一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法，包括上盖，被配置于机器人顶部底盘，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体，至少两个对称设置于底盘前进方向的两侧；电机，配置于底盘上，分别与轮体对应连接；万向轮，设置于底盘前进方向的后端；还包括舵机，被配置于底盘前端；距离测量单元，配置于舵机和底盘上；电池，配置于底盘上；距离测量单元包括设置于舵机上的第一测量单元和设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元；第一测量单元用于测量机器人前进方向的距离信息；第二测量单元用于测量机器人前进方向两侧的距离信息。本发明专利技术具有探测距离长、续航时间久，可自动识别障碍物并选择路线等特点。

A thermal pipeline detection robot and its control system and control method

The invention discloses a heat pipe inspection robot control system and control method thereof, which comprises an upper cover, is arranged on the top of the robot chassis is configured with the base part of the robot; the wheel body, at least two symmetrically arranged on both sides of the chassis in the forward direction; motor is arranged on the chassis, connected with the wheel body; a universal wheel, arranged in the direction of the rear end of the chassis; also includes the steering gear, is arranged in the front end of the chassis; the distance measuring unit is arranged on the steering gear and chassis; the battery, arranged on the chassis; second distance measuring unit measuring unit comprises a first measuring unit is arranged on the steering gear and is arranged on the chassis. The direction of both sides; the first measuring unit for measuring robot direction distance information; the second measuring unit for measuring robot direction on both sides of the Distance information. The invention has the characteristics of long detection distance, long endurance time, automatic identification of obstacles and selection of route, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法
本专利技术属于机器人领域，具体地说，涉及一种热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法，用于对管道内壁进行录像查看内壁褶皱，裂纹、漏孔、堵塞等。
技术介绍
随着现代化和城市化的步伐加快，管道作为一种重要的物料输送方式被广泛应用，管道运输具有成本低廉、运载量大和运输持续性等诸多优点，在当今社会的运输体系中占据着重要的地位。管道在长时间的运输过程中，就会在管道内积累污物，并且管道壁也会受损变薄甚至局部破裂，这些都制约着管道运输的发展。由于管道的管壁随着时间的流逝以及液体的腐蚀容易变薄，损坏，易产生裂缝等问题，从而导致管道泄漏。我国管道大部分分布在人口比较密集的地方，一旦发生腐蚀泄漏问题，不但是自然资源的浪费，还会造成爆炸或者火灾事故，严重威胁国家和人民的生命财产安全。目前，在管道的现场检测过程中，仍然依赖于人工检测，显然的，人工检测管道是否泄漏既费时又费力，并且有的地方人工不易检测。在时代与发展的浪潮中，管道检测机器人走入人们的视线，但是因管道具有封闭性的特点，且有些管道埋在地下，管道内积累污物和管道壁也会受损变薄甚至局部破裂无法发现，影响管道运输且有一定的安全隐患，这就需要管道机器人进入管道内部，对管道内部进行检查，但是管道有拐弯的地方，当管道机器人经过管道拐弯的地方，难以转向，无法继续完成管道的检测，与此同时，现有管道机器人大多采用有线供电模式，整体设备复杂、使用不方便，少数可以远程供电的管道机器人造价成本有机器昂贵，且续航问题也没能得到有效的解决。申请号为CN201621166552.0的中国专利公开了一种带有转向装置的管道检测机器人，包括底板，所述底板的上表面固定连接有轴承，所述轴承的内表面固定连接有转杆，所述转杆的表面固定连接有第一活动杆，所述第一活动杆的表面固定连接有固定块，所述固定块的一侧面固定连接有圆杆，所述圆杆套接在第二活动杆一侧面开设的通孔内。申请号为CN201621205805.0的中国专利公开了一种管道检测机器人，包括：机器人本体、机械爪、行走机构、检测装置及单片机，单片机通过L928N电机驱动芯片控制行走机构运行，MR996R舵机控制机械爪环抱在待测管道上，MR996R舵机由单片机驱动，检测装置设置在机械爪上；检测装置将检测到的数据传输至单片机，包括：湿度传感器、气体传感器及红外避障传感器。上述两个专利虽然解决了管道检测中的一些问题，但仍然存在着管道机器人操作复杂、需专业人员操作，探测距离短、续航时间不长，无法有效实施控制等不足。因此，有必要对现有技术的不足和缺陷进行改进，提供一种结构简单、操作容易，探测距离长、续航时间久，可自动识别障碍物并选择路线，克服人工有线控制的热力管道探测机器人及其控制系统和控制方法。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的热力管道探测机器人；本专利技术的另一个目的在于提供一种具有上述热力管道探测机器人的控制系统；本专利技术的再一个目的在于提供一种热力管道探测机器人的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种热力管道探测机器人，包括上盖，被配置于机器人顶部；底盘，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体，至少两个对称设置于底盘前进方向的两侧；电机，配置于底盘上，分别与轮体对应连接；万向轮，设置于底盘前进方向的后端；还包括舵机，被配置于底盘前端；距离测量单元，配置于舵机和底盘上；电池，配置于底盘上。其中，舵机旋转角度为水平方向±45°，机器人在管道内遇到障碍时，舵机可以有效的观察周围的环境，进而便于机器人做出判断。另外，距离测量单元包括设置于舵机上的第一测量单元和设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元；所述第一测量单元用于测量机器人前进方向的距离信息；所述第二测量单元用于测量机器人前进方向两侧的距离信息，多个距离测量单元的设置使得机器人对周围环境距离信息更加敏感，使得机器人在管道内的行进更加准确。进一步地，距离测量单元测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机停止运行，在一定范围值内，保证了机器人设备的整体安全，也使得距离测量单元可以有效的进行周围环境距离的测量。更进一步地，所述热力管道探测机器人还包括设置于底盘上的重力测量单元，对机器人的重心进行实时的监测，重力测量单元的设置使得机器人的重心得到了有效的保证，使得机器人在行进过程中保持了平衡。一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述所述的一种热力管道探测机器人，此外，还包括信号录像模块、监测模块、电机驱动模块、主控模块；所述信号录像模块设置于底盘前端，与主控模块通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块与距离测量单元一一通讯连接，并与主控模块通讯连接；所述电机驱动模块与电机一一通讯连接，并与主控模块通讯连接；所述主控模块对各模块传回的数据进行分析并发出相应指令。进一步地，所述监测模块分别与设置于底盘前端的第一测量单元、设置于底盘前进方向两侧的第二测量单元和设置于底盘的重力测量单元通讯连接，监测模块分别监测机器人前端和两侧的周围距离信息，当发现报警信息时，将信号发送给主控模块，保证了机器人运行的安全。更进一步地，所述主控模块还包括信息存储模块和无线传输模块；所述信息存储模块用于储存信号录像模块传回的图像信息；当主控模块连入无线网络时，所述无线传输模块将信号录像模块观测到的图像信息实时传输给远程终端。一种热力管道探测机器人的控制方法，其步骤包括：S1.系统供电，主控模块向信号录像模块发送信号，信号录像模块开始录制；S2.距离测量单元测量机器人周围距离信息，并与监测模块通讯连接；S3.当机器人与周围距离大于40厘米时，主控模块向电机驱动模块发送信号，热力管道探测机器人沿直线向前运行；S4.当机器人与周围距离小于40厘米时，机器人停止运行；S5.主控模块向监测模块发送信号，监测模块控制舵机水平方向左右旋转45度；S6.第一测距单元将测量信息传回监测模块及主控模块，主控模块判断左面距离是否小于右面，如果是则向发电机驱动模块出右转信号，否则发出左转信号。同时，当机器人倾斜达到一定角度时，监测模块监测到重力测量单元的信息，监测模块将信号传递给主控模块，主控模块向电机驱动模块发出信号，电机驱动模块控制电机转向，进而调整机器人倾斜角度，使得机器人倾斜角度处于设定范围之内。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1机器人本体的设置具有结构简单、操作容易等特点，在保证功能的前提下，尽可能的降低了成本；2配备高容量电池后，机器人的探测距离长、续航时间久，可完成长距离、长时间的检测任务；3舵机、距离测量单元以及主控单元的设置，使得机器人可以有效的自动识别障碍物并选择合理路线，提高了效率的同时，有效的降低了使用经济成本和时间成本；4机器人有效的克服了人工有线控制的弊端，实现无线长距离作业的同时，可以实现人工无线实时操作。5多元化的设置和软硬件多样性的结合，使得管道机器人可以适应复杂地形的作业条件，影像录制以及远程无线实时监控更使得任务的完成具备多样性的选择，在合理利用资源的前提下，高效、准确、及时的完成管道检测任务。下面结合附图对本专利技术的具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热力管道探测机器人，包括上盖(19)，被配置于机器人顶部；底盘(1)，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体(2)，至少两个对称设置于底盘(1)前进方向(18)的两侧；电机(3)，配置于底盘(1)上，分别与轮体(2)对应连接；万向轮(4)，设置于底盘(1)前进方向(18)的后端(17)；其特征在于：还包括舵机(5)，被配置于底盘(1)前端(16)；距离测量单元(6)，配置于舵机(5)和底盘(1)上；电池(7)，配置于底盘(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种热力管道探测机器人，包括上盖(19)，被配置于机器人顶部；底盘(1)，被配置成搭载机器人各组成部分的基体；轮体(2)，至少两个对称设置于底盘(1)前进方向(18)的两侧；电机(3)，配置于底盘(1)上，分别与轮体(2)对应连接；万向轮(4)，设置于底盘(1)前进方向(18)的后端(17)；其特征在于：还包括舵机(5)，被配置于底盘(1)前端(16)；距离测量单元(6)，配置于舵机(5)和底盘(1)上；电池(7)，配置于底盘(1)上。2.根据权利要求1所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述舵机(5)旋转角度为水平方向±45°。3.根据权利要求1所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述距离测量单元(6)包括设置于舵机(5)上的第一测量单元(601)和设置于底盘(1)前进方向(18)两侧的第二测量单元(602)；所述第一测量单元(601)用于测量机器人前进方向(18)的距离信息；所述第二测量单元(602)用于测量机器人前进方向(18)两侧的距离信息。4.根据权利要求3所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：所述距离测量单元(6)测量到机器人与周围环境距离小于40厘米时，电机(3)停止运行。5.根据权利要求1-4任一所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：还包括设置于底盘(1)上的重力测量单元(8)。6.一种热力管道探测机器人的控制系统，包括上述权利要求1-5任一所述的一种热力管道探测机器人，其特征在于：还包括信号录像模块(9)、监测模块(10)、电机驱动模块(11)、主控模块(12)；所述信号录像模块(9)设置于底盘(1)前端(16)，与主控模块(12)通信连接并录制和传回实时图像信息；所述监测模块(10)与距离测量单元(6)一一通讯连接，并与主控模块(12)通讯连接；所述电机驱动模块(11)与电机(3)一一通讯连接，并与主控模块(12)通讯连接；所述主控模块(12)对各模块传回的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守刚，
申请(专利权)人：黑龙江龙唐电力投资有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23