CN113212708B - 一种基于管道的探测航行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于管道的探测航行器，包括：航行器主体、螺旋体、推进器、压力机构、控制单元、声呐、视频摄像头；所述螺旋体设置于航行器主体的两侧，所述声呐设置于航行器主体的前端，所述推进器设置于航行器主体的后端，所述航行器主体的前后侧均设有视频摄像头，所述压力机构、控制单元均设置于航行器主体的内部，所述航行器主体的下方设有进出水口，所述进出水口与压力机构连接，所述压力机构、螺旋体、推进器、声呐、视频摄像头均与控制单元连接。该探测航行器通过压力机构控制水量增减，实现探测航行器的质量变化，使得探测航行器不仅可以在水面或水底航行，还可以在水中潜行，避免与水中障碍物的撞击，同时完成对管道的探测工作。

Description

一种基于管道的探测航行器
技术领域
本发明涉及水下航行器技术领域，具体地涉及一种基于管道的探测航行器。
背景技术
目前，用于地下管道的探测器在有水的情况下，要么选择漂浮在水面上的探测器进行检测，要么选择潜在水底的探测器进行检测，一种探测器无法同时满足水下、水上同时检测地下管道的需求。因此，在管道探测时探测器遇到障碍物后，便会停止航行，无法持续后面的管道检测，需要人为清理障碍后，才能继续管道探测工作，导致工作效率低下；此外，障碍物也存在损坏探测器的风险。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于管道的探测航行器，该探测潜航器不仅可以在水面和水底航行，还可以在水的中部潜行，避开水面或水底的障碍物航行，一边航行一边进行探测工作，也可以停留在水中进行探测工作。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于管道的探测航行器，包括：航行器主体、螺旋体、推进器、压力机构、控制单元、声呐、视频摄像头；所述螺旋体设置于航行器主体的两侧，所述声呐设置于航行器主体的前端，所述推进器设置于航行器主体的后端，所述航行器主体的前后侧均设有视频摄像头，所述压力机构、控制单元均设置于航行器主体的内部，所述航行器主体的下方设有进出水口，所述进出水口与压力机构连接，所述压力机构、螺旋体、推进器、声呐、视频摄像头均与控制单元连接。
进一步地，还包括：上盖板、穿杆装置，所述上盖板与航行器主体的上端固定连接，所述穿杆装置固定于上盖板上。
进一步地，所述螺旋体包括：螺旋头、螺旋主体和驱动电机，所述螺旋主体的两端对称设有螺旋头，所述驱动电机设置于螺旋头内，驱动电机与螺旋主体连接。
进一步地，所述驱动电机与控制单元连接。
进一步地，还包括声呐保护罩，所述声呐设置于声呐保护罩内。
进一步地，所述压力机构包括储水仓、气囊、压力泵，所述气囊设置于储水仓的内部，所述压力泵设置于储水仓的外部。
进一步地，所述储水仓的端部设有气口，所述气口的一端与气囊连接，气口的另一端与压力泵连接，所述储水仓的底部设有水口，所述水口与航行器主体上的进出水口通过三通接口连接。
进一步地，所述压力泵与控制单元连接。
进一步地，所述控制单元包括：固定板以及设置在固定板上的主控板、路由器、电力载波板、无刷电机调速控制板，所述固定板与航行器主体的内部固定连接，所述路由器分别与主控板、电力载波板连接，所述主控板和无刷电机调速控制板连接。
进一步地，所述路由器分别与声呐、视频摄像头连接，所述无刷电机调速控制板与螺旋体中的驱动电机连接，所述主控板分别与推进器、压力机构中的压力泵连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该探测航行器通过压力机构来控制探测航行器中水量的增减，实现探测航行器的质量变化，使得探测航行器不仅可以在水面或水底航行，还可以在水中潜行，避免与水中障碍物的撞击，同时完成对管道的探测工作。
附图说明
图1为本发明探测航行器的结构示意图；
图2为本发明中螺旋体的剖视图；
图3为本发明探测航行器的剖面示意图；
其中，1-航行器主体、2-螺旋体、3-推进器、4-声呐、5-视频摄像头，6-上盖板、7-穿杆装置，8-声呐保护罩、21-螺旋头、22-螺旋主体、23-驱动电机、91-水仓、92-气囊、93-压力泵。
具体实施方式
如图1为本发明探测航行器的结构示意图，该探测航行器包括：航行器主体1、螺旋体2、推进器3、压力机构、控制单元、声呐4、视频摄像头5、声呐保护罩8；本发明中所采用的航行器主体1的型号为IP68防水，能长期浸泡在水中进行工作。螺旋体2设置于航行器主体1的两侧，螺旋体2可以使探测航行器在淤泥环境下行进，也可以使探测航行器在原地旋转或后退。声呐4设置于航行器主体1的前端，声呐4用于获取管道的截面信息，声呐4设置于声呐保护罩8内，声呐保护罩8用于对声呐4的保护，防止管道内的障碍物碰伤声呐4；推进器3设置于航行器主体1的后端，航行器主体1的前后侧均设有视频摄像头5，有视频摄像头5分别用于获取探测航行器行进前方和后方的图像信息；压力机构、控制单元均设置于航行器主体1的内部，航行器主体1的下方设有进出水口，进出水口与压力机构连接，压力机构、螺旋体2、推进器3、声呐4、视频摄像头5均与控制单元连接，控制单元控制压力机构的吸、排水控制探测航行器的沉浮；控制单元控制推进器3，使得探测航行器能够快速前进；控制单元通过控制螺旋体2实现探测航行器的旋转、前进与后退；控制单元通过声呐4与视频摄像头5来判断探测航行器的前进方向上是否有障碍物，如有障碍物，通过控制压力机构实现探测航行器的上浮或下降。
本发明的探测航行器还包括：上盖板6、穿杆装置7，上盖板6与航行器主体1的上端通过螺栓固定连接，穿杆装置7通过螺栓固定于上盖板6上。在地面上使用钩子钩住穿杆装置7便可将该探测航行器放置到管道中。
如图2为本发明中螺旋体2的剖视图，该螺旋体2包括：螺旋头21、螺旋主体22和驱动电机23，螺旋主体22的两端对称设有螺旋头21，驱动电机23设置于螺旋头21内，驱动电机23与螺旋主体22连接，驱动电机23与控制单元连接，用于驱动探测航行器在管道中的运行。本发明中螺旋主体22与周边淤泥的接触面积大，局部压强小，使得该探测航行器不会陷到淤泥里，同时，驱动电机23驱动螺旋主体22转动起来，产生前进的动力。
如图3为本发明探测航行器的剖视图，可以看出，压力机构包括：储水仓91、气囊92、压力泵93，气囊92设置于储水仓91的内部，压力泵93设置于储水仓的外部；储水仓91的端部设有气口，气口的一端与气囊92连接，气口的另一端与压力泵93连接，储水仓91的底部设有水口，水口与航行器主体1上的进出水口通过三通接口连接，压力泵93与控制单元连接，用于控制探测航行的上浮与下沉。当探测航行器的重力小于浮力时，该探测航行器漂浮在水面上的；当探测航行器需要下沉时，压力泵93从气囊92一侧吸气，造成气囊92收缩，气囊92和储水仓91之间的出现空隙，气压降低，探测航行器外部的水由进出水口进入储水仓91的水口后进入储水仓91中，通过控制吸进储水仓91的水量，可以控制探测航行器的下沉速度或悬浮在水中；当探测航行器上浮时，压力泵93向气囊92中注入空气，使气囊92重新充满储水仓91，在这个过程中储水仓91中的水通过水口后由进出水口排出航行器外。
本发明中的控制单元包括：固定板以及设置在固定板上的主控板、路由器、电力载波板、无刷电机调速控制板，固定板与航行器主体1的内部通过螺栓固定连接，路由器通过网线与主控板连接，电力载波板与路由器连接，主控板和无刷电机调速控制板连接。路由器分别与声呐4、视频摄像头5连接，无刷电机调速控制板与螺旋体2中的驱动电机23连接，主控板分别与推进器3、压力机构中的压力泵93连接。本发明通过无刷电机调速控制板控制螺旋体2的驱动电机23，使得探测航行器前进；同时，探测航行器通过声呐4将获取的管道截面信息传送给路由器，视频摄像头5将获取探测航行器行进前方和后方的图像信息传送给路由器，再由路由器传送给主控板，通过主控板来判断探测航行器周围是否有障碍物，如有障碍物，通过主控制板驱动压力泵93，实现探测航行器的上浮或下沉；当探测航行器需要快速前进时，通过主控制板驱动推进器3，实现探测航行器的快速前进。
本发明的探测航行器在管道中行进时，通过探测航行器自身的上浮或下沉来避开管道中的障碍物，实现无障碍物通行，本发明的探测航行器具有工作效率高，且不易损坏的特点。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于管道的探测航行器，其特征在于，包括：航行器主体（1）、螺旋体（2）、推进器（3）、压力机构、控制单元、声呐（4）、视频摄像头（5）；所述螺旋体（2）设置于航行器主体（1）的两侧，所述声呐（4）设置于航行器主体（1）的前端，所述推进器（3）设置于航行器主体（1）的后端，所述航行器主体（1）的前后侧均设有视频摄像头（5），所述压力机构、控制单元均设置于航行器主体（1）的内部，所述航行器主体（1）的下方设有进出水口，所述进出水口与压力机构连接，所述压力机构、螺旋体（2）、推进器（3）、声呐（4）、视频摄像头（5）均与控制单元连接；
所述压力机构包括储水仓（91）、气囊（92）、压力泵（93），所述气囊（92）设置于储水仓（91）的内部，所述压力泵（93）设置于储水仓的外部；
所述储水仓（91）的端部设有气口，所述气口的一端与气囊（92）连接，气口的另一端与压力泵（93）连接，所述储水仓（91）的底部设有水口，所述水口与航行器主体（1）上的进出水口通过三通接口连接；
当探测航行器的重力小于浮力时，该探测航行器漂浮在水面上的；当探测航行器需要下沉时，压力泵（93）从气囊（92）一侧吸气，造成气囊（92）收缩，气囊（92）和储水仓（91）之间的出现空隙，气压降低，探测航行器外部的水由进出水口进入储水仓（91）的水口后进入储水仓（91）中，通过控制吸进储水仓（91）的水量，可以控制探测航行器的下沉速度或悬浮在水中；当探测航行器上浮时，压力泵（93）向气囊（92）中注入空气，使气囊（92）重新充满储水仓（91），在这个过程中储水仓（91）中的水通过水口后由进出水口排出航行器外。
2.根据权利要求1所述基于管道的探测航行器，其特征在于，还包括：上盖板（6）、穿杆装置（7），所述上盖板（6）与航行器主体（1）的上端固定连接，所述穿杆装置（7）固定于上盖板（6）上。
3.根据权利要求1所述基于管道的探测航行器，其特征在于，所述螺旋体（2）包括：螺旋头（21）、螺旋主体（22）和驱动电机（23），所述螺旋主体（22）的两端对称设有螺旋头（21），所述驱动电机（23）设置于螺旋头（21）内，驱动电机（23）与螺旋主体（22）连接。
4.根据权利要求3所述基于管道的探测航行器，其特征在于，所述驱动电机（23）与控制单元连接。
5.根据权利要求1所述基于管道的探测航行器，其特征在于，还包括声呐保护罩（8），所述声呐（4）设置于声呐保护罩（8）内。
6.根据权利要求1所述基于管道的探测航行器，其特征在于，所述压力泵（93）与控制单元连接。
7.根据权利要求1所述基于管道的探测航行器，其特征在于，所述控制单元包括：固定板以及设置在固定板上的主控板、路由器、电力载波板、无刷电机调速控制板，所述固定板与航行器主体（1）的内部固定连接，所述路由器分别与主控板、电力载波板连接，所述主控板和无刷电机调速控制板连接。
8.根据权利要求7所述基于管道的探测航行器，其特征在于，所述路由器分别与声呐（4）、视频摄像头（5）连接，所述无刷电机调速控制板与螺旋体（2）中的驱动电机（23）连接，所述主控板分别与推进器（3）、压力机构中的压力泵（93）连接。
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