一种石油管道飞行机器人制造技术

本实用新型专利技术的一种石油管道飞行机器人属于检测装置，包括主控制器、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、姿态检测模块和红外测距模块；所述的红外遥控发射模块、控制器和红外遥控接收模块依次电路连接；红外遥控接收模块、姿态检测模块、红外测距模块均与主控制器电路连接，主控制器与电机驱动模块电路连接。本实用新型专利技术的一种石油管道飞行机器人，通过对石油管道飞行机器人进行远程控制实现管道内部的检测，并将管道内部的信息传送至PC，实现操作人员对管道内壁情况的实时监测，免去人工作业的复杂性和危险性，实现管道检测的自动化。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于检测装置，特别是涉及到一种石油管道飞行机器人。
技术介绍
随着化工、石油等工业产业的迅速发展，油气管道的应用越来越多，但是由于石油管道的工作环境非常恶劣，管道中的液体通常是有毒有害的，管道在长期使用后容易发生腐蚀、生锈甚至有可能破裂，这将会导致管道破损而引起有毒有害物质的泄漏。因此，定期对管道进行检测和维护是必不可少的，但是由于石油管道中的环境通常较恶劣，检测和维护难度较大，通过人力是难以实现的。所以采用耐高温，耐腐蚀，作业能力强的管道机器人对管道进行定期的检测具有重要意义。
技术实现思路
本技术旨在于克服现有技术的不足，提供了一种石油管道飞行机器人，通过接收到的遥控指令完成操作者的指定操作，同时具有根据飞行姿态调整并保持机身稳定的功能，实现对管道内部的检测与维护，降低人工检查的复杂性和危害性，实现了高效率、高准确性的管道检测。本技术的一种石油管道飞行机器人，包括主控制器、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、姿态检测模块和红外测距模块；所述的红外遥控发射模块、控制器和红外遥控接收模块依次电路连接；红外遥控接收模块、姿态检测模块、红外测距模块均与主控制器电路连接，主控制器与电机驱动模块电路连接。作为本技术的进一步改进，所述的姿态检测模块选用MPU-6050。作为本技术的进一步改进，所述的主控制器采用单片机PIC16F1825。本技术的一种石油管道飞行机器人，是通过如下方式实现的：主控制器采用低功耗单片机PIC16F1825，姿态检测模块采用具有9轴运动触力传感器功能的MPU-6050芯片。通过红外遥控模块来控制实现管道机器人的基本动作，包括前进，后退，转弯，上升，下降等，通过红外测距模块和姿态检测模块来检测机器人的姿态和位置，主控制器融合了来自无线遥控接收模块和其他检测模块的信息，并实时对电机进行调速控制。机器人本体是悬浮在管道中的，增强了适应性。该机器人通过接收到的遥控指令完成操作者的遥控操作，并根据管内不同空间情况调整飞行姿态以保持机身的稳定性，从而更好地在管道中实现作业。本技术的一种石油管道飞行机器人，通过对石油管道飞行机器人进行远程控制实现管道内部的检测，并将管道内部的信息传送至PC，实现操作人员对管道内壁情况的实时监测，免去人工作业的复杂性和危险性，实现管道检测的自动化。同时石油管道机器人可以通过携带多种感知传感器来丰富管道机器人的功能，比如摄像头、位置和姿态传感器、红外传感器、超声波传感器、距离传感器等，满足不同的作业需求。因此，飞行机器人的石油管道机器人在石油管道维护、检测领域具有良好的应用价值。附图说明图1是本技术结构框图。图2是本技术姿态检测模块电路连接图。图3是本技术红外测距模块原理图。图4是本技术电机驱动原理图。图5是本技术电源模块原理图。图6是本技术红外发射模块电路连接图。图7是本技术红外接收模块电路连接图。具体实施方式参照各图，本技术的一种石油管道飞行机器人，如图1所示，包括主控制器、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、姿态检测模块和红外测距模块；所述的红外遥控发射模块、控制器和红外遥控接收模块依次电路连接；红外遥控接收模块、姿态检测模块、红外测距模块均与主控制器电路连接，主控制器与电机驱动模块电路连接。有电源模块为整个装置提供电源。下面结合附图，对本技术作进一步说明。1、姿态检测模块本设计中姿态检测模块，如图2所示，采用MPU-6050来进行姿态检测，实现保持机体在管道中的稳定运行。而MPU-6050实际上包含一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪。MPU-605内部的三轴陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC，实时将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快慢速的运动，传感器的测量范围都是用户可控的，陀螺仪可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒(dps)，加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g。2、红外测距模块本设计中红外测距模块，如图3所示，为了让机器人在管道中保持不与管壁接触发生撞击事故、且能平稳的行进，因此需要红外测距模块时刻检测机器人与管壁的距离，该红外测距模块采用红外发射式光电传感器来实现。本系统中选用FS-359E红外反射传感器，在无强光干扰的环境下，该传感器的最大探测距离可达8cm，完全满足距离要求。FS-359E传感器的输出端连接到PIC16F1825的RC1端口。FS-359F主要由两部分组成：红外发光二极管与光敏接收三极管，发光二极管经调试后发出的红外光波经管道内壁反射后，被光敏三极管接收到，光敏三极管根据接受得到的不同光强，在三极管集电极对应输出不同的电压值，因此输出电压可以间接的反映出光电传感器与管道内壁之间的距离。3、电机驱动模块本设计中电机驱动模块，如图4所示，从单片机口输出的电压信号通过电阻R7输入到场效应管的栅极，场效应管的漏极通过电机M1与3.7V电源VPP相连。电机M1两端并联电容C11起到续流作用。当单片机的M1口输出为高电平时，此时栅极输入为低电平，此时Q1导通，电动机的电枢两端有电压，驱动电机转动。当单片机的M1口输出为低电平时，此时栅极输入为高电平，此时Q1截止，电动机的电枢两端无电压，电机不转。通过这种开关作用，实现对电动机的PWM控制，达到调速的目的。4、电源模块本设计中电源模块，如图5所示，升压芯片QX2303两端并联一个5819肖特基二极管，主要起整流的作用。在锂电池电压经QX2303DC-DC升压至约5.2V，再输入到电压调整芯片XC6206，使Vout端输出3.3V的电压。XC6206的输入输出端均接入100μF的去偶电容，输出通过0.1μF的滤波电容减少噪声。采用这种先升压后降压的方式可以防止因飞行器管道机器人作业一段时间后所造成的锂电池电压下降，确保输出电压稳定在3.3V。5、红红外遥控发射模块本设计中红外遥控发射模块，如图6所示，单片机主要完成对红外遥控发射器的键盘值的读取。其中RAO用于输出方波信号控制红外发射电路的工作，RA1，RA2，RA4，RA5引脚用于连接控制按键的HD7279。操作键盘用于按键产生相应的控制指令，通过PIC16F1825的RAO输出遥控码给红外发射电路。遥控码由PIC16F1825单片机的定时器中断产生38kHz红外线方波信号，由RAO输出，经三极管9014放大后输入到红外发光二极管，由红外发射管发送出去，改变电阻R4的大小可以改变发射距离。6、红外遥控接收模块本设计中红外遥控接收模块，如图7所示，遥控器发射出来的红外信号经红外接收模块接收处理后传送给单片机，红外接收模块使用一体化集成红外接收器，一体化的红外接收装置集遥控信号的接收、放大、检波、整形于一体，去除了复杂的电路设计，只有一根输出线。在本系统中采用中心频率为38KHz的红外一体化红外接收头HS0038，接收头不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油管道飞行机器人，其特征在于包括主控制器、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、姿态检测模块和红外测距模块；所述的红外遥控发射模块、控制器和红外遥控接收模块依次电路连接；红外遥控接收模块、姿态检测模块、红外测距模块均与主控制器电路连接，主控制器与电机驱动模块电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种石油管道飞行机器人，其特征在于包括主控制器、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、姿态检测模块和红外测距模块；所述的红外遥控发射模块、控制器和红外遥控接收模块依次电路连接；红外遥控接收模块、姿态检测模块、红外测距模块均与主控制器电路连接，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，李颜辰，陶鑫，赵威，曲元兴，韩贺宇，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23