CN203770944U - 管道机器人全景检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于管道检测技术领域，提供一种管道机器人全景检测装置，包括车体以及设置在所述车体上的抬升机构，所述车体两侧均安装有一组车轮，所述抬升机构一端转动连接于所述车体，另一端安装有摄像组件，所述摄像组件包括位于前端的鱼眼镜头，所述车体内设有控制电路板、用于驱动一组车轮的第一马达、用于驱动另一组车轮的第二马达，以及用于所述抬升机构的第三马达，所述鱼眼镜头、三个马达连接到所述控制电路板。本实用新型结构简单、通过单个摄像头可以获取全景图像，而且可以实现多方向运动，本实用新型装置开发、生产成本低，使用简单，可广泛应用于管道检测。

Description

管道机器人全景检测装置

技术领域

本实用新型属于管道检测技术领域，尤其涉及一种管道机器人全景检测装置。

背景技术

为对市政排水地下管道，农业用水地下管道，工业用水地下管道，自来水地下管道，煤气地下管道等地下管道进行排堵时，需要了解管道内的状况，比如管道管线错位、井口埋没、漏损等情况。

为了解决此问题，一般采用开挖底面修复管道方法，这种方法工期长，施工噪音大，工程垃圾多，对周边环境也造成很大影响，无法进行高效排堵、维护和修复。在近年来的发展中，也陆续出现了不少针对管道非开挖而进行的研发生产，主要集中在管道潜望镜探测系统以及管道机器人探测，对于机器人探测，实用性较强，但是国内发展较缓慢，目前主要以普通的视频录制观看为主，通过设置多个摄像头，然后进行图像拼接，生产全景图像，而且目前机器人只能直线行走，无法适用于一些特殊管道探测。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种管道机器人全景检测装置，旨在解决现有管道机器人无法通过单个摄像头获取全景图像、而且只能直线行走的技术问题。

本实用新型是这样实现的，所述管道机器人全景检测装置包括车体以及设置在所述车体上的抬升机构，所述车体两侧均安装有一组车轮，所述抬升机构一端转动连接于所述车体，另一端安装有摄像组件，所述摄像组件包括位于前端的鱼眼镜头，所述车体内设有控制电路板、用于驱动一组车轮的第一马达、用于驱动另一组车轮的第二马达，以及用于所述抬升机构的第三马达，所述鱼眼镜头、三个马达连接到所述控制电路板。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置鱼眼镜头，通过一个镜头即可获取管道的全景图像，减少了镜头使用量，节约装置生产成本，还可以避免因图像拼接产生的误差。另外，本实用新型的车体每侧均设有一组车轮，每组车轮通过一个独立马达驱动，当其中一侧马达转速大于另一侧马达时，两侧车轮的转速不一致，进而完成转向动作。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的管道机器人全景检测装置的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的摄像组件、抬升机构的立体图；

图3是本实用新型实施例提供的摄像组件、抬升机构的仰视图；

图4是本实用新型实施例提供的鱼眼镜头的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的管道机器人全景检测装置的立体结构，为了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

如图1所示，本实施例提供的管道机器人全景检测装置包括一个小车状的车体1以及设置在所述车体上的抬升机构2，所述车体两侧均安装有一组车轮3，所述抬升机构2一端转动连接于所述车体1，另一端安装有摄像组件4，所述摄像组件4包括位于前端的鱼眼镜头41，所述车体内设有控制电路板（图中未示出）、用于驱动一组车轮的第一马达（图中未示出）、用于驱动另一组车轮的第二马达（图中未示出），以及用于所述抬升机构的第三马达（图中未示出），所述鱼眼镜头、三个马达连接到所述控制电路板。

现有技术采用多摄像头图像拼接方法，需要复杂的图像拼接算法，并且存在拼接误差，影响管道检测。本实施例采用了鱼眼镜头，鱼眼镜头视角超过180度，能够获取圆饼状的全景图像，数据量小、图像准确。本实施例装置开发、生产成本低，使用简单，可广泛应用于管道检测。

另外，本实施例中的两组车轮均由一个独立的马达驱动，当马达转速不一致时，两组车轮转速不一，这样完成了车体转向动作，使得本装置可以使用于一些弯曲管道检测。图示中，共装配六个车轮，分为两侧，每侧边三个。车体和车轮大小根据实际选择，用于不同口径的管道检测。本实施例装置可以实现前进、后退、左转、右转以及原地转向的功能。优选的，在具体实现时，第一马达和第二马达装配有一组离合器，离合器与马达配合。在断电的情况下，离合器是脱离状态，马达可以自由转动；在通电的情况下，离合器是咬合状态，给马达通电，能驱动小车运动。

考虑到通常情况下，管道内的网络信号不佳，影响到数据和指令传输。优选的，本实施例中，所述车体1尾端转动连接有与所述控制电路板连接的接口组件11。在使用时，通过所述接口组件与外部电缆盘、主控器电缆连接，通过电缆传输数据和指令，保证数据的和指令的准确性和稳定性。鱼眼镜头输出的图像数据通过电缆后，在主控器端保存并显示出来，同时也可以在主控端下发相应指令来控制管道机器人全景检测装置工作。

参照图2和图3所示，作为所述摄像组件的一种具体优选结构，所述摄像组件4还包括与所述抬升机构转动连接的镜头固定架42，所述鱼眼镜头41位于所述镜头固定架42前端，所述镜头固定架上下方前端均设有前照灯43。前照灯43的照明方向与鱼眼镜头41方向一致，所述前照灯43共有四个，两两并列。进一步优选的，所述镜头固定架42上方后端还设有后视镜头以及后照灯44，通过螺钉固定连接，两者并排形成一体，后照灯照明方向与后视镜头拍摄方向一致。所述后视镜头为广角镜头，用于管道机器人后退过程中的图像监视。

作为抬升机构的一种具体结构，所述抬升机构2为摆动结构，包括平行设置的一对主动臂21a、21b和一对从动臂22a、22b，所述第三马达通过齿轮箱驱动所述主动臂，所述第三马达设于主动臂与车体的连接部分。图示中，标记12为马达座，所述第三马达位于所述马达座内。所述控制电路板能控制抬升机构的最低点和最高点，在控制范围内控制主动臂转动角度，转动角度范围可根据实际情况进行调节，一般为0-90度。优选的，所述镜头固定架与所述车体之间还设有气压弹簧23。所述气压弹簧23作用与车身两侧，用于防止抬升机构在重力作用下的骤降，为抬升提供辅助气压动力。

如图4所示，所述鱼眼镜头41包括镜体411、设在所述镜体前端的镜头罩412，所述镜体尾端外圈开有螺纹413，所述镜头罩选用有机玻璃材料。对应的所述镜头固定架42前端设镜头接口421，所述鱼眼镜头41拧入所述镜头接口421中，本实施例中，鱼眼镜头41的焦距为1.47mm，所述后视镜头焦距为2.0mm。所述的鱼眼镜头分辨率达到44万像素，灵敏度为0.1LUX，成像芯片为彩色1/4〞CCD，视角能达到195度。

本实施例装置整体具有防水性能。镜头固定架42内设有线路板（图中未示出），所述鱼眼镜头、前照灯、后照灯均拦截到所述线路板上，所述线路板与车体内的控制电路板通过电缆线45连接，电缆线与镜头固定架、车体的连接过渡处均为防水接口，可以防止水分进入所述头固定架和车体内。优选的，所述车体1前端还设有气体进出口（图中未示出），所述气体进出口上拧有锁紧元件（图中未示出），所述车体内还设有连接到所述控制电路板的气压传感器（图中未示出）。所述气体进出口用于对所述车体进行充气，以便于检测小车气密性。当将所述锁紧元件旋松时，可用外接充气设备对准所述气体进出口充气，充好气后旋紧所述锁紧元件，气压传感器将检测到的气压值传送给主控器，并在主控器的屏幕上显示出来。即使车体掉入水中，由于车体内气压大于外界水压，可以起到很好的封水效果。

本实用新型实施例的具体使用方法如下：首先准备好所述管道机器人全景检测装置、电缆盘及主控器，所述电缆盘上带有线缆，将线缆连接到位于车体尾端的接口组件，同时线缆与所述主控器连接好；然后将小车放入管道中并打开电源，对所述主控器进行操控，向小车发出信号，小车接收到信号后前进，打开前照灯，这时可以通过鱼眼镜头观察管壁内部的360度情况，小车在控制指令下前进、转向或后退操作，鱼眼镜头将拍摄的视频传输回所述主控器，可在液晶显示屏上观看管道内部情况。在录制全景影像的过程中，也可打开主控器安装的管道全景检测视频分析软件，将视频影像实时展开、拼接为2D剖面图，并可创建3D管壁模型。在需要进行对车体前方情况进行探测时，则打开前照灯和鱼眼镜头，实现管道的全景三维镜像捕获。在回收车体或其他需要开后视镜头的情况下，可调整主控器，打开后照等和后视镜头。

综上，本实用新型结构简单、通过单个摄像头可以获取全景图像，而且可以实现多方向运动，本实用新型装置开发、生产成本低，使用简单，可广泛应用于管道检测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管道机器人全景检测装置，包括车体以及设置在所述车体上的抬升机构，其特征在于，所述车体两侧均安装有一组车轮，所述抬升机构一端转动连接于所述车体，另一端安装有摄像组件，所述摄像组件包括位于前端的鱼眼镜头，所述车体内设有控制电路板、用于驱动一组车轮的第一马达、用于驱动另一组车轮的第二马达，以及用于所述抬升机构的第三马达，所述鱼眼镜头、三个马达连接到所述控制电路板。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述车体尾端转动连接有与所述控制电路板连接的接口组件。

3.如权利要求2所述装置，其特征在于，所述摄像组件还包括与所述抬升机构转动连接的镜头固定架，所述鱼眼镜头位于所述镜头固定架前端，所述镜头固定架上下方前端均设有前照灯。

4.如权利要求3所述装置，其特征在于，所述镜头固定架上方后端还设有后视镜头以及后照灯。

5.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述抬升机构为摆动结构，包括平行设置的一对主动臂和一对从动臂，所述第三马达通过齿轮箱驱动所述主动臂。

6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述镜头固定架与所述车体之间还设有气压弹簧。

7.如权利要求6所述装置，其特征在于，所述车体前端还设有气体进出口，所述气体进出口上拧有锁紧元件，所述车体内还设有连接到所述控制电路板的气压传感器。

8.如权利要求7所述装置，其特征在于，所述鱼眼镜头包括镜体、设在所述镜体前端的镜头罩，所述镜体尾端外圈开有螺纹。

9.如权利要求8所述装置，其特征在于，所述镜头固定架前端设有镜头接口，所述鱼眼镜头拧入所述镜头接口。