CN117685447A - 一种用于城市管网的智能修复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明适用于城市管网维护技术领域，提供了一种用于城市管网的智能修复机器人，包括安装座，所述安装座上设置有用于移动的驱动履带；固定在所述安装座顶部的外壳，所述外壳的顶部设置有可拆卸的壳盖；设置在所述外壳上用于拍摄管道内部影像的高清摄像头；固定在所述安装座上用于盛放管道修补液的第一储液箱，所述第一储液箱的顶部固定安装有用于盛放清洗液的第二储液箱；设置在所述安装座的顶部用于抽取管道修补液与清洗液的抽液泵。本方案提供的用于城市管网的智能修复机器人有效解决了传统管网修复方法存在的问题和不足，提高管网修复效率和质量、减少人工操作的危险和难度。

Description

一种用于城市管网的智能修复机器人

技术领域

本发明属于城市管网维护技术领域，尤其涉及一种用于城市管网的智能修复机器人。

背景技术

城随着城市化进程的加快，城市管网系统在保障城市运行方面发挥着越来越重要的作用，城市管网系统包括：给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道等，然而，由于历史、环境、人为等多种因素的影响，城市管网系统常常会出现各种问题，如管道老化、破损、堵塞等，这些问题不仅影响了管网系统的正常运行，还可能对人们的生产生活造成严重影响，因此维护修复城市管网非常重要。

目前，传统的城市管网修复方法主要依赖于人工操作，修复过程繁琐、效率低下，同时，由于管道内部环境复杂，存在有毒有害气体、液体等安全隐患，人工进入管道进行修复不仅效率低下，而且对工人身体健康造成极大的威胁。

发明内容

本发明提供一种用于城市管网的智能修复机器人，旨在解决目前传统的城市管网修复方法依赖于人工操作，效率低下，且存在安全隐患的问题。

本发明是这样实现的，一种用于城市管网的智能修复机器人，包括：安装座，所述安装座上设置有用于移动的驱动履带；固定在所述安装座顶部的外壳，所述外壳的顶部设置有可拆卸的壳盖；设置在所述外壳上用于拍摄管道内部影像的高清摄像头；固定在所述安装座上用于盛放管道修补液的第一储液箱，所述第一储液箱的顶部固定安装有用于盛放清洗液的第二储液箱；设置在所述安装座的顶部用于抽取管道修补液与清洗液的抽液泵；固定在所述抽液泵出液端上的伸缩管，所述伸缩管的出液端上固定安装有用于喷洒管道修补液与清洗液的修复喷头，所述修复喷头上设置有用于智能监测和控制修复的智能相机；用于调控所述伸缩管伸缩的调控连接机构，所述调控连接机构设置在所述安装座上。

优选地，所述调控连接机构包括：固定在所述安装座顶部的电动伸缩杆；设置在所述电动伸缩杆的输出杆顶端上的第一电机；固定在所述第一电机输出轴上的第一转轴；固定在所述第一转轴的顶端上用于调控俯仰角的调节座；设置在所述调节座上用于装配所述伸缩管的限位座。

优选地，所述壳盖的底部固定安装有用于调控所述高清摄像头方向的第二电机，所述第二电机的输出轴上固定安装有第二转轴，所述第二转轴的顶端与所述高清摄像头固定连接，所述高清摄像头的顶部设置有用于照明的照明灯。

优选地，所述安装座上设置有用于供电的蓄电池供电箱，所述蓄电池供电箱上设置有物联网控制模块、GPS卫星导航模块和信号天线，所述物联网控制模块用于接收和传输影像数据，且能够控制电器组件启停，所述GPS卫星导航模块用于定位导航，所述信号天线与所述物联网控制模块相适配。

优选地，所述调节座上转动安装有第三转轴，所述第三转轴上固定安装有装配块，所述装配块的顶端与所述限位座固定连接，所述调节座的一侧固定安装有用于驱动所述第三转轴转动的第三电机，所述第三电机的输出轴与所述第三转轴固定连接。

优选地，所述限位座上螺纹装配有螺栓，所述螺栓的底端上固定安装有用于对所述伸缩管限位的限位板，所述限位板的底部固定安装有防滑垫。

优选地，所述第一储液箱和所述第二储液箱上均固定连通有出液管，所述出液管上设置有电磁阀，所述抽液泵的进液端上固定安装有抽液管，所述抽液管的进液端上固定有三通接头，所述三通接头的进液端与对应的所述出液管的出液端固定连接。

与相关技术相比较，本发明提供的用于城市管网的智能修复机器人具有如下有益效果：

通过驱动履带，机器人可以在管道内自由移动，克服了管道内的复杂环境，提高了移动效率和精度，这使得机器人在进行管道修复工作时，能够快速到达指定位置，减少了人工操作的难度和危险；高清摄像头拍摄管道内部的影像，并通过物联网控制模块实时传输到远程控制中心；工作人员可以远程了解管道内部的状况，并进行相应的操作。这种远程监控和指导的方式，大大提高了修复工作的效率和安全性；调控连接机构包括电动伸缩杆、第一电机、第一转轴、调节座、限位座等，使得喷洒的液体能够更加精准地到达目标区域。结合伸缩管和修复喷头，机器人可以将管道修补液和清洗液准确地喷洒到需要修复的区域，大大提高了修复的准确性和质量。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于城市管网的智能修复机器人的侧视结构示意图；

图2为本发明的侧视剖视结构示意图；

图3为本发明中调节座的结构示意图。

附图标记：1、安装座；2、驱动履带；3、外壳；4、壳盖；5、高清摄像头；6、第一储液箱；7、第二储液箱；8、抽液泵；9、伸缩管；10、修复喷头；11、电动伸缩杆；12、第一电机；13、第一转轴；14、调节座；15、限位座；16、第二电机；17、第二转轴；18、照明灯；19、蓄电池供电箱；20、物联网控制模块；21、GPS卫星导航模块；22、信号天线；23、第三转轴；24、装配块；25、第三电机。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供了一种用于城市管网的智能修复机器人，如图1-3所示，用于城市管网的智能修复机器人包括：安装座1，所述安装座1上设置有用于移动的驱动履带2；固定在所述安装座1顶部的外壳3，所述外壳3的顶部设置有可拆卸的壳盖4；设置在所述外壳3上用于拍摄管道内部影像的高清摄像头5；固定在所述安装座1上用于盛放管道修补液的第一储液箱6，所述第一储液箱6的顶部固定安装有用于盛放清洗液的第二储液箱7；设置在所述安装座1的顶部用于抽取管道修补液与清洗液的抽液泵8；固定在所述抽液泵8出液端上的伸缩管9，所述伸缩管9的出液端上固定安装有用于喷洒管道修补液与清洗液的修复喷头10，所述修复喷头10上设置有用于智能监测和控制修复的智能相机；用于调控所述伸缩管9伸缩的调控连接机构，所述调控连接机构设置在所述安装座1上。

需要说明的是，传统的城市管网修复方法主要依赖于人工操作，由于管道内部环境复杂，存在有毒有害气体、液体等安全隐患，工人需要长时间在管道内进行修复工作，这对他们的身体健康造成了极大的威胁；首先，有毒有害气体和液体是城市管网中常见的问题；这些有害物质可能对工人的呼吸系统和皮肤造成严重伤害，甚至可能引发中毒和生命危险；此外，管道内的环境通常非常狭窄，工人只能匍匐前进或侧身作业，这使得工作变得非常困难和耗时；其次，人工修复方法容易受到天气、交通等因素的影响；例如，在雨季或道路繁忙的地段，挖掘和修复工作可能需要更长时间才能完成；这不仅增加了修复成本，也可能对城市交通和居民生活造成极大的不便；最后，传统的人工修复方法对周围环境的影响较大；挖掘和清理过程中可能会破坏周边的绿化带、道路等设施，需要投入大量的时间和资金进行修复和补偿。

在本实施例中，安装座1为机器人的主体部分，提供了稳定的操作平台，驱动履带2使得机器人能够在管道内自由移动，克服了管道内的复杂环境，提高了移动效率和精度；外壳3和壳盖4为机器人提供了保护和可维护性；外壳3上安装的高清摄像头5用于拍摄管道内部的影像，并将影像实时传输到远程控制中心，这样，工作人员可以远程了解管道内部的状况，并进行相应的操作；第一储液箱6用于盛放管道修补液，而第二储液箱7用于盛放清洗液，抽液泵8用于抽取管道修补液与清洗液，配合伸缩管9和修复喷头10（WA-101型修复喷头10是一款适用于管道裂缝、漏洞等缺陷快速修补的设备，它采用了先进的传感器和算法，能够自动识别管道材料、尺寸和损伤程度，并根据实际情况自动调整喷洒量和修补液的配比，以达到最佳的修补效果），机器人可以将管道修补液和清洗液喷洒到管路需要修复的区域，同时，（DC-300型）智能相机对修复过程进行实时监测和智能分析，确保修复质量，以此修复够大大减少人工操作的危险和难度，提高修复效率和质量、减少人工操作的危险和难度、适应各种复杂的管道环境、采用非开挖式修复技术等优势，为城市管网维护和管理提供了一种新的解决方案；调控连接机构用于调控伸缩管9的伸缩长度，使得喷洒的液体能够更加精准地到达目标区域，工作人员可以通过远程控制中心对机器人进行操控，实现远程操作根据预设程序或远程指令进行快速修复。

本发明进一步较佳实施例中，所述调控连接机构包括：固定在所述安装座1顶部的电动伸缩杆11；设置在所述电动伸缩杆11的输出杆顶端上的第一电机12；固定在所述第一电机12输出轴上的第一转轴13；固定在所述第一转轴13的顶端上用于调控俯仰角的调节座14；设置在所述调节座14上用于装配所述伸缩管9的限位座15。

在本实施例中，电动伸缩杆11提供伸缩功能，可调控伸缩管9以及修复喷头10的高度，步进型第一电机12驱动第一转轴13旋转，进而带动调节座14和限位座15运动，实现转向调整，调节座14用于调控俯仰角，使伸缩管9能够满足修复需求，限位座15用于装配伸缩管9，确保其在工作过程中的稳定性和可靠性。

本发明进一步较佳实施例中，所述壳盖4的底部固定安装有用于调控所述高清摄像头5方向的第二电机16，所述第二电机16的输出轴上固定安装有第二转轴17，所述第二转轴17的顶端与所述高清摄像头5固定连接，所述高清摄像头5的顶部设置有用于照明的照明灯18。

在本实施例中，步进型第二电机16驱动第二转轴17旋转，进而带动高清摄像头5转向，实现方向的调控；照明灯18可提供照明，确保拍摄画面的清晰度和质量；使得智能修复机器人在进行管道修复时，能够更加清晰地拍摄管道内部的影像，准确判断管道的状况和损伤程度，同时，照明灯18为拍摄提供了充足的照明，避免了由于管道内部昏暗导致拍摄不清的问题。

本发明进一步较佳实施例中，所述安装座1上设置有用于供电的蓄电池供电箱19，所述蓄电池供电箱19上设置有物联网控制模块20、GPS卫星导航模块21和信号天线22，所述物联网控制模块20用于接收和传输影像数据，且能够控制电器组件启停，所述GPS卫星导航模块21用于定位导航，所述信号天线22与所述物联网控制模块20相适配。

在本实施例中，蓄电池供电箱19为整个机器人提供电力，确保各部件的正常运转；（ESP32-CAM型）物联网控制模块20用于接收和传输拍摄的影像数据，使得操作人员可以远程了解管道内部的情况，并根据需要控制电器组件的启停；GPS卫星导航模块21用于定位和导航，使得机器人能够准确找到需要修复的管道位置；信号天线22与物联网控制模块20相适配，确保数据传输的稳定性和可靠性；这种设计，使得智能修复机器人在进行管道修复时，能够实时将拍摄的影像数据传输给操作人员，便于他们远程监控和指导修复工作。

本发明进一步较佳实施例中，所述调节座14上转动安装有第三转轴23，所述第三转轴23上固定安装有装配块24，所述装配块24的顶端与所述限位座15固定连接，所述调节座14的一侧固定安装有用于驱动所述第三转轴23转动的第三电机25，所述第三电机25的输出轴与所述第三转轴23固定连接。

在本实施例中，第三电机25驱动第三转轴23转动，可调控限位座15的以及修复喷头10的俯仰角度；这种设计，使得智能修复机器人在进行管道修复时，能够更加准确将修补液喷到管道的破损位置。

本发明进一步较佳实施例中，所述限位座15上螺纹装配有螺栓，所述螺栓的底端上固定安装有用于对所述伸缩管9限位的限位板，所述限位板的底部固定安装有防滑垫。

在本实施例中，螺栓与限位座15螺纹装配，可以方便地调整螺栓的位置，进而调整限位板的位置，实现对伸缩管9的精确限位，防滑垫的设置，增加了限位板与伸缩管9之间的摩擦力，进一步防止伸缩管9的滑动。

本发明进一步较佳实施例中，所述第一储液箱6和所述第二储液箱7上均固定连通有出液管，所述出液管上设置有电磁阀，所述抽液泵8的进液端上固定安装有抽液管，所述抽液管的进液端上固定有三通接头，所述三通接头的进液端与对应的所述出液管的出液端固定连接。

在本实施例中，第一储液箱6和第二储液箱7中的液体，可以通过电磁阀的控制，经过三通接头和抽液管，被抽液泵8抽取并输送到需要的位置；通过控制电磁阀的开关状态，实现液体流量的控制。

综上所述，本技术方案提供的智能修复机器人，可根据预设程序或远程指令进行快速修复，有效解决传统管网修复方法存在的问题和不足，提高管网修复效率和质量、减少人工操作的危险和难度、适应各种复杂的管道环境、采用非开挖式修复技术等优势，为城市管网维护和管理提供了一种新的解决方案。

与相关技术相比较，通过驱动履带2，机器人可以在管道内自由移动，克服了管道内的复杂环境，提高了移动效率和精度，这使得机器人在进行管道修复工作时，能够快速到达指定位置，减少了人工操作的难度和危险；高清摄像头5拍摄管道内部的影像，并通过物联网控制模块20实时传输到远程控制中心。工作人员可以远程了解管道内部的状况，并进行相应的操作。这种远程监控和指导的方式，大大提高了修复工作的效率和安全性；调控连接机构包括电动伸缩杆11、第一电机12、第一转轴13、调节座14、限位座15等，使得喷洒的液体能够更加精准地到达目标区域。结合伸缩管9和修复喷头10，机器人可以将管道修补液和清洗液准确地喷洒到需要修复的区域，大大提高了修复的准确性和质量。

值得说明的是，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，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例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，包括：

安装座，所述安装座上设置有用于移动的驱动履带；

固定在所述安装座顶部的外壳，所述外壳的顶部设置有可拆卸的壳盖；

设置在所述外壳上用于拍摄管道内部影像的高清摄像头；

固定在所述安装座上用于盛放管道修补液的第一储液箱，所述第一储液箱的顶部固定安装有用于盛放清洗液的第二储液箱；

设置在所述安装座的顶部用于抽取管道修补液与清洗液的抽液泵；

固定在所述抽液泵出液端上的伸缩管，所述伸缩管的出液端上固定安装有用于喷洒管道修补液与清洗液的修复喷头,所述修复喷头上设置有用于智能监测和控制修复的智能相机；

用于调控所述伸缩管伸缩的调控连接机构，所述调控连接机构设置在所述安装座上。

2.如权利要求1所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述调控连接机构包括：

固定在所述安装座顶部的电动伸缩杆；

设置在所述电动伸缩杆的输出杆顶端上的第一电机；

固定在所述第一电机输出轴上的第一转轴；

固定在所述第一转轴的顶端上用于调控俯仰角的调节座；

设置在所述调节座上用于装配所述伸缩管的限位座。

3.如权利要求1所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述壳盖的底部固定安装有用于调控所述高清摄像头方向的第二电机，所述第二电机的输出轴上固定安装有第二转轴，所述第二转轴的顶端与所述高清摄像头固定连接，所述高清摄像头的顶部设置有用于照明的照明灯。

4.如权利要求1所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述安装座上设置有用于供电的蓄电池供电箱，所述蓄电池供电箱上设置有物联网控制模块、GPS卫星导航模块和信号天线，所述物联网控制模块用于接收和传输影像数据，且能够控制电器组件启停，所述GPS卫星导航模块用于定位导航，所述信号天线与所述物联网控制模块相适配。

5.如权利要求2所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述调节座上转动安装有第三转轴，所述第三转轴上固定安装有装配块，所述装配块的顶端与所述限位座固定连接，所述调节座的一侧固定安装有用于驱动所述第三转轴转动的第三电机，所述第三电机的输出轴与所述第三转轴固定连接。

6.如权利要求2所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述限位座上螺纹装配有螺栓，所述螺栓的底端上固定安装有用于对所述伸缩管限位的限位板，所述限位板的底部固定安装有防滑垫。

7.如权利要求1所述的用于城市管网的智能修复机器人，其特征在于，所述第一储液箱和所述第二储液箱上均固定连通有出液管，所述出液管上设置有电磁阀，所述抽液泵的进液端上固定安装有抽液管，所述抽液管的进液端上固定有三通接头，所述三通接头的进液端与对应的所述出液管的出液端固定连接。