管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置，其包括设置在底板上的两个370电机，还包括设置在底板两侧的运动履带，两个370电机分别与运动履带传动连接；还包括信号接收芯片，用于采集机器人的姿态信息；还包括驱动控制芯片，用于向两个370电机发出控制信号；还包括驱动信息处理芯片，用于从信号接收芯片接收数据并向驱动控制芯片发出讯号；还包括电源装置，用于向本行走装置供电；本实用新型专利技术能够在机器人行走过程中，对其姿态进行实时监控，并及时发出调整信号，保持正常行走姿态。姿态。姿态。

【技术实现步骤摘要】
管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置


[0001]本技术涉及管道内壁缺陷检测领域，具体涉及一种适用于检测管道内壁裂纹、裂缝的机器人系统。

技术介绍

[0002]管道是油气运输最有效、最经济和最安全的方式。从世界范围来看，油气管道的建设及运行已历经一个世纪有余。管道工业对于国民经济、社会就业、能源供给等起着至关重要的作用，这一态势在亚太、欧洲、北美等地区尤其明显。另一方面，每一次管道失效而导致的油气泄漏甚至人身伤亡事件，都会引发社会大众对管道影响环境、生态、气候与社区安全的疑虑，关于油气管道发展可持续性的讨论从未间断。
[0003]目前，市面上现有的管道勘测装置分为手持伸缩探头和机器人辅助检测两种方式。手持伸缩探头主要由微型摄像头和伸缩杆组成。在使用时需要人工手持进入管道口，伸缩探杆到管道内部，在另一端进行人工肉眼检测，在使用时不仅具有一定的危险性，还会因为伸缩杆的长度，使得可检测范围受到极大的限制，同时对人力资源消耗较高。
[0004]机器人辅助检测则是通过高清摄像机拍摄管道内图像给检测人员，在检测时，机器人从管道口进入管道，对管道内壁进行拍摄录制，并传输实时画面到后台，检测人员目视观看管道内视频状况做出维修前的判断。此种方法的缺陷在于：一是对裂纹裂缝的识别过分依赖技术人员的主观判断，不利于大面积推广使用；二是人眼巡查视频的方式工作强度较大，长时间工作容易疲劳，漏检率增高；尤其是在管道距离长、检测范围大的情况下，巡检效率进一步降低。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于提供一种管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置，能够在机器人行走过程中，对其姿态进行实时监控，并及时发出调整信号，保持正常行走姿态。
[0006]为解决上述技术问题，本技术的管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置包括设置在底板上的两个370电机，还包括设置在底板两侧的运动履带，两个370电机分别与运动履带传动连接；
[0007]还包括信号接收芯片，用于采集机器人的姿态信息；
[0008]还包括驱动控制芯片，用于向两个370电机发出控制信号；
[0009]还包括驱动信息处理芯片，用于从信号接收芯片接收数据并向驱动控制芯片发出讯号；
[0010]还包括电源装置，用于向本行走装置供电；
[0011]所述信号接收芯片包括两个倾斜传感器；所述驱动控制芯片为L298n继电器；所述驱动信息处理芯片为Arduino开发板；所述电源装置包括12V电池组；还包括与所述Arduino开发板连接的Arduino拓展板。
[0012]其中一个370电机与履带连接的轮盘上附着一个磁芯；还包括与磁芯磁感应连接的霍尔传感器，用于累加磁芯的自转次数。
[0013]还包括超声波测距传感器、超声波伺服电机，用于判定行走路径上的障碍；所述超声波测距传感器的VCC、GND、ECHO、Trig口与Arduino拓展板的7号脚位的三个引脚和8号引脚连接，超声波伺服电机的讯号线和VCC、GND引脚分别连接Arduino拓展板的9号引脚对应的讯号S脚位、VCC、GND脚位。
[0014]本技术的优点体现在：A、采用履带式行走，双电机控制，并通过倾斜传感器与控制系统配合，防止机器人倾斜，实现姿态自持。B、通过磁芯与霍尔传感器配合，可对履带轮盘的旋转进行技术，为模拟判断行走距离提供参考。C、配备有操纵超声波测距传感器、超声波伺服电机，通过与控制系统和运动部件的配合，可以实现过弯。
附图说明
[0015]图1是本技术的系统架构图；
[0016]图2是本技术中前端机器人的上层结构图；
[0017]图3是本技术中前端机器人的中层结构图；
[0018]图4是本技术中前端机器人的底层结构图；
[0019]图5是本技术的总体工作流程图；
[0020]图6是本技术中后端PC机平台的分析流程图；
[0021]图7是本技术中前端机器人行驶控制流程图；
[0022]图8是本技术中前端机器人过弯控制流程图；
[0023]图9是本技术中前端机器人姿态保持流程图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。
[0025]如图1可见，本说明书公开了一种适用于管道内壁缺陷检测的机器人系统，其包括前端机器人平台和后端PC机平台，两者通信连接。本技术具体涉及该系统中管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置。
[0026]从功能实现角度，所述前端机器人平台包括摄像采集层、运动控制层、芯片控制层；所述摄像采集层包括通过云台布置的摄像头；所述运动控制层包括两侧履带及动力装置；所述芯片控制层包括驱动控制芯片、信号接收芯片、驱动信息处理芯片、图像信息处理芯片、感磁芯片；还包括管道路径探测装置和电源装置。所述信号接收芯片将接收到的信息传输给所述驱动信息处理芯片，所述驱动信息处理芯片给所述驱动控制芯片发出讯号，由所述驱动控制芯片控制所述运动控制层实现前端机器人平台的整体运动。
[0027]所述前端机器人平台的具体零部件包括：摄像头1、两个伺服马达2、霍尔传感器3、两个倾斜传感器4、12V电池组5、蓝牙模块6、树莓派开发板7、L298n继电器8、PCF8591模数转换器9、Arduino开发板10、Arduino拓展板11、超声波测距传感器12、磁芯13、两个370电机14、底板15、运动履带16、超声波伺服电机17、树莓派蓄电池18。
[0028]所述驱动控制芯片为L298n继电器8；所述信号接收芯片包括蓝牙模块6；所述驱动信息处理芯片为Arduino开发板10；所述图像信息处理芯片为树莓派开发板7；所述感磁芯
片为霍尔传感器3；管道路径探测装置包括超声波测距传感器12；电源装置包括12V电池组5，树莓派蓄电池18。
[0029]摄像采集层主要负责通过云台控制摄像头1采集数据，并传送至中层。如图2、图3可见，所述前端机器人的上层中央位置设置有云台，所述云台上搭载摄像头1。本实施例中，分别在横平面和竖平面中使用两个伺服马达2构成可以轴旋转的双舵机云台，所述的两个伺服马达2连接Arduino开发板10，云台可做360
°
全景扫描。
[0030]芯片控制层主要负责：对各部件进行控制，接收摄像头1采集到的数据并传输给后端PC机平台。
[0031]如图3可见，所述前端机器人的中层中轴线上，自后向前依次设置12V电池组5、树莓派蓄电池18、L298n继电器8、PCF8591模数转换器9、超声波测距传感器12、超声波伺服电机17；蓝牙模块6、Arduino拓展板11设置在中轴线的左侧，Arduino开发板10设置在Arduino拓展板11前端；树莓派开发板7设置在中轴线的右侧中部，霍尔传感器3设置在树莓派开发板7后端；两个倾斜传感器4分别设置在中轴线的两侧。
[0032]所述12V电池组5与L298n继电器8电性连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道内壁缺陷检测用机器人的行走装置，包括设置在底板（15）上的两个370电机（14），还包括设置在底板（15）两侧的运动履带（16），两个370电机（14）分别与运动履带（16）传动连接；其特征在于：还包括信号接收芯片，用于采集机器人的姿态信息；还包括驱动控制芯片，用于向两个370电机（14）发出控制信号；还包括驱动信息处理芯片，用于从信号接收芯片接收数据并向驱动控制芯片发出讯号；还包括电源装置，用于向本行走装置供电；所述信号接收芯片包括两个倾斜传感器（4）；所述驱动控制芯片为L298n继电器（8）；所述驱动信息处理芯片为Arduino开发板（10）；所述电源装置包括12V电池组（5）；还包括与所述Arduino开发板（10）连接的Arduin...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾列富，陈春生，赵明康，陈少川，张浩，
申请(专利权)人：安庆师范大学，
类型：新型
国别省市：