一种管道智能检测机器人及检测方法技术

本方案属于机器人控制技术领域，公开了一种管道智能检测机器人及检测方法，利用机器人的驱动轮的驱动技术、推进器的推动技术、自动操作技术、自动定位与跟踪探伤技术、数据处理、信号识别与自动评估技术进行检测；机器人的整体操作由上位机进行控制；通过机器人内的飞控安装的GPS系统，随时定位，并显示在上位机屏幕。本发明专利技术的机器人整体操作都由上位机进行控制；机器人内的飞控安装有GPS系统，可以随时定位，并显示与上位机屏幕上。

A Pipeline Intelligent Detection Robot and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
一种管道智能检测机器人及检测方法
本专利技术属于机器人控制
，尤其涉及一种管道智能检测机器人及检测方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：在一些发达国家,管道内检测主要是通过智能清管器进行在线检测,根据功能不同,这些智能清管器大致可分为6种类型:检测仪、惯性仪器、泄露检测、深埋及涂成检测、裂纹检测、腐蚀检测。相对而言,国内管道检测技术的研究水平及应用水平都较低,处在起步险段,尚未制定统一的标准。大部分的管道内检测设备还只是单纯的漏磁腐蚀检测器，且对于所需检测的管道有一定的环境要求。例如当管道内有一定的积水时，工作人员需先要把积水排干净之后才能进行全面的管道检测。随着管道使用年限的增加,由于一些物理因素或化学因素使管道的不安全性增加,这就需要对管道进行检测维护修理。而现在常用的检测是通过电位、电流、超声波、漏磁、量泥斗、潜望镜及人为探测检查。但随着现代检测技术的发展，逐渐有了可以在管道内自由运动的检测机器人。再加上防水处理，便足以实现对跨江湖海的架空管道全方面的检测，及任何管道的内部检测。现代排水管道检测技术可分为管外检查和管内检查两种。管外检测技术是对管道裂缝和周边环境进行检测。管道裂缝引起的渗漏会使四周土壤流失，或对周边环境造成污染。管道逐渐失去土壤的支撑，最终将导致管道的坍陷或断裂，或导致运输管道内的物质流失，造成损失。而管道裂缝大小、接口尺寸、地下水位、土壤性质、水底压强等，都会影响土壤的流失量和环境的污染度。因此，检测管道的裂缝和周边的环境非常重要。管内检查是对管道变形、壁厚和腐蚀情况进行智能化检测和监控，用数据或图像的形式再现管道的详细情况，并对计算机处理结果进行综合分析，将管道运行状况分为不同等级。这样就可以在开挖和修理之前，准确而经济地确定管道损坏的位置和程度，为制定管道维修计划提供参考。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有技术中，不能利用机器人的移动技术、自动操作技术、自动定位与跟踪探伤技术、数据处理、信号识别与自动评估技术。造成不能为制定管道维修计划提供参考，检测的信息全面性差。而且不能对待维修位置进行定位并显示。(2)现有技术中用声呐技术实现液体中直观显示管壁缺陷,比较容易实现。用漏磁技术实现在气体中直观显示管壁缺陷则比较困难。解决上述技术问题的难度：我们会以线缆连接的方式连接机体与上位机，通过缆线上位机将实时操控机体的运作，也通过缆线将机体获得的画面，数据及定位传达给上位机。为了提高显示管壁缺陷的精准度，就得提高检测器探头的质量并增加探头的数量,这样就提高了采集数据的质量和数量,从而为数据分析提供更全面、更准确的基础数据；提高数据分析的准确性和自动化水平,使之能够形象直观地描绘出管道真实状况。解决上述技术问题的意义：为了能使机器人更加精确的检测管道的情况，就必须提高机器人的灵敏性，探测器的准确性，这样不仅节省了很大的人力，也为以后的管道检测提供更大的方便。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种管道智能检测机器人及检测方法。本专利技术进入管道的检测机器人通过缆线接收上位机的命令，启动驱动轮的驱动系统或推进器系统，实现对机体的行动控制。由于机体还安装有定位系统，所以上位机也可通过缆线随时检查到机器人的定位。也通过机体的探伤技术，自主采集和识别管壁内的图像信息并进行数据处理。再将采集的数据进行自动评估，通过缆线传达给上位机。本专利技术是这样实现的，一种管道智能检测机器人的检测方法，所述管道智能检测机器人的检测方法包括：利用机器人的驱动轮的驱动技术、推进器的推动技术、自动操作技术、自动定位与跟踪探伤技术、数据处理、信号识别与自动评估技术进行检测；将检测后的信号通过上位机对机器人进行控制；同时对检测后的信号通过机器人内的飞控安装的GPS系统随时定位，并显示在上位机屏幕上。进一步，所述自动定位与跟踪探伤技术通过声纳设备以水为介质在管道内定向发射一定频率的声波，声波传播出去，遇到障碍物射回来，再通过记录往返的时间及声波在水中的速度，便得到了管道内部纵断面的过水面积，检测管道功能性异常信息。进一步，声纳检测时，在距管段起始、终止检查井处进行2m～3m的重复检测；承载工具采用在声纳探头位置镂空的悬浮器；此悬浮器连接机器人的底盘艏部。声纳探头检测过程中根据被检测管道的规格，在规定采样间隔和管道变异处探头应停止行进、定点采集数据，停顿时间应大于一个扫描周期。进一步，当管内介质主要以气体为主时，所述自动定位与跟踪探伤技术进一步包括：在玻璃罩内部装配有摄像头，摄像头后方安装有360度旋转舵机；当机器人进入管道之后摄像头进行全程录像，在遇到裂痕或漏洞时进行拍摄；并将获得的画面传达给上位机，投放在显示屏上；并通过ZysppsVer2.0地下管线处理系统对获得的图像进行数据分析。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述管道智能检测机器人的检测方法的管道智能检测机器人的检测系统，所述管道智能检测机器人的检测系统包括：驱动轮的驱动模块，驱动轮连接驱动电机，驱动电机再连接中心控制板。再由上位机控制中心板，实现驱动轮的驱动。推进器推动模块，推进器也匹配相应的电机，通过信号线连接于飞控上所对应的插口。飞控连接树莓派，再通过缆线让上位机对推进器进行控制。自动操作控制模块，通过机体的探伤技术，自主采集和识别管壁内的图像信息并进行数据处理。再将采集的数据进行自动评估，通过缆线传达给上位机。数据处理模块，将声纳及摄像头所采集到的信息通过缆线传达到上位机显示屏上。信号识别与自动评估模块，将声纳及摄像头所采集到的信息通过缆线传达到上位机，再由上位机安装的管道检测软件对管道情况进行评估。上位机，主要由遥控装置和显示屏主成。通过缆线接收机体所获得的信息和控制机体的整个运行。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述管道智能检测机器人的检测方法的管道智能检测机器人，所述管道智能检测机器人设置有电子仓，其电子仓也是检测系统的载体，驱动底盘；电子仓最前方有一个和仓口密封的透明半圆的玻璃罩；所述玻璃罩内部安装有摄像头，所述摄像头通过连接树莓派再通过网线将图像投放到上位机上；飞控通过所述树莓派将机体的平衡状态传达给上位机；所述飞控分为数据储存模块及由于管内环境及内部空间所限，对数据储存器件的条件要求较高所以将获得的数据储存于飞控上的储存卡中，外部通讯模块、信息接收和传递模块及摄像头必须通过飞控才能传达给上位机、驱动程序模块及接收数据，将相关数据传送给上位机并启用、平衡控制模块及根据飞控内的陀螺仪检测机体的平衡状态、信息接收和传递模块；所述飞控连接水下机器人机体的六个推进器，对所述六个推进器进行通道编排，再通过所述树莓派将信号传达给上位机；电子仓后部的密封盖上安装旋钮式防水开关；网线穿过所述密封盖，一端连接树莓派，另一端连接上位机；所述电池仓安装有控制驱动底盘电机驱动轮的电调，为所有电器提供电流的电源；所述驱动底盘由四个驱动轮支撑，所述驱动轮均与驱动底盘连接有防震装置。进一步，上位机采用工控机，装在操纵箱中，设制玩具手柄式操控杆，通过操控手柄分别控制机器人的前后、转向运动和左右、上下运动，并控制运动速度和角速度；短基线定位系统由至少三个水听器，一定的间距，上位机和一个同步信标而组成。而其工作原理为上位机接收来自信标发出的信号，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道智能检测机器人的检测方法，其特征在于，所述管道智能检测机器人的检测方法包括：利用机器人的驱动轮的驱动技术、推进器的推动技术、自动操作技术、自动定位与跟踪探伤技术、数据处理、信号识别与自动评估技术进行检测；将检测后的信号通过上位机对机器人进行控制；同时对检测后的信号通过机器人内的飞控安装的GPS系统随时定位，并显示在上位机屏幕上。

【技术特征摘要】
2019.03.25 CN 20191022869281.一种管道智能检测机器人的检测方法，其特征在于，所述管道智能检测机器人的检测方法包括：利用机器人的驱动轮的驱动技术、推进器的推动技术、自动操作技术、自动定位与跟踪探伤技术、数据处理、信号识别与自动评估技术进行检测；将检测后的信号通过上位机对机器人进行控制；同时对检测后的信号通过机器人内的飞控安装的GPS系统随时定位，并显示在上位机屏幕上。2.如权利要求1所述的管道智能检测机器人的检测方法，其特征在于，所述自动定位与跟踪探伤技术通过声纳设备以水为介质对管道进行扫描，扫描结果通过上位机进行处理得出管道内壁的水量状况；获取管道内部纵断面的过水面积，检测管道功能性异常信息。3.如权利要求2所述的管道智能检测机器人的检测方法，其特征在于，声纳检测时，在距管段起始、终止检查井处进行2m～3m的重复检测；承载工具采用在声纳探头位置镂空的悬浮器；声纳探头检测过程中根据被检测管道的规格，在规定采样间隔和管道变异处探头应停止行进、定点采集数据，停顿时间应大于一个扫描周期。4.如权利要求2所述的管道智能检测机器人的检测方法，其特征在于，所述自动定位与跟踪探伤技术进一步包括：在玻璃罩内部装配有摄像头，摄像头后方安装有360度旋转舵机；当机器人进入管道之后摄像头进行全程录像，在遇到裂痕或漏洞时进行拍摄；并将获得的画面传达给上位机，投放在显示屏上；并通过ZysppsVer2.0地下管线处理系统对获得的图像进行数据分析。5.一种实施权利要求1所述管道智能检测机器人的检测方法的管道智能检测机器人的检测系统，其特征在于，所述管道智能检测机器人的检测系统包括：驱动轮的驱动模块，推进器推动模块，自动操作控制模块，自动定位与跟踪探伤模块，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晋宇，单小容，樊欣，韩帅，
申请(专利权)人：武汉交通职业学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42