CN114382994A - 一种基于三维激光的排水管道检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于三维激光的排水管道检测装置及方法，涉及排水管道检测领域。基于三维激光的排水管道检测装置及方法包括：小车组件和检测组件。所述小车组件包括履带小车和履带。当需要拆卸安装板及其上部连接的精密仪器时，旋转转动部，通过转动部带动螺杆转动，使螺杆离开履带小车上侧，进而去下安装板和其上部连接的精密仪器，便于维修，当其中一个螺杆因锈蚀无法完全旋下时，拆卸安装板上其余螺杆，再旋松锈蚀的螺杆，将安装板上的安装槽从螺杆上抽出，进而可去下安装板和其上部连接的精密仪器，便于维修，有效改善因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

Description

一种基于三维激光的排水管道检测装置及方法

技术领域

本申请涉及排水管道检测技术领域，具体而言，涉及一种基于三维激光的排水管道检测装置及方法。

背景技术

相关技术中基于三维激光的排水管道检测装置，由驱动小车带动高清摄像机和三维激光扫描仪进行排水管道的检测，高清摄像机和三维激光扫描仪通过螺栓固定于驱动小车上侧，但是受排水管道内环境影响，个别螺栓容易锈蚀，进而容易出现因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种基于三维激光的排水管道检测装置及方法，所述基于三维激光的排水管道检测装置有效有效改善因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

根据本申请实施例的基于三维激光的排水管道检测装置及方法，包括：小车组件和检测组件。

所述小车组件包括履带小车和履带，所述履带设置于所述履带小车两侧，所述检测组件包括安装平台、防抖云台、旋转平台和检测件，所述安装平台包括平台本体和安装件，所述平台本体包括安装板，所述安装板两端均设置有安装槽，所述安装槽设置为U形，所述安装件包括螺杆、转动部、垫圈和防滑垫，所述螺杆穿过所述安装槽，所述螺杆一端螺纹连接于所述履带小车上侧，所述转动部固定连接于所述螺杆另一端，所述垫圈和所述防滑垫均滑动套接于所述螺杆，所述转动部压紧于所述垫圈，所述垫圈将所述防滑垫压紧于所述安装板上侧，所述防抖云台固定连接于所述安装板上侧，所述旋转平台设置于所述防抖云台上端，所述检测件固定连接于所述旋转平台上侧。

根据本申请的一些实施例，所述履带小车内置有惯导系统和GPS定位系统。

根据本申请的一些实施例，所述履带小车尾部固定连接于拉环，所述拉环上捆扎有防水拉绳。

根据本申请的一些实施例，所述防滑垫设置为橡胶垫。

根据本申请的一些实施例，所述转动部周边均匀设置有防滑条。

根据本申请的一些实施例，所述旋转平台包括第一固定板、转轴、固定支架和驱动电机，所述转轴固定连接于所述第一固定板下侧，所述转轴转动连接于所述防抖云台顶端，所述固定支架固定连接于所述防抖云台顶端的下侧，所述驱动电机固定连接于所述固定支架，所述驱动电机被构造成传动连接于所述转轴。

根据本申请的一些实施例，所述检测件包括高清摄像机和三维激光扫描仪，所述高清摄像机固定连接于所述第一固定板上侧，所述三维激光扫描仪固定连接于所述高清摄像机顶端。

根据本申请的一些实施例，所述高清摄像机顶部设置有挡水板，所述挡水板延伸出所述高清摄像机带有镜头的一端。

根据本申请的一些实施例，所述高清摄像机的镜头周边均匀设置有LED光源。

基于三维激光的排水管道检测装置的检测方法，利用所述的基于三维激光的排水管道检测装置进行，包括如下步骤：

打开防抖云台，用于保证移动式激光雷达运行时的稳定性，同时，可拆卸式安装板方便及时检查维护激光探头，降低维修成本。

打开高清摄像机和三维激光扫描仪，三维激光扫描仪上配置备两种数据采集模式，分别为架站式激光扫描以及移动式三维激光扫描，其目的在于获取管道点云模型。

将履带小车放入排水管道，控制履带小车前进，通过履带小车内置的惯导系统和GPS系统用于解析行进状态变化，校正点云采集轨迹，保留状态信息。

使用架站式三维激光扫描方法，将配备的标靶装置，按照三角原则在管道内摆放，便于拼接模型。

通过高清摄像机和三维激光扫描仪采集数据，再将数据进行处理。

采用DBSCAN密度聚类方法进行模型分类，稀疏点云作为杂点过滤，去除粉尘，水雾干扰，保留管道形态类别。

根据本申请的一些实施例，还包括车驱动轮组件，所述车驱动轮组件设置为两组，两组所述车驱动轮组件分别设置于所述履带上，所述车驱动轮组件包括摆臂、传动机构、防滑轮和驱动机构，所述摆臂、所述传动机构和所述防滑轮均设置为两个分别设置于所述履带上的两个履带轮，所述摆臂包括摆杆和连接板，所述连接板固定连接于所述摆杆上端的一侧，所述传动机构包括第一传动轴、第一斜齿轮、两个支撑板、第二传动轴、两个第二斜齿轮、第三传动轴和第三斜齿轮，两个所述第一传动轴一端固定连接于所述履带上的两个履带轮，所述第一传动轴另一端转动连接于所述摆杆上端，所述第一斜齿轮固定套接于所述第一传动轴，两个所述支撑板分别固定连接于所述摆杆内侧壁的上端和下端，所述第二传动轴两端分别转动贯穿于两个所述支撑板，两个所述第二斜齿轮分别固定套接于所述第二传动轴两端的端部，所述第一斜齿轮啮合于其中一个所述第二斜齿轮，所述第三传动轴转动贯穿于所述摆杆下端，所述第三斜齿轮固定套接于所述第三传动轴一端，所述第三斜齿轮啮合于另一个所述第二斜齿轮，所述防滑轮固定套接于所述第三传动轴延伸出所述摆杆外侧壁的一端，所述驱动机构被构造成传动连接于所述连接板，所述驱动机构带动两个所述摆杆绕所述第一传动轴摆动。

根据本申请的一些实施例，所述第三传动轴包括轴体、挡板、棱柱杆和压紧螺母，所述轴体转动贯穿于所述摆杆下端，所述挡板和所述棱柱杆固定套接于所述轴体延伸出所述摆杆外侧壁的一端，所述棱柱杆位于所述挡板远离所述摆杆一侧，所述压紧螺母螺纹套接于所述轴体端部，所述防滑轮包括轮体，所述轮体内开设有棱柱孔，所述棱柱杆插入所述棱柱孔内，所述挡板能够挡住所述轮体一侧，所述压紧螺母能够压紧于所述轮体另一侧。

根据本申请的一些实施例，所述驱动机构包括连接件、两个第一连杆、两个限位件、滑道件、传动板和驱动伸缩杆，所述连接件包括第二连杆和两个滑槽板，两个所述滑槽板分别固定连接于所述第二连杆下侧的两端，所述滑槽板上设置有滑槽，两个所述第一连杆一端分别铰接于所述第二连杆两端的端部，两个所述第一连杆另一端铰接于所述连接板，两个所述限位件一端固定连接于所述履带小车一侧，两个所述限位件分别能够沿两个所述滑槽滑动，所述滑道件固定连接于所述履带小车一侧，所述滑道件位于所述限位件下侧，所述传动板上端铰接于所述第二连杆下侧，所述传动板下端滑动连接于所述滑道件，所述传动板下端能够绕所述滑道件转动，所述驱动伸缩杆一端铰接于所述履带小车一侧，所述驱动伸缩杆输出端铰接于所述传动板侧壁的下端。

根据本申请的一些实施例，所述限位件包括连接杆和两个限位杆，所述连接杆端部能够沿两个所述滑槽滑动，两个所述限位杆固定贯穿于所述连接杆端部，两个所述限位杆分别能够挡住所述滑槽板两侧。

根据本申请的一些实施例，所述滑道件包括第二固定板和两个滑道，两个所述滑道分别固定连接于所述第二固定板上侧的两端，所述传动板下端的两侧分别滑动连接于两个所述滑道，所述传动板下端的两侧能够绕所述滑道转动。

本申请的有益效果是：当需要拆卸安装板及其上部连接的精密仪器时，旋转转动部，通过转动部带动螺杆转动，使螺杆离开履带小车上侧，进而去下安装板和其上部连接的精密仪器，便于维修，当其中一个螺杆因锈蚀无法完全旋下时，拆卸安装板上其余螺杆，再旋松锈蚀的螺杆，将安装板上的安装槽从螺杆上抽出，进而可去下安装板和其上部连接的精密仪器，便于维修，有效改善因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是根据本申请实施例的基于三维激光的排水管道检测装置及方法的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的小车组件的立体结构示意图；

图3是根据本申请实施例的检测组件的立体结构示意图；

图4是根据本申请实施例的安装平台的立体结构示意图；

图5是根据本申请实施例的平台本体的立体结构示意图；

图6是根据本申请实施例的安装件的立体结构示意图；

图7是根据本申请实施例的旋转平台的立体结构示意图；

图8是根据本申请实施例的检测件的立体结构示意图；

图9是根据本申请实施例的车驱动轮组件的立体结构示意图；

图10是根据本申请实施例的摆臂的立体结构示意图；

图11是根据本申请实施例的传动机构的立体结构示意图；

图12是根据本申请实施例的防滑轮的立体结构示意图；

图13是根据本申请实施例的驱动机构的立体结构示意图；

图14是根据本申请实施例的连接件的立体结构示意图；

图15是根据本申请实施例的滑道件的立体结构示意图；

图16是根据本申请实施例的限位件的立体结构示意图。

图标：100-小车组件；110-履带小车；120-履带；130-拉环；200-检测组件；210-安装平台；211-平台本体；2111-安装板；2112-安装槽；212-安装件；2121-螺杆；2122-转动部；2123-垫圈；2124-防滑垫；2125-防滑条；220-防抖云台；230-旋转平台；231-第一固定板；232-转轴；233-固定支架；234-驱动电机；240-检测件；241-高清摄像机；242-三维激光扫描仪；243-挡水板；244-LED光源；300-车驱动轮组件；310-摆臂；311-摆杆；312-连接板；320-传动机构；321-第一传动轴；322-第一斜齿轮；323-支撑板；324-第二传动轴；325-第二斜齿轮；326-第三传动轴；3261-轴体；3262-挡板；3263-棱柱杆；3264-压紧螺母；327-第三斜齿轮；330-防滑轮；331-轮体；332-棱柱孔；340-驱动机构；341-连接件；3411-第二连杆；3412-滑槽板；3413-滑槽；342-第一连杆；343-限位件；3431-连接杆；3432-限位杆；344-滑道件；3441-第二固定板；3442-滑道；345-传动板；346-驱动伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考附图描述根据本申请实施例的基于三维激光的排水管道检测装置及方法。

如图1-图16示，根据本申请实施例的基于三维激光的排水管道检测装置，包括：小车组件100和检测组件200，小车组件100用于带动检测组件200沿排水管道前进，检测组件200用于检测排水管道内的具体情况。

如图2示，小车组件100包括履带小车110和履带120，履带120设置于履带小车110两侧，履带120和履带小车110的具体连接方式为本技术领域人员已知，在此不详细叙。履带120上的履带轮由履带小车110驱动，履带小车110内置有惯导系统和GPS定位系统，惯导系统和GPS定位系统的具体设置方式，也为本技术领域人员已知，在此不详细叙，惯导系统稳定机器人运行轨迹，GPS定位系统用于定位履带小车110在管道内位置，为惯导系统或SLAM算法提供有效调节参数。履带小车110尾部固定连接于拉环130，其中，拉环130和履带小车110为一体式结构，拉环130上捆扎有防水拉绳，通过防水拉绳可拉拽履带小车110，防止履带小车110卡在管道内。

如图3、图4和图5示，检测组件200包括安装平台210、防抖云台220、旋转平台230和检测件240，安装平台210包括平台本体211和安装件212，平台本体211包括安装板2111，安装板2111两端均设置有安装槽2112，安装槽2112设置为U形。

如图6示，安装件212包括螺杆2121、转动部2122、垫圈2123和防滑垫2124，螺杆2121穿过安装槽2112，螺杆2121一端螺纹连接于履带小车110上侧，转动部2122固定连接于螺杆2121另一端，优选的，转动部2122和螺杆2121为一体式结构，垫圈2123和防滑垫2124均滑动套接于螺杆2121，转动部2122压紧于垫圈2123，垫圈2123将防滑垫2124压紧于安装板2111上侧，转动部2122通过垫圈2123过渡后压紧防滑垫2124，减少转动部2122旋转时对防滑垫2124的挤伤，防滑垫2124可时转动部2122压紧安装板2111，减少二者之间相互滑动。防抖云台220固定连接于安装板2111上侧，防抖云台220和安装板2111为一体式结构，通过防抖云台220稳定检测件240移动运行时的稳定性，旋转平台230设置于防抖云台220上端，检测件240固定连接于旋转平台230上侧，转动部2122周边均匀设置有防滑条2125，便于旋转转动部2122。当需要拆卸安装板2111及其上部连接的精密仪器时，旋转转动部2122，通过转动部2122带动螺杆2121转动，使螺杆2121离开履带小车110上侧，进而去下安装板2111和其上部连接的精密仪器，便于维修。当其中一个螺杆2121因锈蚀无法完全旋下时，拆卸安装板2111上其余螺杆2121，再旋松锈蚀的螺杆2121，将安装板2111上的安装槽2112从螺杆2121上抽出，进而可去下安装板2111和其上部连接的精密仪器，便于维修，有效改善因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

如图7示，旋转平台230包括第一固定板231、转轴232、固定支架233和驱动电机234，转轴232固定连接于第一固定板231下侧，具体设置时，转轴232和第一固定板231为一体式结构，转轴232转动连接于防抖云台220顶端，固定支架233固定连接于防抖云台220顶端的下侧，在本实施例中，固定支架233和防抖云台220顶端为一体式结构。驱动电机234固定连接于固定支架233，优选的，驱动电机234通过螺钉固定于固定支架233，驱动电机234被构造成传动连接于转轴232，驱动电机234输出端固定连接于转轴232。当需要调节检测件240检测角度时，打开驱动电机234，驱动电机234带动转轴232转动，转轴232带动第一固定板231旋转，检测件240随第一固定板231旋转，进而改变检测件240的旋转角度，调节检测件240的检测角度，可进行360°扫描和监控。

如图8示，检测件240包括高清摄像机241和三维激光扫描仪242，高清摄像机241固定连接于第一固定板231上侧，三维激光扫描仪242固定连接于高清摄像机241顶端，具体的，三维激光扫描仪242通过螺钉固定于高清摄像机241。高清摄像机241顶部设置有挡水板243，挡水板243延伸出高清摄像机241带有镜头的一端，通过挡水板243可挡住管道内低落的水滴，减少水滴打湿高清摄像机241的镜头。高清摄像机241的镜头周边均匀设置有LED光源244，通过LED光源244提高高清摄像机241和三维激光扫描仪242检测的亮度，便于查看清楚管道内的境况。

在本实施例中，基于三维激光的排水管道检测装置的检测方法，是基于三维激光的排水管道检测装置进行，包括如下步骤：

打开防抖云台220，用于保证移动式激光雷达运行时的稳定性，同时，可拆卸式安装板2111方便及时检查维护激光探头，降低维修成本。

打开高清摄像机241和三维激光扫描仪242，三维激光扫描仪242上配置备两种数据采集模式，分别为架站式激光扫描以及移动式三维激光扫描，其目的在于获取管道点云模型。

将履带小车110放入排水管道，控制履带小车110前进，通过履带小车110内置的惯导系统和GPS系统用于解析行进状态变化，校正点云采集轨迹，保留状态信息。

使用架站式三维激光扫描方法，将配备的标靶装置，按照三角原则在管道内摆放，便于拼接模型。

通过高清摄像机241和三维激光扫描仪242采集数据，再将数据进行处理。

采用DBSCAN密度聚类方法进行模型分类，稀疏点云作为杂点过滤，去除粉尘，水雾干扰，保留管道形态类别。

如图9和图10示，相关技术中排水管道检测装置用履带小车带动检测设备进行移动，但是排水管道内环境复杂，履带小车前进的速度却比轮式小车慢，并且履带小车底盘和接触面的间距较小，且不便于调节，当履带小车底部被异物撑起时，履带小车需要一定的时间才能克服异物的影响。

为解决上述技术问题，本发明进一步采用的技术方案是：该基于三维激光的排水管道检测装置还包括车驱动轮组件300，车驱动轮组件300设置为两组，两组车驱动轮组件300分别设置于履带120上。车驱动轮组件300包括摆臂310、传动机构320、防滑轮330和驱动机构340，摆臂310、传动机构320和防滑轮330均设置为两个分别设置于履带120上的两个履带轮。摆臂310包括摆杆311和连接板312，连接板312固定连接于摆杆311上端的一侧，其中，摆杆311和连接板312为一体式结构。

如图11示，传动机构320包括第一传动轴321、第一斜齿轮322、两个支撑板323、第二传动轴324、两个第二斜齿轮325、第三传动轴326和第三斜齿轮327。两个第一传动轴321一端固定连接于履带120上的两个履带轮，具体的，两个第一传动轴321和履带120上的两个履带轮为一体式结构，第一传动轴321另一端转动连接于摆杆311上端，需要说明的是，第一传动轴321另一端通过轴承转动连接于摆杆311上端，第一斜齿轮322固定套接于第一传动轴321，两个支撑板323分别固定连接于摆杆311内侧壁的上端和下端，在本实施例中，两个支撑板323分别通过焊接固定连接于摆杆311内侧壁的上端和下端。第二传动轴324两端分别转动贯穿于两个支撑板323，需要说明的是，第二传动轴324两端分别通过转动连接于两个支撑板323，第二传动轴324两端延伸出支撑板323，两个第二斜齿轮325分别固定套接于第二传动轴324两端的端部，第一斜齿轮322啮合于其中一个第二斜齿轮325，第三传动轴326转动贯穿于摆杆311下端，具体设置时，第三传动轴326通过轴承转动连接于摆杆311下端，第三传动轴326延伸出摆杆311下端，第三斜齿轮327固定套接于第三传动轴326一端，第三斜齿轮327啮合于另一个第二斜齿轮325，防滑轮330固定套接于第三传动轴326延伸出摆杆311外侧壁的一端，驱动机构340被构造成传动连接于连接板312，驱动机构340带动两个摆杆311绕第一传动轴321摆动。当需要提高履带小车速度时，打开驱动机构340，驱动机构340驱动两个摆杆311摆动，摆杆311摆动过程中，第二斜齿轮325绕第一斜齿轮322转动，摆杆311带动防滑轮330落于排水管道内壁的底端，履带120上的两个履带轮转动，履带轮带动第一传动轴321和第一斜齿轮322转动，通过齿轮啮合原理，第一斜齿轮322带动两个第二斜齿轮325和第二传动轴324转动，通过齿轮啮合原理，第二斜齿轮325带动第三斜齿轮327转动，第三斜齿轮327带动第三传动轴326和防滑轮330转动，防滑轮330同步前进，带动小车前进，实现履带向滚轮转换的目的。同时，通过摆杆311向下摆动，防滑轮330先落地，继续摆动摆杆311，摆杆311支撑起履带小车110，改变履带小车110底盘相对于接触面的高度，履带小车底部被异物撑起时，通过提高履带小车110底盘高度，可使异物离开履带小车110底盘，便于履带小车110快速克服异物干扰的境况。

如图12示，第三传动轴326包括轴体3261、挡板3262、棱柱杆3263和压紧螺母3264，轴体3261转动贯穿于摆杆311下端，挡板3262和棱柱杆3263固定套接于轴体3261延伸出摆杆311外侧壁的一端，具体设置时，轴体3261、挡板3262和棱柱杆3263为一体式结构。棱柱杆3263位于挡板3262远离摆杆311一侧，压紧螺母3264螺纹套接于轴体3261端部，防滑轮330包括轮体331，轮体331内开设有棱柱孔332，棱柱杆3263插入棱柱孔332内，挡板3262能够挡住轮体331一侧，压紧螺母3264能够压紧于轮体331另一侧。当需要更换不同材质的防滑轮330，提高防滑轮330对管道内环境的适应性时，旋转压紧螺母3264，通过螺纹传动原理，使压紧螺母3264离开轴体3261，解除压紧螺母3264对轮体331的压紧，更换轮体331后，按相反的顺序进行轮体331的安装，更换过程简单，快捷。

如图13和图14示，相关技术中，基于三维激光的排水管道检测装置通过滚轮式和履带式车轮两种方式转换驱动，但是履带转成滚轮式过程中，小车滚轮不便于同步调节，容易造成小车的滚轮不在同一平面如同一侧的滚轮高低不一，进而使小车在前进中，运行不够稳定，容易造成小车前进过程中颠簸，进而对检测结果造成影响。

为此，发明人经过长期的实践研究，解决了该技术问题。具体地，驱动机构340包括连接件341、两个第一连杆342、两个限位件343、滑道件344、传动板345和驱动伸缩杆346。连接件341包括第二连杆3411和两个滑槽板3412，两个滑槽板3412分别固定连接于第二连杆3411下侧的两端，其中，滑槽板3412和第二连杆3411为一体式结构，滑槽板3412上设置有滑槽3413，两个第一连杆342一端分别铰接于第二连杆3411两端的端部，两个第一连杆342另一端铰接于连接板312，两个限位件343一端固定连接于履带小车110一侧，具体的，两个限位件343一端通过焊接固定连接于履带小车110一侧，两个限位件343分别能够沿两个滑槽3413滑动，滑道件344固定连接于履带小车110一侧，滑道件344通过螺栓或者焊接固定连接于履带小车110一侧，滑道件344位于限位件343下侧。传动板345上端铰接于第二连杆3411下侧，传动板345下端滑动连接于滑道件344，传动板345下端能够绕滑道件344转动，驱动伸缩杆346一端铰接于履带小车110一侧，驱动伸缩杆346输出端铰接于传动板345侧壁的下端。当滚轮和履带相互转换时，打开驱动伸缩杆346，驱动伸缩杆346推动或者拉动传动板345下端沿滑道件344滑动，同时，传动板345下端在滑道件344内转动，传动板345上端推动第二连杆3411，第二连杆3411带动两个滑槽板3412上的滑槽3413沿限位件343滑动，使第二连杆3411在水平位置同步上升或者下降，第二连杆3411带动两个第一连杆342，第一连杆342相对转动，第一连杆342带动摆杆311摆动。第一方面，摆杆311摆动过程中，通过两个滑槽板3412和两个限位件343的限定，两个摆杆311下端上升或者下降高度一致，进而使履带小车110同一侧的两个防滑轮330同步上升或者下降，实现两个防滑轮330同步调节的目的，减少滚轮不在同一平面如同一侧的滚轮高低不一的境况，提高履带小车110由防滑轮330驱动时的稳定性，减少履带小车110颠簸，提高检测设备的稳定性。第二方面，该种驱动方式，驱动伸缩杆346位于履带120内部，受履带120的保护，减少履带小车110和外物产生撞击时，碰撞到驱动伸缩杆346，造成驱动伸缩杆346损坏的情况。

如图15示，限位件343包括连接杆3431和两个限位杆3432，连接杆3431端部能够沿两个滑槽3413滑动，两个限位杆3432固定贯穿于连接杆3431端部，两个限位杆3432分别能够挡住滑槽板3412两侧。通过限位杆3432限制滑槽板3412的位置，减少滑槽板3412沿连接杆3431滑动时，滑槽板3412沿连接杆3431轴向窜动的情况。

如图16示，滑道件344包括第二固定板3441和两个滑道3442，两个滑道3442分别固定连接于第二固定板3441上侧的两端，传动板345下端的两侧分别滑动连接于两个滑道3442，传动板345下端的两侧能够绕滑道3442转动。传动板345下端的两侧沿滑道3442滑动，并且可在滑道3442转动内转动，保证传动板345运动的稳定性。

具体的，该基于三维激光的排水管道检测装置及方法的工作原理：当需要拆卸安装板2111及其上部连接的精密仪器时，旋转转动部2122，通过转动部2122带动螺杆2121转动，使螺杆2121离开履带小车110上侧，进而去下安装板2111和其上部连接的精密仪器，便于维修。当其中一个螺杆2121因锈蚀无法完全旋下时，拆卸安装板2111上其余螺杆2121，再旋松锈蚀的螺杆2121，将安装板2111上的安装槽2112从螺杆2121上抽出，进而可去下安装板2111和其上部连接的精密仪器，便于维修，有效改善因个别螺栓锈蚀无法完全旋出，使高清摄像机和三维激光扫描仪拆卸困难的情况。

当需要调节检测件240检测角度时，打开驱动电机234，驱动电机234带动转轴232转动，转轴232带动第一固定板231旋转，检测件240随第一固定板231旋转，进而改变检测件240的旋转角度，调节检测件240的检测角度，可进行360°扫描和监控。

当需要提高履带小车速度时，打开驱动机构340，驱动机构340驱动两个摆杆311摆动，摆杆311摆动过程中，第二斜齿轮325绕第一斜齿轮322转动，摆杆311带动防滑轮330落于排水管道内壁的底端，履带120上的两个履带轮转动，履带轮带动第一传动轴321和第一斜齿轮322转动，通过齿轮啮合原理，第一斜齿轮322带动两个第二斜齿轮325和第二传动轴324转动，通过齿轮啮合原理，第二斜齿轮325带动第三斜齿轮327转动，第三斜齿轮327带动第三传动轴326和防滑轮330转动，防滑轮330同步前进，带动小车前进，实现履带向滚轮转换的目的。同时，通过摆杆311向下摆动，防滑轮330先落地，继续摆动摆杆311，摆杆311支撑起履带小车110，改变履带小车110底盘相对于接触面的高度，履带小车底部被异物撑起时，通过提高履带小车110底盘高度，可使异物离开履带小车110底盘，便于履带小车110快速克服异物干扰的境况。

当需要更换不同材质的防滑轮330，提高防滑轮330对管道内环境的适应性时，旋转压紧螺母3264，通过螺纹传动原理，使压紧螺母3264离开轴体3261，解除压紧螺母3264对轮体331的压紧，更换轮体331后，按相反的顺序进行轮体331的安装，更换过程简单，快捷。

当滚轮和履带相互转换时，打开驱动伸缩杆346，驱动伸缩杆346推动或者拉动传动板345下端沿滑道件344滑动，同时，传动板345下端在滑道件344内转动，传动板345上端推动第二连杆3411，第二连杆3411带动两个滑槽板3412上的滑槽3413沿限位件343滑动，使第二连杆3411在水平位置同步上升或者下降，第二连杆3411带动两个第一连杆342，第一连杆342相对转动，第一连杆342带动摆杆311摆动。第一方面，摆杆311摆动过程中，通过两个滑槽板3412和两个限位件343的限定，两个摆杆311下端上升或者下降高度一致，进而使履带小车110同一侧的两个防滑轮330同步上升或者下降，实现两个防滑轮330同步调节的目的，减少滚轮不在同一平面如同一侧的滚轮高低不一的境况，提高履带小车110由防滑轮330驱动时的稳定性，减少履带小车110颠簸，提高检测设备的稳定性。第二方面，该种驱动方式，驱动伸缩杆346位于履带120内部，受履带120的保护，减少履带小车110和外物产生撞击时，碰撞到驱动伸缩杆346，造成驱动伸缩杆346损坏的情况。

需要说明的是，防抖云台220、惯导系统、GPS定位系统、驱动电机234、高清摄像机241、三维激光扫描仪242、LED光源244和驱动伸缩杆346具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘。

防抖云台220、惯导系统、GPS定位系统、驱动电机234、高清摄像机241、三维激光扫描仪242、LED光源244和驱动伸缩杆346的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，包括：

小车组件（100），所述小车组件（100）包括履带小车（110）和履带（120），所述履带（120）设置于所述履带小车（110）两侧；

检测组件（200），所述检测组件（200）包括安装平台（210）、防抖云台（220）、旋转平台（230）和检测件（240），所述安装平台（210）包括平台本体（211）和安装件（212），所述平台本体（211）包括安装板（2111），所述安装板（2111）两端均设置有安装槽（2112），所述安装槽（2112）设置为U形，所述安装件（212）包括螺杆（2121）、转动部（2122）、垫圈（2123）和防滑垫（2124），所述螺杆（2121）穿过所述安装槽（2112），所述螺杆（2121）一端螺纹连接于所述履带小车（110）上侧，所述转动部（2122）固定连接于所述螺杆（2121）另一端，所述垫圈（2123）和所述防滑垫（2124）均滑动套接于所述螺杆（2121），所述转动部（2122）压紧于所述垫圈（2123），所述垫圈（2123）将所述防滑垫（2124）压紧于所述安装板（2111）上侧，所述防抖云台（220）固定连接于所述安装板（2111）上侧，所述旋转平台（230）设置于所述防抖云台（220）上端，所述检测件（240）固定连接于所述旋转平台（230）上侧。

2.根据权利要求1所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述履带小车（110）内置有惯导系统和GPS定位系统。

3.根据权利要求1所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述履带小车（110）尾部固定连接于拉环（130），所述拉环（130）上捆扎有防水拉绳。

4.根据权利要求1所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述防滑垫（2124）设置为橡胶垫。

5.根据权利要求1所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述转动部（2122）周边均匀设置有防滑条（2125）。

6.根据权利要求1所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述旋转平台（230）包括第一固定板（231）、转轴（232）、固定支架（233）和驱动电机（234），所述转轴（232）固定连接于所述第一固定板（231）下侧，所述转轴（232）转动连接于所述防抖云台（220）顶端，所述固定支架（233）固定连接于所述防抖云台（220）顶端的下侧，所述驱动电机（234）固定连接于所述固定支架（233），所述驱动电机（234）被构造成传动连接于所述转轴（232）。

7.根据权利要求6所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述检测件（240）包括高清摄像机（241）和三维激光扫描仪（242），所述高清摄像机（241）固定连接于所述第一固定板（231）上侧，所述三维激光扫描仪（242）固定连接于所述高清摄像机（241）顶端。

8.根据权利要求7所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述高清摄像机（241）顶部设置有挡水板（243），所述挡水板（243）延伸出所述高清摄像机（241）带有镜头的一端。

9.根据权利要求7所述的基于三维激光的排水管道检测装置，其特征在于，所述高清摄像机（241）的镜头周边均匀设置有LED光源（244）。

10.基于三维激光的排水管道检测装置的检测方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的基于三维激光的排水管道检测装置进行，包括如下步骤：

打开防抖云台（220），用于保证移动式激光雷达运行时的稳定性，同时，可拆卸式安装板（2111）方便及时检查维护激光探头，降低维修成本；

打开高清摄像机（241）和三维激光扫描仪（242），三维激光扫描仪（242）上配置备两种数据采集模式，分别为架站式激光扫描以及移动式三维激光扫描，其目的在于获取管道点云模型；

将履带小车（110）放入排水管道，控制履带小车（110）前进，通过履带小车（110）内置的惯导系统和GPS系统用于解析行进状态变化，校正点云采集轨迹，保留状态信息；

使用架站式三维激光扫描方法，将配备的标靶装置，按照三角原则在管道内摆放，便于拼接模型；

通过高清摄像机（241）和三维激光扫描仪（242）采集数据，再将数据进行处理；

采用DBSCAN密度聚类方法进行模型分类，稀疏点云作为杂点过滤，去除粉尘，水雾干扰，保留管道形态类别。

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