电力管道巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种电力管道巡检机器人，包括车架、底盘，车架上装舵机云台、摄像头，舵机云台、摄像头与主控系统通讯，由主控系统控制舵机云台的工作，由舵机云台控制小车驱动电机的工作，由主控系统控制摄像头的转动；摄像头与外部终端的显示器连接，由显示器反映实时图像，主控系统与外部终端连接，由外部终端控制主控系统的工作；小车驱动电机和主控系统分别采用锂电池供电，所述锂电池采用10000MAh输出DC12V的锂电池。本发明专利技术具有探伤质量高、作业速度快等特点，可以沿管道壁行走，能够在人工协助下完成对管道的腐蚀程度、裂纹、焊接缺口的探伤检测等功能。探伤检测等功能。探伤检测等功能。

Power pipeline inspection robot

【技术实现步骤摘要】
电力管道巡检机器人


[0001]本专利技术涉及一种电力管道巡检机器人。

技术介绍

[0002]现在管道机器人是大多是以工业为主的内窥镜式的管道机器人.这种机器人采用可转弯的内窥镜式摄像头，在黑暗管道里拥有12颗高亮可调的LED灯珠，摄像头前增加防护套保护，防护等级为IP68，后面连接线采用20
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200米的玻璃纤维探测线。拥有4500MA电池的主机盒，采用7寸或9寸的高清显示屏幕，自带8G内存，具有图片保存和视频录像功能，高清显示屏幕通过连接主机盒获取电源和视频图像，使用时间可以达到2
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3个小时。
[0003]这种摄像头在进入管道前可以正常探测，如果想检测管壁四周的实时画面，那就无法看到具体的位置图像，这对视野范围有一定的局限性，使用玻璃纤维探测线需要人为往管道里送线，遇到障碍物存在推送不进的情况，还考虑到线的强度能不能往里推进几百米，以及电池使用时间2
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3个小时可能会时间不足，人工送线会耽误一些时间，不适合经常需要探测使用。
[0004]随着城市化和工业的发展，信息和能源的输送都采用地下管道的方式，成为了城市的重要组成部分，其中包括电力管道。由于电力管道一般在Φ200及以下，其巡视维护难度较大，对管道测试和维护的管道检测机器人的需求也越来越大。通常的检测方法时人工定期巡检，或者施工结束后预留牵引绳就完事，这也限制了管道的实时性和准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种探伤质量高、作业速度快的电力管道巡检机器人。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：一种电力管道巡检机器人，包括车架、底盘，其特征是：车架上装舵机云台、摄像头，舵机云台、摄像头与主控系统通讯，由主控系统控制舵机云台的工作，由舵机云台控制小车驱动电机的工作，由主控系统控制摄像头的转动；摄像头与外部终端的显示器连接，由显示器反映实时图像，主控系统与外部终端连接，由外部终端控制主控系统的工作；小车驱动电机和主控系统分别采用锂电池供电，所述锂电池采用10000MAh输出DC12V的锂电池。
[0007]车架上装有无线接收天线，无线接收天线与外部终端的LORA无线模组通讯。
[0008]所述主控系统，其主控芯片采用LQFP48封装的STC11F32XE单片机，51的内核处理器，采用电源DC5
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12V；采用L298P的电机驱动芯片驱动2路DC7
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15V电机；具有8路舵机PWM输出，单片机P1.0
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P1.7为舵机PWM波输出IO接口，使舵机云台工作，让摄像头的视野范围更大；具有TTL供电，通信二合一串口连接470MHZ的无线模组实现远程调控；还具有1路USB串口、1路12864液晶显示器接口以及可用的GPIO。
[0009]底盘采用四驱动力，装配四个直流双轴减速电机，选择宽电压DC3
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15V，扭矩为0.8kg/cm，采用PCB材质的底板。
[0010]采用二维舵机云台，最大旋转角度达到160
°
，供电电压为4.8V，使用单片机内部数
字电路模拟PWM的时序进行闭环控制。
[0011]所述摄像头采用的AHD摄像机，摄像头配有8颗LED夜视灯。
[0012]本专利技术作为电力管道作业的一个重要设备，具有探伤质量高、作业速度快等特点，其可以沿管道壁行走，能够在人工协助下完成对管道的腐蚀程度、裂纹、焊接缺口的探伤检测等功能。满足了对小型管道设备的检测，降低了人工的的劳动，提高了管道检测的效率。
[0013]巡检机器人的应用可大幅提升工作效率，提高巡检质量和安全性，并具有以下优点：1）轻量化设计，具有优异的巡航能力。
[0014]2）大负载，多接口可随意加载各种设备，支持定制设计。
[0015]3）多重安全防护措施融合一体，适应多种应用场合。
[0016]4）可识别仪器、仪表、异物、线缆等，支持数据实时传输。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0018]图1是本专利技术一个实施例的结构示意图。
[0019]图2是终端控制原理框图。
具体实施方式
[0020]一种电力管道巡检机器人，包括车架、底盘，车架上装舵机云台1、摄像头2，舵机云台、摄像头与主控系统3通讯，由主控系统控制舵机云台的工作，由舵机云台控制小车驱动电机4的工作，由主控系统控制摄像头的转动；摄像头与外部终端的显示器5连接，由显示器反映实时图像，主控系统与外部终端连接，由外部终端控制主控系统的工作。图中还有键盘6、充电口9。
[0021]1）小车电源供电小车驱动电机和主控系统分别采用锂电池7供电。电池使用10000MAh输出DC12V的锂电池。锂电池具有高储存能量密度、额定电压高、电流效率高、比容量大、安全性能好、使用寿命长等特点。
[0022]2）主控板主控板是小车的硬件控制中心，主要负责各模块管理协调和数据通信任务，由控制终端对主控板下发控制指令，控制小车的电机及舵机的运作。
[0023]主控芯片采用LQFP48封装的STC11F32XE单片机，51的内核处理器，采用电源DC5
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12V。采用L298P的电机驱动芯片，可以驱动2路DC7
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15V电机，让机器人的驱动系统可以正常工作。具有8路舵机PWM输出，单片机P1.0
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P1.7为舵机PWM波输出IO接口，使舵机云台工作，让摄像头的视野范围更大。具有TTL供电，通信二合一串口连接470MHZ的无线模组实现远程调控。还具有1路USB串口、1路12864液晶显示器接口以及大量可用的GPIO。
[0024]3）小车底盘底盘是承载整个机器人重量一个结构，考虑整体的体积和重量，采用强劲的四驱动力，装配四个直流双轴减速电机，选择宽电压DC3
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15V，扭矩为0.8kg/cm，具有高转速、中扭矩的特点。采用PCB材质的底板，可以自定义位置，具有丰富的拓展性，且重量轻、材质坚
固等特点。轮胎采用优质的橡胶轮胎，带有海绵内胆，胎面平整，与地面接触面积大，防滑性强，最小通过管道的管径为200mm。
[0025]4）舵机云台舵机是机器人系统中非常常见的执行机构，是一套小型的闭环伺服系统，它接收目标信号，通过驱动内部的直流电机，并经过减速齿轮组，从而调整输出轴的角度。考虑到摄像头需要在管道里更好的探测，选取二维舵机云台，最大旋转角度达到160
°
，供电电压为4.8V，使用单片机内部数字电路模拟PWM的时序进行闭环控制。舵机具有结构紧凑、使用方便等特点。
[0026]5）摄像头我们采用的AHD摄像机，该摄像机的信号输出方式为数字信号，所以在图像传输过程中的图像损耗会比较小，而对比市面上的CCD摄像机用的是模拟信号输出，在图像传输过程中的图像失真会比AHD高。AHD技术可以在现有的模拟传输线路上实现超长距离（5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力管道巡检机器人，包括车架、底盘，其特征是：车架上装舵机云台、摄像头，舵机云台、摄像头与主控系统通讯，由主控系统控制舵机云台的工作，由舵机云台控制小车驱动电机的工作，由主控系统控制摄像头的转动；摄像头与外部终端的显示器连接，由显示器反映实时图像，主控系统与外部终端连接，由外部终端控制主控系统的工作；小车驱动电机和主控系统分别采用锂电池供电，所述锂电池采用10000MAh输出DC12V的锂电池。2.根据权利要求1所述的电力管道巡检机器人，其特征是：车架上装有无线接收天线，无线接收天线与外部终端的LORA无线模组通讯。3.根据权利要求1或2所述的电力管道巡检机器人，其特征是：所述主控系统，其主控芯片采用LQFP48封装的STC11F32XE单片机，51的内核处理器，采用电源DC5
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12V；采用L298P的电机驱动芯片驱动2路DC7
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15V电机；...

【专利技术属性】
技术研发人员：居奇峰，张烨，张志鹏，丁志军，王惠敏，张桂林，周勇，高越，卞泽宇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，
类型：发明
国别省市：