本发明专利技术公开一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，报至少三节相互连接的虫体，由两组反向机械爬行腿组成，该机械爬行腿由两个腿部连接杆固定连接形成机械足；音频传感器，用于对输油管道检测；检测仪，用于对输油管道检测；供电电池，用于爬行设备部件供电；循迹模块，安装于虫体前部，用于探测深埋地下的输油管道提供沙漠车正确行驶方向的依据；数据处理中心，用于接受来自检测仪的数据信息，并将接收到的大量未经计算处理进行处理分析及传送回地面管道检测站。本发明专利技术还提供了用于荒漠区深埋输油管道检漏的方法，本发明专利技术解决了荒漠无人区深埋输油管道的检漏问题，实现无人检漏设备自动检测以及数据远程实时传输。
【技术实现步骤摘要】
一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备
本专利技术属于管道泄漏检测
，具体涉及一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备和用于荒漠区深埋输油管道检漏的方法。
技术介绍
化石能源的开采和输送问题一直是困扰着世界各国的发展，管道泄漏检测技术的重要性不言而喻。我国油气管道的埋深在地下2m左右,管道强度随时间推移逐渐进入危险期，因此,加强检漏技术的开发和研究尤为重要。油气管道检漏手段已经从最简单的人工分段沿管段巡视发展到较为复杂的计算机软硬件结合的方法。一方面，红外线检测法和反射脉冲信号检测法已经在实践应用中逐渐显示出其独特的优势，但是针对深埋土壤下的油气管道检漏方法却面临数据处理庞大、难以定位等技术瓶颈。另一方面，将智能方法引入监测和定位技术，实现智能检测、机器人检测和定位等也是油田管道检漏的主流研究方向。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备无人自动化检漏，灵敏度高，远程操控，检测数据实时传输，可实现实时传送渗漏信息，定位准确。本专利技术为实现上述第一个目的所采取的技术方案为：一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，包括：至少三节相互连接的虫体，由两组反向机械爬行腿组成，该机械爬行腿由两个腿部连接杆固定连接形成机械足；音频传感器，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；检测仪，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；供电电池，安装于虫体上方，用于爬行设备部件供电；循迹模块，安装于虫体前部，用于探测深埋地下的输油管道提供沙漠车正确行驶方向的依据；数据处理中心，安装于虫体上方，用于接受来自检测仪的数据信息，并将接收到的大量未经计算处理进行处理分析及传送回地面管道检测站。整个装置工作过程中，循迹模块探测深埋地下的输油管道为沙漠车提供行驶路线，保证沙漠车始终沿着深埋输油管道的上方行驶，行驶过程中，检测仪配合音频传感器共同完成检测输油管道的渗漏情况的工作，检测仪接收来自音频传感器的音频信号等信息，并根据这些音频信号计算出泄漏的位置，随后检测仪将大量数据信息通过无线传输方式外传给数据处理中心，数据处理中心将接收到的大量未经计算处理进行处理分析，删除无用信息，将有价值的输油管道渗漏信息传送回地面管道检测站，从而实现对油气管道的渗漏检查，地面管道监测站接收到来自数据处理中心的渗漏信息，根据发射波所在位置确定渗漏位置，派人前往检修，整个结构设计使得检测设备灵敏度高，通过远程操控，检测数据实时传输，可实现实时传送渗漏信息，定位准确，避免了人为检测，有益于保证工作人员人身安全。其中，供电电池与检测仪内部的供电电源的充电口连接，为检测仪、音频传感器的正常工作提供电能，且该装置在执行任务之前会通过太阳能电池板产生电能将供电电池充满，为装置提供必要电源，巡航里程可达1000km，中间无需充电保养。进一步的，爬行设备由六节虫体构成，各虫节的爬行频率之间依次错开度。各虫节的爬行频率之间依次错开度，形成六相循环爬行机构，该结构设计简单，安全性高，试用于管道等多种场合。进一步的，机械足与地面接触部分设置防滑齿。防滑齿的设计可避免机械足与地面打滑，在行走过程中产生方向性摩擦，合理增大机械足的反向抓地力，提高机械足的爬行能力和通过性，其中，机械足表面的防滑齿配合各虫节的爬行频率，机械足在爬行过程中与地面沙粒形成规律摩擦，并与沙粒间发生剪切滑移，使摩擦系数增大，且产生幅度相同波动，又由于各个防滑齿与地面接触面积稳定，保证了热流分配系数的稳定，进而保证了防滑齿在滑行过程可稳定散热，将热量均匀分散出去，避免摩擦产生的热量作用在机械足，影响其机械性能和检测结果，提高了设备灵敏度高，保证设备可对泄漏位置精准定位。进一步的，虫体包括：驱动电机，驱动电机输出端的转动臂轴连接转动臂，转动臂通过微型联轴器与连杆连接，连杆通过球关节与腿部连接杆连接。该机械结构设计简单合理，通过驱动电机带动机械足产生系列运动，并形成六相循环爬行机构，适用于无人区荒漠环境，可跨越地表坎坷环境，适应性强。进一步的，转动臂与微型联轴器连接处设有滑块。驱动电机驱动转动臂运动，实现整个装置频率摆动，微型联轴器连接转动臂与滑块，使之产生相同机械运动，同时微型联轴器还具有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。进一步的，虫体内水平设置有同向连杆，滑块沿同向连杆滑动，且滑块上配合设置有升降杆。虫体内水平设置有同向连杆，滑块沿同向连杆滑动，且滑块上配合设置有升降杆，该结构实现虫体的运动的同时使得整个装置的运动机构更加紧凑，提高了装置稳定性能。进一步的，同向连杆还通过滑块连接垂直向下的转动臂，转动臂上设有弹簧，且转动臂底端连接有调节电机，调节电机上连接有信号接收模块。同向连杆还通过滑块连接垂直向下的转动臂，转动臂上设有弹簧，且转动臂底端连接有调节电机，调节电机上连接有信号接收模块，装置实现水平爬行的同时可自由调节高度，弹簧的设计可起到缓冲作用，避免装置爬行过程出现大幅度震荡，信号接收模块可实时监测地面情况，并将装置的运动状态等信息传至数据处理中心。进一步的，虫体之间通过万向连接销连接。万向连接销连接各个虫节，加固装置稳定性的同时保证了各个虫节间的灵活性，有益于保证虫体的爬行能力。本专利技术的第二个目的在于提供一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的方法，诣在解决荒漠无人区深埋输油管道的检漏问题，实现无人检漏设备自动检测以及数据远程实时传输。本专利技术为实现上述第二个目的所采取的技术方案为：用于荒漠区深埋输油管道检漏的方法，包括以下步骤：1)利用音频传感器1沿输油管道检测，沿管道选2个测量点，测出这2个测量点的音频信号信息；2)利用检测仪1根据2个测量点音频频谱中2个频率分量的功率强度计算出泄漏的位置；3)将渗漏信息传给数据处理中心3处理并将信息传送回地面管道检测站。进一步的，数据处理中心3发送地面管道检测站的信息包括：定位信息、渗漏信息、地面路径及管道信息。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)适应无人区荒漠环境；本专利技术针对荒漠无人区的特殊环境，通过“千足虫”仿生爬行跨越地表坎坷环境，适应性强；2)无人自动化检漏，灵敏度高，可检测无人区输油管道的微小渗漏和渗漏位置；3)远程操控，检测数据实时传输，可实时传送渗漏信息，定位准确；4)续航能力强，无需后期人工维护，可持续巡航7天时间，巡航里程可达1000km,中间无需充电保养。附图说明图1为本专利技术的一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备结构示意图；图2为组成虫体的机械爬行腿结构示意图；图3为本专利技术的信号接收模块示意图；图4为本专利技术的用于荒漠区深埋输油管道检漏的方法示意图；附图标记说明：1、检测仪；2、音频传感器；3、数据处理中心；4、供电电池；5、循迹模块；6、驱动电机；7、转动臂轴；8、转动臂；9、机械足；10、调节电机；11、同向连杆；12、升降杆；13、微型联轴器；14、滑块；15、连杆；16、球关节；17、腿部连接杆；18、万向连接销；20、信号接收模块；21、弹簧。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细描述：实施例1：如图1-3所示，一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，包括：至少三节相互连接的虫体，由两组反向机械爬本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，包括：至少三节相互连接的虫体，由两组反向机械爬行腿组成，该机械爬行腿由两个腿部连接杆(17)固定连接形成机械足(9)；音频传感器(2)，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；检测仪(1)，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；供电电池(4)，安装于虫体上方，用于爬行设备部件供电；循迹模块(5)，安装于虫体前部，用于探测深埋地下的输油管道提供沙漠车正确行驶方向的依据；数据处理中心(3)，安装于虫体上方，用于接受来自检测仪的数据信息，并将接收到的大量未经计算处理进行处理分析及传送回地面管道检测站。
【技术特征摘要】
1.一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，包括：至少三节相互连接的虫体，由两组反向机械爬行腿组成，该机械爬行腿由两个腿部连接杆(17)固定连接形成机械足(9)；音频传感器(2)，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；检测仪(1)，安装于虫体上方，用于对输油管道检测；供电电池(4)，安装于虫体上方，用于爬行设备部件供电；循迹模块(5)，安装于虫体前部，用于探测深埋地下的输油管道提供沙漠车正确行驶方向的依据；数据处理中心(3)，安装于虫体上方，用于接受来自检测仪的数据信息，并将接收到的大量未经计算处理进行处理分析及传送回地面管道检测站。2.根据权利要求1所述的一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，其特征在于：所述爬行设备由六节虫体构成，各虫节的爬行频率之间依次错开60度。3.根据权利要求1所述的一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，其特征在于：所述机械足(9)与地面接触部分设置防滑齿。4.根据权利要求1所述的一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千足虫”仿生爬行设备，其特征在于：所述虫体包括：驱动电机(6)，所述驱动电机(6)输出端的转动臂轴(7)连接转动臂(8)，所述转动臂(8)通过微型联轴器(13)与连杆(15)连接，所述连杆(15)通过球关节与腿部连接杆(17)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于荒漠区深埋输油管道检漏的“千...
【专利技术属性】
技术研发人员：申超男，付宗国，宋健，姜青峰，王少杰，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。