CN114877165A - 一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，涉及市政工程技术领域。本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，包括行走机械腿，所述行走机械腿设置在机器人身体的两侧，两组行走机械腿之间安装横向辅助防倾倒机械腿，机器人身体的前端设有雷达感应器，机器人身体的后部设有石墨烯蓄电池组箱，机器人身体的上方安装检测图像采集装置。本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，防滑且缓冲效果好，使得检测视野更广，避免检测图像采集装置被地下上方的脏水弄脏，解决了回收异常工作状态机器人的紧急情况。

Description

一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法

技术领域

本发明涉及市政工程技术领域，特别涉及一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法。

背景技术

管道内检测是指利用管输介质驱动检测器在管道内运行，实时检测和记录管道的淤积、变形、腐蚀等损伤情况，并准确定位非开挖修复缺陷部位的作业，市政管道大多埋地敷设,通过管道内检测可及时发现各种缺陷和损伤，了解各管段的危险程度，可预防和有效减少事故并节约管道维修资金，是保证管道安全的重要措施，初次进行时，要进行一系列准备工作，管道内淤积情况、线路测量及定标、接口处错口程度、管道通径及变形检测，清管及通过等，以确认管道满足通过检测机器人的要求。申请号为CN201910320407.5的发明公开了一种市政管道机器人的检测系统及检测方法，主体结构设有密封腔体封装电子器件或设备，使用闭路电视CCTV检测组件和声纳检测组件，能够同时对位于水面上或者水面下的管道进行检测，即无需进行清理积水积淤的作业，就能对管道进行全面检测，施工效率高，节约时间和人力成本，该检测系统在使用时还存在以下缺陷：

1、通过行走机构在管道内行走，对管道内部进行检测，行走机构在地下管道行驶时缓冲效果差，遇到颠簸会造成摄像头的损坏，而且轮胎的防滑效果不好，在地下行驶时容易造成打滑影响行驶，遇到小型台阶位置也无法通行，使用不便；

2、通过CCTV检测组件获取管道内的视频信息，由于CCTV检测组件上的镜头在管道内检测时，很容易被地下上方的脏水弄脏，影响检测视野，且CCTV检测组件上的镜头不能上下移动，检测视野狭小；

3、该行走机构在管道内行走检测时，当行走机构发生异常工作状态时，不能顺利的进行回收，影响工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，通过行走机械腿使得机器人在行走时防滑且缓冲效果好，方便对管道内的情况进行观察，使得机器人在遇到小型台阶位置或高低障碍物时可更加平稳的通行，不易倾倒，不用将管道内彻底疏通也可通行及检测，适用范围更广，同时采用可活动式的检测图像采集装置，配合高亮度照明灯，检测视野更广，检测图像采集装置上配有金属防护罩，避免被地下上方的脏水弄脏，保证一次性完成检测工作，在机器人发生异常工作的状态时，可通过反向牵引金属保险绳，顺利拖回机器人，解决了回收异常工作状态机器人的紧急情况，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，包括机器人身体和行走机械腿，所述行走机械腿共设置四组，两两对应设置在机器人身体的两侧，机器人身体的两侧位于两组行走机械腿之间安装有横向辅助防倾倒机械腿，机器人身体的前端设置有雷达感应器，机器人身体的后部设置有石墨烯蓄电池组箱，机器人身体的前部上方安装有检测图像采集装置。

进一步地，所述检测图像采集装置包括高清摄像头、固定基座和旋转杆，固定基座固定在机器人身体的前部上方，固定基座上旋转安装有旋转杆，旋转杆上通过活动关节以及和关节旋转连接臂杆活动安装有高清摄像头。

进一步地，所述石墨烯蓄电池组箱内安装有高性能石墨烯蓄电池组，石墨烯蓄电池组箱的正后方设置有蓄电池组门板。

进一步地，所述机器人身体设置有模块化接口、无线传输模块、处理器、信号接收器、控制模块和驱动电机，无线传输模块与移动终端连接，检测图像采集装置、行走机械腿和横向辅助防倾倒机械腿均与驱动电机连接，雷达感应器为毫米波雷达。

进一步地，所述检测图像采集装置的上方设置有高亮度照明灯，高亮度照明灯的尾部设置有高亮度照明灯线缆，高亮度照明灯线缆远离高亮度照明灯一端与高性能石墨烯蓄电池组连接。

进一步地，所述检测图像采集装置的镜头上方设置有探头防护罩，检测图像采集装置的尾部设置有检测图像采集装置线缆，检测图像采集装置线缆远离检测图像采集装置的一端连接高性能石墨烯蓄电池组和控制模块。

进一步地，所述机器人身体的前端两侧均设置有水平探照灯，雷达感应器、水平探照灯、检测图像采集装置、高亮度照明灯和驱动电机均与控制模块连接。

进一步地，所述机器人身体后端还设置有金属扣环，金属扣环上连接有金属保险绳，机器人身体安装在机器人底部门板上。

进一步地，所述横向辅助防倾倒机械腿可沿机器人身体上下90°折叠，旋转杆可沿固定基座进行360°旋转，高清摄像头可沿旋转杆上下180°转动。

本发明提供另一种技术方案：一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：当机器人通电后，机器人的行走机械腿立即处于站立状态，此时检测图像采集装置、雷达感应器、处理器和信号接受器均处于工作状态。

步骤二：操作人员对机器人下达指令，当信号接受器接收到信号后，处理器将信号传递控制模块，控制模块启动驱动电机，驱动电机控制机器人的行走机械腿，使机器人在管道内进行移动。

步骤三：当机器人移动至目标管道后，操作人员利用移动终端，打开水平探照灯及高亮度照明灯，同时启动检测图像采集装置对管道内的通行情况及障碍物的情况实施观测。

步骤四：通过驱动电机高清摄像头，使高清摄像头沿旋转杆进行水平转向、上下转向，对管道内的情况进行全方位图像采集作业，发现问题后通过雷达感应器精确定位并记录，完成对管道内部的检测与图像收集工作后，将结果通过无线传输模块传输至移动终端，若所处位置的管道内地形复杂，通过驱动电机可打开横向辅助防倾倒机械腿，用来稳定机器人身体。

步骤五：操作完毕后，再次利用移动终端远程控制横向辅助防倾倒机械腿，将横向辅助防倾倒机械腿收起，并启动行走机械腿，驱动机器人前往下一节管道或离开现场。

步骤六：当机器人发生异常工作的状态时，反向牵引金属保险绳，将机器人拖离管道内部，对异常工作状态的机器人进行回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，操作安全方便，设置的行走机械腿使得机器人在行走时防滑且缓冲效果好，不会因颠簸而造成摄像头的损坏，设置的水平探照灯，方便对管道内的情况进行观察，配合机器人身体前端的雷达感应器及可活动的横向横向辅助防倾倒机械腿使得机器人在遇到小型台阶位置或高低障碍物时可更加平稳的通行，不易倾倒，不用将管道内彻底疏通也可通行及检测，适用范围更广。

2、本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，检测图像采集装置可沿旋转杆上下转动，配合高亮度照明灯，使得检测视野更广，保证拍摄的图像更加明亮清晰，检测图像采集装置上配有探头防护罩，避免检测图像采集装置被地下上方的脏水弄脏，保证了检测的效果，实现了一次性完成检测工作，提高了工作效率。

3、本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，设置的金属扣环连接金属保险绳，在机器人发生异常工作的状态时，可通过反向牵引金属保险绳，顺利拖回机器人，解决了回收异常工作状态机器人的紧急情况。

附图说明

图1为本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的正面示意图；

图2为本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的侧面示意图；

图3为本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的底面示意图；

图4为本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的背面示意图；

图5为本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的工作流程图。

图中：1、机器人身体；2、行走机械腿；3、横向辅助防倾倒机械腿；4、雷达感应器；5、石墨烯蓄电池组箱；6、金属扣环；7、金属保险绳；8、水平探照灯；9、检测图像采集装置；10、高亮度照明灯；11、探头防护罩；12、固定基座；13、旋转杆；14、检测图像采集装置线缆；15、高亮度照明灯线缆；16、蓄电池组门板；17、机器人底部门板。

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

参阅图1-图4，一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，包括机器人身体1和行走机械腿2，行走机械腿2共设置四组，两两对应设置在机器人身体1的两侧，机器人身体1的两侧位于两组行走机械腿2之间安装有横向辅助防倾倒机械腿3，横向辅助防倾倒机械腿3使得机器人在遇到小型台阶位置或高低障碍物时可更加平稳的通行，不易倾倒，行走机械腿2使得机器人在行走时防滑且缓冲效果好，不会因颠簸而造成摄像头的损坏，机器人身体1的前端设置有雷达感应器4，机器人身体1的后部设置有石墨烯蓄电池组箱5，石墨烯蓄电池组箱5内安装有高性能石墨烯蓄电池组，石墨烯蓄电池组箱5的正后方设置有蓄电池组门板16，机器人身体1的前部上方安装有检测图像采集装置9，检测图像采集装置9包括高清摄像头、固定基座12和旋转杆13，固定基座12固定在机器人身体1的前部上方，固定基座12上旋转安装有旋转杆13，旋转杆13上通过活动关节以及和关节旋转连接臂杆活动安装有高清摄像头，检测图像采集装置9可沿旋转杆13上下转动，使得检测视野更广，机器人身体1设置有模块化接口、无线传输模块、处理器、信号接收器、控制模块和驱动电机，无线传输模块与移动终端连接，检测图像采集装置9、行走机械腿2和横向辅助防倾倒机械腿3均与驱动电机连接，雷达感应器4为毫米波雷达，检测图像采集装置9的上方设置有高亮度照明灯10，设置的高亮度照明灯10，保证拍摄的图像更加明亮清晰，高亮度照明灯10的尾部设置有高亮度照明灯线缆15，高亮度照明灯线缆15远离高亮度照明灯10一端与高性能石墨烯蓄电池组连接，检测图像采集装置9的镜头上方设置有防止地下上方污水污染镜头的探头防护罩11，探头防护罩11有效的避免了检测图像采集装置9被地下上方的脏水弄脏，保证了检测的效果，检测图像采集装置9的尾部设置有检测图像采集装置线缆14，检测图像采集装置线缆14远离检测图像采集装置9的一端连接高性能石墨烯蓄电池组和控制模块，机器人身体1的前端两侧均设置有水平探照灯8，水平探照灯8方便对管道内的情况进行观察，雷达感应器4、水平探照灯8、检测图像采集装置9、高亮度照明灯10和驱动电机均与控制模块连接，机器人身体1后端还设置有金属扣环6，金属扣环6上连接有金属保险绳7，金属保险绳7在机器人发生异常工作的状态时，可通过反向牵引金属保险绳7，顺利拖回机器人，解决了回收异常工作状态机器人的紧急情况，机器人身体1安装在机器人底部门板17上，横向辅助防倾倒机械腿3可沿机器人身体1上下90°折叠，旋转杆13可沿固定基座12进行360°旋转，高清摄像头可沿旋转杆13上下150°转动。

请参阅图5，为了更好的展现能够实现用于一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：当机器人通电后，机器人的行走机械腿2立即处于站立状态，此时检测图像采集装置9、雷达感应器4、处理器和信号接受器均处于工作状态。

步骤二：操作人员对机器人下达指令，当信号接受器接收到信号后，处理器将信号传递控制模块，控制模块启动驱动电机，驱动电机控制机器人的行走机械腿2，使机器人在管道内进行移动。

步骤三：当机器人移动至目标管道后，操作人员利用移动终端，打开水平探照灯8及高亮度照明灯10，同时启动检测图像采集装置9，对管道内的通行情况及障碍物的情况实施观测。

步骤四：通过驱动电机高清摄像头，使高清摄像头沿旋转杆13进行水平转向和上下转向，对管道内的情况进行全方位图像采集作业，发现问题后通过雷达感应器4精确定位并记录，完成对管道内部的检测与图像收集工作后，将结果通过无线传输模块传输至移动终端，若所处位置的管道内地形复杂，通过驱动电机可打开横向辅助防倾倒机械腿3，用来稳定机器人身体1。

步骤五：操作完毕后，再次利用移动终端远程控制横向辅助防倾倒机械腿3，将横向辅助防倾倒机械腿3收起，并启动行走机械腿2，驱动机器人前往下一节管道或离开现场。

步骤六：当机器人发生异常工作的状态时，反向牵引金属保险绳7，将机器人拖离管道内部，对异常工作状态的机器人进行回收。

综上所述，本发明的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置及方法，通过驱动电机控制机器人的行走机械腿2，使机器人在管道内进行移动，操作安全方便，使得机器人在管道内行走时防滑且缓冲效果好，不会因颠簸而造成摄像头的损坏，当机器人移动至目标管道后，打开水平探照灯8及高亮度照明灯10，方便高清摄像头对管道内的情况进行观察，保证拍摄的图像更加明亮清晰，通过驱动电机驱动检测图像采集装置9沿旋转杆13进行水平转向、上下转向，对管道内的情况进行全方位图像采集作业，使得检测视野更广，设置的雷达感应器4对管道内的问题进行精确定位并记录，方便后期对管道内部的维护，提高了工作效率，若所处位置的管道内地形复杂，通过驱动电机可打开横向辅助防倾倒机械腿3，用来稳定机器人身体1，使得机器人在遇到小型台阶位置或高低障碍物时可更加平稳的通行，不易倾倒，不用将管道内彻底疏通也可通行及检测，适用范围更广，设置的探头防护罩11，避免了避免检测图像采集装置9在管道内检测时被地下上方的脏水弄脏，保证了检测的效果，设置的金属保险绳7，在机器人发生异常工作的状态时，可通过反向牵引金属保险绳7，顺利拖回机器人，解决了回收异常工作状态机器人的紧急情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，包括机器人身体(1)和行走机械腿(2)，其特征在于，所述行走机械腿(2)共设置四组，两两对应设置在机器人身体(1)的两侧，机器人身体(1)的两侧位于两组行走机械腿(2)之间安装有横向辅助防倾倒机械腿(3)，机器人身体(1)的前端设置有雷达感应器(4)，机器人身体(1)的后部设置有石墨烯蓄电池组箱(5)，机器人身体(1)的前部上方安装有检测图像采集装置(9)。

2.如权利要求1所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述检测图像采集装置(9)包括高清摄像头、固定基座(12)和旋转杆(13)，固定基座(12)固定在机器人身体(1)的前部上方，固定基座(12)上旋转安装有旋转杆(13)，旋转杆(13)上通过活动关节以及和关节旋转连接臂杆活动安装有高清摄像头。

3.如权利要求1所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述石墨烯蓄电池组箱(5)内安装有高性能石墨烯蓄电池组，石墨烯蓄电池组箱(5)的正后方设置有蓄电池组门板(16)。

4.如权利要求1所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述机器人身体(1)设置有模块化接口、无线传输模块、处理器、信号接收器、控制模块和驱动电机，无线传输模块与移动终端连接，检测图像采集装置(9)、行走机械腿(2)和横向辅助防倾倒机械腿(3)均与驱动电机连接，雷达感应器(4)为毫米波雷达。

5.如权利要求3所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述检测图像采集装置(9)的上方设置有高亮度照明灯(10)，高亮度照明灯(10)的尾部设置有高亮度照明灯线缆(15)，高亮度照明灯线缆(15)远离高亮度照明灯(10)一端与高性能石墨烯蓄电池组连接。

6.如权利要求4所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述检测图像采集装置(9)的镜头上方设置有探头防护罩(11)，检测图像采集装置(9)的尾部设置有检测图像采集装置线缆(14)，检测图像采集装置线缆(14)远离检测图像采集装置(9)的一端连接高性能石墨烯蓄电池组和控制模块。

7.如权利要求6所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述机器人身体(1)的前端两侧均设置有水平探照灯(8)，雷达感应器(4)、水平探照灯(8)、检测图像采集装置(9)、高亮度照明灯(10)和驱动电机均与控制模块连接。

8.如权利要求1所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述机器人身体(1)后端还设置有金属扣环(6)，金属扣环(6)上连接有金属保险绳(7)，机器人身体(1)安装在机器人底部门板(17)上。

9.如权利要求2所述的一种市政工程地下管道四足机器人管道检测装置，其特征在于，所述横向辅助防倾倒机械腿(3)可沿机器人身体(1)上下90°折叠，旋转杆(13)可沿固定基座(12)进行360°旋转，高清摄像头可沿旋转杆(13)上下150°转动。

10.一种根据权利要求1-9所述的市政工程地下管道四足机器人管道检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当机器人通电后，机器人的行走机械腿(2)立即处于站立状态，此时检测图像采集装置(9)、雷达感应器(4)、处理器和信号接受器均处于工作状态；

步骤二：操作人员对机器人下达指令，当信号接受器接收到信号后，处理器将信号传递控制模块，控制模块启动驱动电机，驱动电机控制机器人的行走机械腿(2)，使机器人在管道内进行移动；

步骤三：当机器人移动至目标管道后，操作人员利用移动终端，打开水平探照灯(8)及高亮度照明灯(10)，同时启动检测图像采集装置(9)对管道内的通行情况及障碍物的情况实施观测；

步骤四：通过驱动电机高清摄像头，使高清摄像头沿旋转杆(13)进行水平转向、上下转向，对管道内的情况进行全方位图像采集作业，发现问题后通过雷达感应器(4)精确定位并记录，完成对管道内部的检测与图像收集工作后，将结果通过无线传输模块传输至移动终端，若所处位置的管道内地形复杂，通过驱动电机可打开横向辅助防倾倒机械腿(3)，用来稳定机器人身体(1)；

步骤五：操作完毕后，再次利用移动终端远程控制横向辅助防倾倒机械腿(3)，将横向辅助防倾倒机械腿(3)收起，并启动行走机械腿(2)，驱动机器人前往下一节管道或离开现场。

步骤六：当机器人发生异常工作的状态时，反向牵引金属保险绳(7)，将机器人拖离管道内部，对异常工作状态的机器人进行回收。

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