CN113376246B - 一种埋地油气管道无人机探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种埋地油气管道无人机探伤装置，包括无人机，无人机下方设置底端开口的容纳箱，容纳箱的开口处由对称设置的两块封闭板封闭，容纳箱内设置安装板，安装板上设置探测装置，容纳箱内设置驱动安装板上下移动的驱动装置，安装板与封闭板之间设置联动组件，安装板下移时，封闭板打开，安装板上移时，封闭板关闭，封闭板始终位于容纳箱内，容纳箱内设置单片机，容纳箱外设置加速传感器，加速传感器的控制端电连接单片机的输入端，驱动装置的控制端电连接单片机的输出端,在无人机坠落时，探测装置上移至容纳箱内，容纳箱的开口处被封闭板封闭，有效保护探测装置,封闭板在封闭的过程中始终位于容纳箱内，不对无人机的正常飞行造成影响。

Description

一种埋地油气管道无人机探伤装置

技术领域

本发明涉及一种无人机探伤技术领域，尤其是涉及一种埋地油气管道无人机探伤装置。

背景技术

我国的能源分布呈现东南部的能源需求极大，西北部能源储量极大的不平衡特点，需要将西北部清洁能源通过输电线路和油气管道向东南部地区输送，以达到资源的供需平衡。随着输电线路和埋地管道建设的加大，加之其对走廊路径的择优原则极为相似，导致了管道与输电线路的长距离平行和交叉的情况不断发生，电力线路与输油输气等能源管道无可避免地会出现路径的交叉跨越情况，在部分土地存在长距离共用公共走廊的情况，大量电力通道和油气管道并行，两者之间电磁干扰问题越来越严重，一旦管道系统因此受到破坏，会造成对生态环境的严重破坏，也可能带来重大安全生产事故。靠近油气管道的交流输电线路正常运行时，若管道的对地电压较高，严重时会造成管道的腐蚀。若输电线路发生短路或雷击故障，故障电流可能会破坏或击穿能源管道防腐层，需要加强尤其是靠近输电线路的能源管道探伤工作，但目前能源管道动辄几十、上百公里区段大量的探伤工作是通过人工手持探伤仪进行检测，检测频次高检测范围广势必造成检测效率较低，且可能存在漏检的情况。因此，利用无人机探伤是目前本领域技术人员的首选。

目前无人机探伤的工作原理为：先在无人机上安装探测装置，之后技术人员遥控无人机低空飞行，在飞行过程中，探测装置对规定的区域进行探测，探测出的结果回传给技术人员，无需长途跋涉进行探伤；但是，在无人机探伤过程中，经常会遭遇大风天气，无人机质量轻，容易被大风吹落，造成无人机和探测装置损毁，而探测装置的造价很高，损毁后会对公司造成较大损失，而现有技术中没有对无人机上的探测装置进行保护的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种埋地油气管道无人机探伤装置，在无人机坠落时，探测装置上移至容纳箱内，容纳箱的开口处被封闭板封闭，有效保护探测装置，封闭板在封闭的过程中始终位于容纳箱内，不对无人机的正常飞行造成影响。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种埋地油气管道无人机探伤装置，包括无人机，所述无人机下方设置底端开口的容纳箱，所述容纳箱的开口处由对称设置的两块封闭板封闭，所述容纳箱内设置安装板，所述安装板上设置探测装置，所述容纳箱内设置驱动安装板上下移动的驱动装置，所述安装板与封闭板之间设置联动组件，所述安装板下移时，所述封闭板打开，所述安装板上移时，所述封闭板关闭，所述封闭板始终位于容纳箱内，所述容纳箱内设置单片机，所述容纳箱外设置加速传感器，所述加速传感器的控制端电连接单片机的输入端，所述驱动装置的控制端电连接单片机的输出端。

进一步的，所述安装板两侧静连接转轴一，所述封闭板两侧静连接转轴二，所述联动组件包括转动连接在转轴一和转轴二之间的两个旋转板，所述旋转板对称设置在转轴一两侧，所述旋转板中部转动连接在容纳箱上，所述安装板垂直上下滑动，所述转轴二上安装轴承，所述轴承外环垂直上下滑动在安装板上，所述转轴二端部静连接齿轮，所述安装板上垂直静连接与齿轮相咬合的齿条。

进一步的，所述轴承外环上下对称设置延长板，所述旋转板的另一端设置供延长板穿过并滑动的清除孔二。

进一步的，所述容纳箱内对称设置两个半容纳壳，所述两个半容纳壳相互铰接，铰接处设置扭簧，所述容纳箱内静连接两个固定轴，所述半容纳壳的顶板上设置供固定轴穿过并左右滑动的清除孔三，所述安装板上移时，所述安装板顶部推动两个半容纳壳同步旋转，直至所述两个半容纳壳相对的侧面贴合，此时探测装置位于两个半容纳壳围合而成的空间内。

进一步的，所述半容纳壳的内壁上设置海绵层。

进一步的，所述半容纳壳的底板之间设置门锁，所述两个半容纳壳的侧面相贴合时，所述门锁将两个半容纳壳的底板固定连接，所述门锁断电不开锁。

进一步的，所述探测装置为非接触式磁力检测装置，输电线路杆塔塔身上安装信号中转站，所述安装板上安装信号发射器，所述信号发射器将探测信息发送给信号中转站。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种埋地油气管道无人机探伤装置，当加速传感器检测到无人机的速度突然出现异常时，驱动装置驱动安装板上移，探测装置进入到容纳箱内部，安装板通过联动组件驱动封闭板封闭容纳箱的开口，无人机坠落时探测装置不直接撞击硬物，有效保护探测装置。

2、联动组件包括两个对称设置的旋转板，安装板移动，带动转轴一移动，转轴一通过杠杆原理带动转轴二反向移动，由于齿轮和齿条的相互咬合，封闭板边移动边旋转，封闭板在开合的时候始终位于容纳箱内，不会伸出容纳箱，减小迎风面，保证封闭板的开合不对无人机的正常飞行造成影响。

3、轴承外环上下对称设置延长板，旋转板的另一端设置供延长板穿过并滑动的清除孔二，旋转板驱动转轴二上下移动时不与转轴二相接触，不会对转轴的旋转造成影响，保证封闭板的开合效率。

4、安装板上移时，推动两个半容纳壳对称反向旋转，直至将探测装置包裹，为探测装置的安全提供了第二道防线，防止无人机撞击速度大，探测装置脱离安装板后撞向容纳箱内壁。

5、半容纳壳的内壁上设置海绵层，为探测装置提供缓冲，进一步保护探测装置。

6、门锁断电不开锁，即使无人机坠毁断电，门锁依旧将将两个半容纳壳固定连接，探测装置位于两个半容纳壳内部，有效保护探测装置。

7、无人机低空检测，探测装置探测的信息通过信号发送器发送给安装在附近输电铁塔上的信号中转站实现数据的远传，极大提高了能源管道探伤工作的便捷化和数字化，具有较大的推广价值。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为容纳箱及其连接组件的结构示意图；

图3为联动组件的结构示意图；

图4为封闭门开启时的结构示意图；

图5为封闭门开启过程中的结构示意图；

图6为本发明第二种实施例的结构示意图；

图7为图6的拆分结构示意图；

图8为两个半容纳壳打开时的结构示意图；

图9为本发明第三种实施例的结构示意图；

其中，1-容纳箱，2-封闭板，3-安装板，4-探测装置，5-转轴一，6-转轴二，7-旋转板，8-轴承，9-齿轮，10-齿条，11-延长板，12-清除孔二，13-半容纳壳，14-固定轴，15-清除孔三，16-门锁，17-滑孔一，18-伸缩杆，19-滑孔二，20-清除孔一，21-圆孔，22-弹簧合页，23-凹形板。

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。

实施例一

如图1-6所示为本发明的第一种实施方式，一种埋地油气管道无人机探伤装置，如图1所示，包括无人机，无人机下方固定安装底端开口的容纳箱1，如图2所示，容纳箱1内设置长方体板状结构的安装板3，安装板3两侧粘接转轴一5，容纳箱1上加工出供转轴一5穿过并上下滑动的滑孔一17；容纳箱1内设置驱动安装板3上下移动的驱动装置，驱动装置为垂直安装在容纳箱1内顶板和安装板3顶面之间的四个伸缩杆18，容纳箱1内顶面上安装单片机（图中未画出），伸缩杆18的控制端与单片机的输出端电连接，在单片机的控制下，四个伸缩杆18同步伸长缩短，带动安装板3垂直上下移动；安装板3底面中部固定安装探测装置4。

容纳箱1的开口处由对称设置的两块封闭板2封闭，封闭板2两侧粘接转轴二6，安装板3与封闭板2之间设置联动组件，联动组件的结构如图3所示，包括转动连接在转轴一5和转轴二6之间的两个旋转板7，旋转板7一端转动连接在转轴一5上，旋转板7上加工出供转轴一5穿过并滑动的清除孔一20，旋转板7靠近转轴一5的中部加工出圆孔21，圆孔21内插接圆轴，圆轴粘接在容纳箱1侧壁上；转轴二6上安装轴承8，容纳箱1两侧加工出供轴承8上下滑动的滑孔二19，轴承8两侧粘接凸起，滑孔二19两侧加工出与凸起相匹配的滑槽，轴承8外环上粘接两个延长板11，延长板11上下对称设置在轴承8外环上，旋转板7的另一端加工出供延长板11穿过并滑动的清除孔二12，转轴二6端部粘接齿轮9，容纳箱1上垂直粘接与齿轮9相咬合的齿条10。安装板3下移时，转轴一5下移，转轴一5通过旋转板7驱动转轴二6上移，由于齿轮9和齿条10的相互咬合，如图5所示，在安装板3下移过程中，封闭板2始终位于容纳箱1内，此时封闭板2边上移边旋转，直至封闭板2打开，探测装置4下方没有障碍物，如图4所示。

容纳箱1外固定安装加速传感器（图中未画出），加速传感器电连接单片机的输入端，加速传感器检测到无人机的加速度异常时，单片机控制伸缩杆18快速缩短，安装板3上移，在联动组件的作用下，封闭板2边下移边旋转，直至封闭板2关闭，此时探测装置4位于容纳箱1内部，在关闭的过程中，封闭板2始终位于容纳箱1内。

探测装置为非接触式磁力检测装置，输电线路杆塔塔身上安装信号中转站，安装板上安装信号发射器（图中未画出），信号发射器将探测装置探得的信息发送给信号中转站。

携带非接触式磁力检测装置的无人机，根据控制终端发出的巡航指令和巡航路径、以及北斗卫星提供的导航坐标开始在距地面约2米的高度低空匀速飞行（每秒2米），通过无人机腹部的非接触式磁力检测装置，对埋地能源管道利用金属磁记忆检测方法进行快速检测。非接触式磁力检测装置与无人机可以共用同一电源，非接触式磁力检测装置与无人机共用同一信号发射器，可以将测试时间、测试轨迹、相关测量数据、缺陷情况等相关信息传输给信号中转站。信号中转站接收到无人机发出的信息后，再发送至远端控制终端，控制终端持续性接收信号中转站转发的无人机非接触式磁力检测装置的数据信息，在无人机检测工作完成后，对测试时间、测试轨迹、相关测量数据、缺陷情况等相关信息载入探伤管理系统，对历史数据保存、调取及分析，梳理出故障较为严重的关键区段，并实现测试轨迹绘制，生成每个测点的数据信息，最终形成一份基于该关键区段能源管道动态数据分布图，根据故障数值的大小、故障类型由专家诊断系统提出相应的防范措施，实现能源管道探伤工作的数字化转型。

实施例二

如图6-8所示为本发明的第二种实施方式，本实施例与实施例一的区别在于，容纳箱1内对称设置两个半容纳壳13，如图7所示，两个半容纳壳13通过弹簧合页22相互铰接，铰接处设置有扭簧，容纳箱1的内顶面上粘接凹形板23，凹形板23的两个竖板之间粘接两个固定轴14，半容纳壳13的顶板上加工出供固定轴14穿过并左右滑动的清除孔三15，安装板3不与半容纳壳13接触时，如图8所示，两个半容纳壳13在扭簧的作用下打开，安装板3上移时，安装板3顶部推动两个半容纳壳13同步旋转，直至两个半容纳壳13相对的侧面贴合，此时探测装置4位于两个半容纳壳13围合而成的空间内，如图6所示。

为了进一步保护位于探测装置4，在半容纳壳13的内壁上粘接海绵层（图中未画出）。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，半容纳壳13的底板之间安装门锁16，门锁16为通电开锁的电插锁，两个半容纳壳13的侧面相贴合时，电插锁的锁片伸出，将两个半容纳壳13的底板固定连接，门锁16断电不开锁，即电插锁为通电开锁型电插锁。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种埋地油气管道无人机探伤装置，包括无人机，其特征在于，所述无人机下方设置底端开口的容纳箱（1），所述容纳箱（1）的开口处由对称设置的两块封闭板（2）封闭，所述容纳箱（1）内设置安装板（3），所述安装板（3）上设置探测装置（4），所述容纳箱（1）内设置驱动安装板（3）上下移动的驱动装置，所述安装板（3）与封闭板（2）之间设置联动组件，所述安装板（3）下移时，所述封闭板（2）打开，所述安装板（3）上移时，所述封闭板（2）关闭，所述封闭板（2）始终位于容纳箱（1）内，所述容纳箱（1）内设置单片机，所述容纳箱（1）外设置加速传感器，所述加速传感器电连接单片机的输入端，所述驱动装置的控制端电连接单片机的输出端；

所述安装板（3）两侧静连接转轴一（5），所述封闭板（2）两侧静连接转轴二（6），所述联动组件包括转动连接在转轴一（5）和转轴二（6）之间的两个旋转板（7），所述旋转板（7）对称设置在转轴一（5）两侧，所述旋转板（7）中部转动连接在容纳箱（1）上，所述安装板（3）垂直上下滑动，所述转轴二（6）上安装轴承（8），所述容纳箱（1）两侧设置有供轴承（8）上下滑动的滑孔二（19），所述轴承（8）外环上下对称设置延长板（11），所述旋转板（7）的另一端设置供延长板（11）穿过并滑动的清除孔二（12），转轴二（6）端部静连接齿轮（9），所述容纳箱（1）上垂直静连接与齿轮（9）相咬合的齿条（10）。

2.根据权利要求1所述的一种埋地油气管道无人机探伤装置，其特征在于，所述容纳箱（1）内对称设置两个半容纳壳（13），所述两个半容纳壳（13）相互铰接，铰接处设置扭簧，所述容纳箱（1）内静连接两个固定轴（14），所述半容纳壳（13）的顶板上设置供固定轴（14）穿过并左右滑动的清除孔三（15），所述安装板（3）上移时，所述安装板（3）顶部推动两个半容纳壳（13）同步旋转，直至所述两个半容纳壳（13）相对的侧面贴合，此时探测装置（4）位于两个半容纳壳（13）围合而成的空间内。

3.根据权利要求2所述的一种埋地油气管道无人机探伤装置，其特征在于，所述半容纳壳（13）的内壁上设置海绵层。

4.根据权利要求3所述的一种埋地油气管道无人机探伤装置，其特征在于，所述半容纳壳（13）的底板之间设置门锁（16），所述两个半容纳壳（13）的侧面相贴合时，所述门锁（16）将两个半容纳壳（13）的底板固定连接，所述门锁（16）断电不开锁。

5.根据权利要求1所述的一种埋地油气管道无人机探伤装置，其特征在于，所述探测装置为非接触式磁力检测装置，输电线路杆塔塔身上安装信号中转站，所述安装板上安装信号发射器，所述信号发射器将探测信息发送给信号中转站。

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