的技术缺陷:
1、现有的管道机器人设计方案针对的是管内无物体的情况且机器人本身体积较大,采用多组电机驱动,主要作用是清扫和检查管道。未能适合排管内异形窄小空间的使用要求。
2、现有的管道机器人设计方案中机器人在管道中定位,使用的是传统的GPS定位,但是在地下工作时,GPS定位误差极大,可靠性和稳定性很差,这可能会导致工作人员作出错误的判断,影响工作效率。
3、现有的管道机器人设计方案中的机器人缺少传感器技术的协调使用,智能化程度较低,大多执行一些固定的机械式作业,不能对周围的工作环境进行实时观测,更不能将各种数据收集处理并传回保存。对于数据的后期研究极不方便。
4、现有管道机器人设计方案中没有涉及到2.4G数据传输技术的使用,现在机器人主要是通过遥控通信对机器人控制,满足不了大量数据快速传输的要求。
5、现有的管道机器人设计方案中机器人控制上没有工业平板控制系统和数据存储分析系统的技术开发,虽然可以通过简单的遥控手柄对机器人控制,但是却缺少实时传感数据的显示,分析和记录。无法在检测的同时实时观察数据寻找并发现电缆问题所在。
针对现有技术中存在的技术缺陷及本申请要解决的技术问题,本申请提供了一种管道电缆检测机器人及系统。
如图1-2所示,一种管道电缆检测机器人。本发明所采用的是以三角支撑为主体,以从动轮支撑架的角度和长度可调节为辅助的结构设计方案,主要包括主结构板2、两个主动轮支撑架(图1和2中未示出)、两个主动轮1、四个长度可调的从动轮支撑架6、四个从动轮5。本发明主结构板为具有一定柔韧度的硬质材料,长450mm,宽18mm,设计有安装打孔。具体的,所述机器人包括:主结构板2、两个主动轮支撑架(图1和2中未示出)、两个主动轮1、四个长度可调的从动轮支撑架6、四个从动轮5;两个所述主动轮支撑架沿管道的方向依次固定在所述主结构板2的上方;两个所述主动轮1分别与两个所述主动轮支撑架轴连接;两个所述从动轮支撑架6设置在一个主动轮支撑架对应的主板结构2位置的下方,两个所述从动轮支撑架6并行设置;另外两个所述从动轮支撑架6设置在另一个主动轮支撑架对应的主结构板2位置的下方,另外两个所述从动轮支撑架6并行设置;所述从动轮支撑架6与所述主结构板2的夹角可调节,四个所述从动轮5分别与四个所述从动轮支撑架6轴连接;如图2所示,使用时,所述主动轮、所述从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过。
具体的,所述主动轮1为双轴轮毂电机集成轮。所述主动轮支撑架包括两个支撑板,所述支撑板上开设有轴孔;两个所述支撑板固定在所述主结构板2上,所述主动轮1设置在两个所述支撑板之间,所述主动轮1的两侧的驱动轴与两个所述支撑板的轴孔轴承连接。通过在主结构板上打孔后,插入两块带有轴孔的长方体支撑板并进行粘合,将支撑板与主结构板相连接。位于两个支撑板之间的主结构板上开设有长方体的通孔,使主动轮可以在通孔内转动,减小主动轮和主结构板在纵向上的占用空间。
如图3和4所示,所述从动轮支撑架6包括:双层角度调节板3、第一节支架6-1、第二节支架6-2;所述双层角度调节板与所述主结构板固定连接;所述双层角度调节板3上开设有角度调节滑槽4;所述第一节支架6-1的一端设置有螺孔7,所述螺孔7设置在双层角度调节板3的两个调节板之间,通过蝴蝶螺钉6-4穿过所述角度调节滑槽4和所述螺孔7将所述第一节支架6-1的一端固定在所述双层角度调节板3上;所述第一节支架6-1的另一端的内壁设置有内螺纹,所述第二节支架6-2的外壁上设置有外螺纹,所述第一节支架6-1的另一端与所述第二节支架6-2的一端螺纹连接;所述第二节支架6-2的另一端与所述从动轮5轴连接。所述第一节支架6-1的腔体内还设置有受力弹簧6-3。具体的,在主结构板的下部,首先固定的是4个双层角度调节板,使用小型螺丝组固定,并用强力胶水粘合,保证连接牢固。双层角度调节板上使用蝴蝶螺丝穿过双层角度调节板的第一层,然后穿过第一节支架的螺孔,然后穿过双层角度调节板的第二层,最后进行螺母的旋紧。第一节支架内部设有螺纹,第二节通过螺纹连接到第一节上,同时通过旋转第二节支架,可以实现支架长度的调整,类似于笔杆的螺旋处,在支架的底部,设置有从动轮安装座。第二节支架下面有直径10mm的从动轮,通过螺丝组连接到第二节支架底部的从动轮安装座上。支架张角和长度的调节可以使机器人适应不同管径的使用要求。
如图5所示,本发明还提供一种管道电缆检测系统,所述检测系统包括检测机器人、温度检测传感器12、里程计11、中央控制板9和人工控制平板13;
所述温度检测传感器12和所述中央控制板9均设置在所述检测机器人上,所述温度检测传感器12用于检测待检测电缆的温度,获取温度数据,并将所述温度数据发送给所述中央控制板9;
所述里程计11设置在所述检测机器人的主动轮支撑架上;所述里程计11与所述中央控制板9连接,所述里程计11用于获取所述检测机器人的里程信息,并将所述里程信息发送给所述中央控制板9;所述里程计11设置在所述检测机器人的主动轮支撑架上;支撑板侧面安装有里程计,其垂直于机器人中轴线,主动轮具体采用双轴轮毂电机集成轮,直径100mm,连轴总宽度95mm,用来为机器人的前进和后退提供动力,同时也是里程轮,可以跟霍尔元件和中央控制器配合,得出前进里程。
所述中央控制板9与所述人工控制平板13连接,所述中央控制板9用于对所述温度数据和所述里程信息进行处理,并将处理后的温度数据发送给所述人工控制平板13;
所述人工控制平板13用于对处理后的温度数据和里程信息进行存储和显示。
所述检测系统还包括双目摄像头8、主动轮驱动电路板14;
双目摄像头8设置在主结构板上部的前端,使用两套螺丝组,将摄像头模块和主结构板连接,固定。
所述双目摄像头8与所述中央控制板9连接,所述双目摄像头8用于获取所述检测机器人前进方向的图像信息,并将所述图像信息发送给所述中央控制板9;
所述中央控制板9与所述人工控制平板13连接,所述中央控制板9用于对所述图像信息进行处理,并将处理后的图像信息发送给所述中央控制板9;
所述人工控制平板13与所述中央控制板9连接,所述人工控制平板13用于根据处理后的图像信息生成机器人控制指令,并将所述机器人控制指令发送给所述中央控制板9;
所述中央控制板9与所述主动轮驱动电路板14连接,所述中央控制板9用于根据所述机器人控制指令控制所述主动轮驱动电路板14调节所述检测机器人的行进速度和行进方向。
检测系统还包括无线通讯模块10,9所述中央控制板与所述人工控制平板13通过所述无线通讯模块10无线连接。
所述温度检测传感器12为MLX90614红外线测温模块。
在双目摄像头8之后是第一个主动轮,在第一个主动轮之后,是控制器模块组,共有两排,前一排是主动轮驱动电路板和温度检测传感器,后面一排是中央控制板,进行数据处理和对外连接各种执行器。各个模块使用螺丝组固定在主结构板的孔位上,组成机器人的控制核心,负责机器人的运动调整,数据处理,指令下达。
第一个主动轮后面是第二个主动轮,安装方式与第一个主动轮相同。
在第二个主动轮之后,沿着机器人前进方向,从左边到右边依次是无线通讯模块,测温探头,数据线接口和安全线。无线通讯模块使用螺丝组固定在主结构板上,外接天线,负责人工控制平板的控制指令的接收和机器人采集到的位置,温度数据的发送。测温探头挨着无线通讯模块,位于整个主结构板的前后中轴线上,通过红外线感知,测量电缆温度。数据传输一端连接中央控制板I/O输出口,另一端使用USB接口,安装于测温探头的右边,外接数据传输线连接人工控制平板,数据线用于在强干扰环境下工作。安全线直接栓在主结构板最后的打孔中,防止机器人在排管内发生故障,难以自主返回。
本发明中央控制板9为一种基于DM6446芯片的高性能检测和实时控制的嵌入式测控系统。以DM6446芯片为核心的中央控制板具有高速、低功耗等特点,其特有的达芬奇技术能够为图像压缩编码提高效率。DM6446芯片采用ARM+DSP双核处理器架构,ARM子系统运行嵌入式操作系统来高效的管理各设备之间的运行,协调各个进程、线程之间的通信。DSP子系统进行数字信号处理,完成对信号的实时编码与传输。
本发明的检测系统,主要由5大组成部分:以DM6446芯片为核心的中央控制板、包括有MLX90614测温探头和温度数据A/D转化电路板的温度检测传感器、驱动有双轴轮毂电机集成主动轮的主动轮驱动电路板,还有以NRF24L01为核心的无线通信模块,以夜视摄像头为核心的双目摄像头。
机器人工作时,双目摄像头数据输出接口连接中央控制板I/O口,将采集到的图像数据传入中央控制板,DM6446芯片对数据进行压缩处理和分包,然后传给无线通讯模块或者数据线。测温探头检测温度,产生模拟信号,模拟信号经过温度数据A/D转化芯片形成数字信号,经中央控制板的I/O口传入DM6446芯片。同时,主动轮进行旋转运动时,在主动轮上安装的里程计配合中央控制器进行工作,定位出机器人此时在管内的位置,然后温度数据和位置数据打包后,传出I/O口,经过无线通讯模块发送到人工控制平板。
人工控制平板可以发送机器人控制指令,无线通讯模块进行接收,将指令信息传递给中央控制板上的DM6446芯片处理,DM6446芯片分析和执行指令,通过中央控制板上的I/O口,控制主动轮驱动电路板调节主动轮的运行状态。
本发明的双目摄像头为夜视摄像头,采集机器人前进方向的图像,摄像头供电接口连接中央控制板模块5V供电口,图像数据输出接口连接中央控制板模块的I/O口,将图像数据传入DM6446处理器,处理器对图像数据进行压缩编码处理,传到以NRF24L01为核心的无线通讯模块,然后再发送到人工控制平板,人工控制平台接收器接收数据信号,进行解码复原,然后在屏幕窗口中显示图像。
温度检测传感器选用非接触式MLX90614红外线测温模块,他在TO-39金属封装里集成了红外感应热电堆探测芯片和信号处理专用集成芯片,具有高精度高分辨度等特点。测温探头根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,将感应到的红外线能量强弱转化为相应的电信号模拟量,然后传到与中央控制板I/O口相连接的温度数据A/D转化电路板,电路板将模拟量信号转化为数字量信号,传入中央控制板,中央控制板将数据分包后传给无线通讯模块,并通过发送电平和时钟控制无线通讯模块将数据发出,人工控制板接收数据并显示和记录。
本发明机器人使用双轴轮毂电机主动轮,该电机内集成了光栅,热敏电阻等,还具有电刹车功能,外加一个里程计,能够极大得节约空间,所使用的的天然橡胶轮胎具有良好的耐磨性和防滑性。
当无线通讯模块接收到人工控制平板发来的信号控制指令时,它将信号控制指令传递给中央控制板,中央控制板对信号控制指令进行分析和处理,然后执行控制指令,通过输出口控制与其连接的主动轮驱动板,主动轮驱动板根据中央控制板的指令产生控制主动轮转动的电信号,实现控制轮子的转动方向和转动速度的目的。
当主动轮转动时,轮子触发安装在轮子旁边的里程计,其中计数装置采用霍尔元件。轮子转动时,带动霍尔元件构成的传感器,这种传感器可以将转速信号转变为对应频率的脉冲信号输出,脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性正比关系,产生的脉冲经过信号处理后,输入到中央控制器,中央控制板执行位移计算程序,将算出当前机器人前行的距离,确定出机器人在管内的位置,同时,将位置信息和同一时刻温度信息一起通过无线通信模块发送到人工控制平板。
如图6所示在工业控制平板中显示操作界面,有左右两部分。在界面的左上角使用Qlabel将收集到的数据显示出来;他下面挨着的编辑框将获取的信息完整显示出来,信息显示格式为“时间+位置+温度”。在编辑框正下方是一个保存按钮,当按下编辑框下面的保存按钮时,使用QFile将编辑框中内容存在记事本。再下面是虚拟操纵杆,用来控制机器人在排管内前进和后退,用Dial表盘做操纵杆,使用函数获取表盘位置,然后发送相应指令,与下位机通信。界面的右边部分是一个Qlabel控件,将摄像头实时拍摄情况显示,拍摄显示窗口下面是一个当前图片保存按钮,当按下保存按钮时,执行保存当前图像的操作,图片存储命名为“时间+位置+温度”,在界面的左下角,能够实时在以位置为横坐标,以摄氏温度为纵坐标的实时电缆温度变化曲线,便于操作人员系统得观察数据情况。
另外,平板支持外接存储设备,机器人巡检工作结束后,工作人员可以从控制平板中将收集到的位置温度,影像照片导出到其他存储器中,例如U盘,方便后续进行研究和分析。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提出了一种管道电缆检测机器人及检测系统,所述机器人包括:主结构板、两个主动轮支撑架、两个主动轮、四个长度可调的从动轮支撑架、四个从动轮;两个所述主动轮支撑架沿管道的方向依次固定在所述主结构板的上方;两个所述主动轮分别与两个所述主动轮支撑架轴连接;两个所述从动轮支撑架设置在一个主动轮支撑架对应的主板结构位置的下方,两个所述从动轮支撑架并行设置;另外两个所述从动轮支撑架设置在另一个主动轮支撑架对应的主结构板位置的下方,另外两个所述从动轮支撑架并行设置;所述从动轮支撑架与所述主结构板的夹角可调节;四个所述从动轮分别与四个所述从动轮支撑架轴连接。使用时,所述主动轮、所述从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过,只需调节从动轮支撑架的长度和从动轮支撑架与主结构板的夹角使机器人的主动轮和从动轮与管道内部接触,即可实现检测机器人在不同形状内的管道内的运行,对异形管道进行检测。
本说明书中等效实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,等效实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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。

Claims (10)

1.一种管道电缆检测机器人,其特征在于,所述机器人包括:主结构板、两个主动轮支撑架、两个主动轮、四个长度可调的从动轮支撑架、四个从动轮;
两个所述主动轮支撑架沿管道的方向依次固定在所述主结构板的上方;两个所述主动轮分别与两个所述主动轮支撑架轴连接;
两个所述从动轮支撑架设置在一个主动轮支撑架对应的主板结构位置的下方,两个所述从动轮支撑架并行设置;另外两个所述从动轮支撑架设置在另一个主动轮支撑架对应的主结构板位置的下方,另外两个所述从动轮支撑架并行设置;
所述从动轮支撑架与所述主结构板的夹角可调节;
四个所述从动轮分别与四个所述从动轮支撑架轴连接;
使用时,所述主动轮、所述从动轮均沿管道腔体的内壁转动,待检测电缆在并行设置的两个从动轮之间穿过。
2.根据权利要求1所述的管道电缆检测机器人,其特征在于,所述主动轮支撑架包括两个支撑板,所述支撑板上开设有轴孔;
两个所述支撑板固定在所述主结构板上,所述主动轮设置在两个所述支撑板之间,所述主动轮的两侧的驱动轴与两个所述支撑板的轴孔轴承连接。
3.根据权利要求2所述的管道电缆检测机器人,其特征在于,位于两个支撑板之间的主结构板上开设有长方体的通孔。
4.根据权利要求1所述的管道电缆检测机器人,其特征中在于,所述从动轮支撑架包括:双层角度调节板、第一节支架、第二节支架;
所述双层角度调节板与所述主结构板固定连接,所述双层角度调节板上开设有角度调节滑槽;
所述第一节支架的一端设置有螺孔,所述螺孔设置在双层角度调节板的两个调节板之间,通过蝴蝶螺钉穿过所述角度调节滑槽和所述螺孔将所述第一节支架的一端固定在所述双层角度调节板上;
所述第一节支架的另一端的内壁设置有内螺纹,所述第二节支架的外壁上设置有外螺纹,所述第一节支架的另一端与所述第二节支架的一端螺纹连接;
所述第二节支架的另一端与所述从动轮轴连接。
5.根据权利要求4所述的管道电缆检测机器人,其特征在于,所述第一节支架的腔体内还设置有受力弹簧。
6.根据权利要求1所述的管道电缆检测机器人,其特征在于,所述主动轮为双轴轮毂电机集成轮。
7.一种管道电缆检测系统,其特征在于,所述检测系统包括权利要求1-6任意一项所述的检测机器人;
所述检测系统还包括温度检测传感器、里程计、中央控制板、人工控制平板;
所述温度检测传感器和所述中央控制板均设置在所述检测机器人上,所述温度检测传感器用于检测待检测电缆的温度,获取温度数据,并将所述温度数据发送给所述中央控制板;
所述里程计设置在所述检测机器人的主动轮支撑架上;所述里程计与所述中央控制板连接,所述里程计用于获取所述检测机器人的里程信息,并将所述里程信息发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述人工控制平板连接,所述中央控制板用于对所述温度数据和所述里程信息进行处理,并将处理后的温度数据和里程信息发送给所述人工控制平板;
所述人工控制平板用于对处理后的温度数据和里程信息进行存储和显示。
8.根据权利要求1所述的管道电缆检测系统,其特征在于,所述检测系统还包括双目摄像头、主动轮驱动电路板;
所述双目摄像头设置在所述检测机器人的主结构板上;
所述双目摄像头与所述中央控制板连接,所述双目摄像头用于获取所述检测机器人前进方向的图像信息,并将所述图像信息发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述人工控制平板连接,所述中央控制板用于对所述图像信息进行处理,并将处理后的图像信息发送给所述中央控制板;
所述人工控制平板与所述中央控制板连接,所述人工控制平板用于根据处理后的图像信息生成机器人控制指令,并将所述机器人控制指令发送给所述中央控制板;
所述中央控制板与所述主动轮驱动电路板连接,所述中央控制板用于根据所述机器人控制指令控制所述主动轮驱动电路板调节所述检测机器人的行进速度和行进方向。
9.根据权利要求7或8所述的管道电缆检测系统,其特征在于,检测系统还包括无线通讯模块,所述中央控制板与所述人工控制平板通过所述无线通讯模块无线连接。
10.根据权利要求7所述的管道电缆检测系统,其特征在于,所述温度检测传感器为MLX90614红外线测温模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114400115A (zh) * 2022-03-25 2022-04-26 盛天智能机器人(广东)有限责任公司 一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2153889Y (zh) * 1992-12-17 1994-01-19 戴振东 一种在管道中行进的电动牵引机
KR20070041175A (ko) * 2005-10-14 2007-04-18 주식회사 두배시스템 배관 내부 검사용 이동로봇
KR101469016B1 (ko) * 2014-06-17 2014-12-05 주식회사 코인즈 가변센터링모듈 및 가변지지모듈을 동시에 구비하여 이중으로 높이 조절이 가능한 노후관로 갱생용 주행로봇
CN204328337U (zh) * 2014-12-11 2015-05-13 浙江理工大学 一种水库涵管检测机器人
CN109114355A (zh) * 2018-10-25 2019-01-01 南京水动力信息科技有限公司 一种管网测绘机器人系统
CN208874169U (zh) * 2018-07-24 2019-05-17 广州供电局有限公司 一种适用于配网电缆通道巡检的履带型机器人
CN211013251U (zh) * 2019-12-03 2020-07-14 华北电力大学(保定) 一种管道电缆检测机器人及检测系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2153889Y (zh) * 1992-12-17 1994-01-19 戴振东 一种在管道中行进的电动牵引机
KR20070041175A (ko) * 2005-10-14 2007-04-18 주식회사 두배시스템 배관 내부 검사용 이동로봇
KR101469016B1 (ko) * 2014-06-17 2014-12-05 주식회사 코인즈 가변센터링모듈 및 가변지지모듈을 동시에 구비하여 이중으로 높이 조절이 가능한 노후관로 갱생용 주행로봇
CN204328337U (zh) * 2014-12-11 2015-05-13 浙江理工大学 一种水库涵管检测机器人
CN208874169U (zh) * 2018-07-24 2019-05-17 广州供电局有限公司 一种适用于配网电缆通道巡检的履带型机器人
CN109114355A (zh) * 2018-10-25 2019-01-01 南京水动力信息科技有限公司 一种管网测绘机器人系统
CN211013251U (zh) * 2019-12-03 2020-07-14 华北电力大学(保定) 一种管道电缆检测机器人及检测系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114400115A (zh) * 2022-03-25 2022-04-26 盛天智能机器人(广东)有限责任公司 一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人
CN114400115B (zh) * 2022-03-25 2022-05-31 盛天智能机器人(广东)有限责任公司 一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人

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