一种可环境识别的天然气管道检测机器人制造技术

本发明专利技术涉及天然气管道内部检测设备领域，具体公开了一种可环境识别的天然气管道检测机器人，其包括：牵引机构，适于在天然气管道内行走；环境探测机构，安装在牵引机构的一侧，用于对天然气管道内部的环境进行探测；驱动支撑机构，与牵引机构连接，并对牵引机构进行平衡支撑；探伤检测机构，设置在牵引机构和驱动支撑机构之间，用于对天然气管道的内壁进行探伤；其中，牵引机构包括第一安装主体，设置在第一安装主体上的多个牵引组件；环境探测机构包括安装在第一安装主体端部的安装头，设置在安装头上的多个广角摄像机，灯珠以及位移传感器，维护效率和故障点寻找的精准度高

【技术实现步骤摘要】
一种可环境识别的天然气管道检测机器人


[0001]本专利技术涉及天然气管道内部检测设备领域，尤其是涉及一种可环境识别的天然气管道检测机器人
。

技术介绍

[0002]天然气管道不管是在新组装完成或者是使用的过程中，都需要对其内部进行定期质量检测，检测的过程中，主要是对管道内部的腐蚀程度
、
管道局域区域的裂缝风险以及管段之间拼接位置的密封性进行排查，如果出现安全隐患的话，需要对该管段进行维护或者更换，由于天然气管道本身狭长且内部密封，因此，需要借助管道检测机器人来对天然气管道的内部进行风险排查
。
[0003]目前的管道检测机器人主要包括机器人主体，安装在机器人主体上的多个驱动轮以及摄像头，多个驱动轮贴合在管道的内壁上，带动机器人主体在天然气管道内行走，机器人主体行走的过程中，摄像头对前方的区域进行实时拍摄，技术人员通过终端设备连接摄像头，并观察摄像头拍摄的管道内部的影像，如果影像显示管道内部腐蚀严重或者存在裂痕的话，就指派人员对管道的受损位置进行维护，实际操作时，会存在如下问题：
1.
机器人拍摄到管道内部出现“裂痕”时，该“裂痕”只是技术人员的肉眼判断，这种“裂痕”也有可能是管道内部污垢堆积造成的表象，很容易存在判断误差，技术人员容易存在维护判断错误的问题；
2.
摄像头拍摄到管道内部出现腐蚀严重或者存在裂痕时，技术人员需要找到管道检测机器人在管道内所在的位置，并实时维护，管道内部出现一次腐蚀
、
裂痕时，就需要人工寻找管道检测机器人的位置并维护管道，管道维护好后，管道检测机器人继续探测，下一次故障点出现时，人工再次寻找管道检测机器人，并对故障点进行维护，整个操作过程很繁琐，管道检测机器人在管道内部也不方便寻找；
3.
为了保证管道检测机器人的驱动轮在行驶的过程中始终贴合管道的内壁，驱动轮的连接臂上会安装弹性件，弹性件可以向驱动轮提供一定的径向扩张力，保障驱动轮的表面贴合管道的内壁，管道检测机器人实际使用时，驱动轮的连接臂沾染了污垢后，很容易卡壳，导致驱动轮的径向扩张灵动性大打折扣，从而导致管道检测机器人上的某一个或者一个以上方位的驱动轮无法与管道内壁很好贴合，从而出现行驶抖动的问题，不利于摄像头的稳定拍摄
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种可环境识别的天然气管道检测机器人
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可环境识别的天然气管道检测机器人，包括：牵引机构，适于在天然气管道内行走；
环境探测机构，安装在牵引机构的一侧，用于对天然气管道内部的环境进行探测；驱动支撑机构，与牵引机构连接，并对牵引机构进行平衡支撑；探伤检测机构，设置在牵引机构和驱动支撑机构之间，用于对天然气管道的内壁进行探伤；其中，牵引机构包括第一安装主体，设置在第一安装主体上的多个牵引组件；环境探测机构包括安装在第一安装主体端部的安装头，设置在安装头上的多个广角摄像机，灯珠以及位移传感器；驱动支撑机构包括第二安装主体，设置在第二安装主体上的多个驱动支撑组件；探伤检测机构包括连接在第一安装主体和第二安装主体之间的连接套，连接套的两端分别与第一安装主体和第二安装主体铰接，连接套上安装有探伤检测组件；探伤检测组件包括套设在连接套上的转动安装环板，转动安装环板的内壁上设有齿圈，连接套的内壁上固定安装有伺服电机，伺服电机连接驱动齿轮，驱动齿轮与齿圈啮合，转动安装环板上设有多个第一推杆电机，第一推杆电机的端部安装探伤传感器，探伤传感器与天然气管道的内壁对应；广角摄像机
、
位移传感器
、
牵引组件以及探伤检测组件通过控制系统相互关联；广角摄像机拍摄到天然气管道内部有腐蚀痕迹时，控制系统提取拍摄的实时画面，并通过位移传感器记录此时机器人在天然气管道内的位移坐标值；广角摄像机拍摄到天然气管道内部有裂痕时，控制系统提取拍摄的实时画面，并降低牵引组件的牵引速度，同时通过探伤检测组件对天然气管道的该段区域进行探伤检测，并通过位移传感器记录此时机器人在天然气管道内的位移坐标值；广角摄像机拍摄到天然气管道内部有多处腐蚀痕迹时，控制系统对每个腐蚀痕迹的实时画面以及位移坐标值进行归类并储存；广角摄像机拍摄到天然气管道内部有多处裂痕时，控制系统对每个裂痕的实时画面以及位移坐标值进行归类并储存，其中，探伤检测组件探测到裂痕实际存在的情况下，确定存在裂痕的实时画面以及位移坐标值归为一类，探伤检测组件探测到裂痕不存在的情况下，非确定存在裂痕的实时画面以及位移坐标值归为一类
。
[0006]进一步，牵引组件包括与第一安装主体铰接的第一连接臂，与第一连接臂铰接的第二连接臂，第一连接臂的端部安装驱动轮，第二连接臂的端部连接辅助轮，驱动轮的一侧安装有驱动电机，驱动轮的周面上镶嵌有压力传感器；第一连接臂的中部铰接第一支撑臂，第二连接臂的中部铰接第二支撑臂，第一连接臂
、
第一支撑臂以及第二支撑臂的端部均通过销轴与第一安装主体铰接，铰接处安装扭簧
。
[0007]进一步，第一安装主体上设有第二推杆电机，第二推杆电机的端部与第一连接臂上远离第一安装主体的一端铰接
。
[0008]进一步，驱动支撑组件包括与第二安装主体铰接的第三连接臂，与第三连接臂铰接的第四连接臂，第三连接臂的端部安装主支撑轮，第四连接臂的端部连接辅支撑轮；第三连接臂的中部铰接第三支撑臂，第四连接臂的中部铰接第四支撑臂，第三连接臂
、
第三支撑臂以及第四支撑臂的端部均通过销轴与第二安装主体铰接，铰接处安装扭簧
。
[0009]进一步，安装头套设在第一安装主体的端部，第一安装主体的外侧套设有弹簧，弹簧的一端固定，另一端与安装头的端部连接，第一安装主体内设有蓄电池，蓄电池通过线路与安装头上的广角摄像机，灯珠以及位移传感器电连接
。
[0010]进一步，牵引组件和驱动支撑组件的数量为三个，三个牵引组件在第一安装主体的外侧呈三角形排布，三个驱动支撑组件在第二安装主体的外侧也呈三角形排布，牵引组件和驱动支撑组件与天然气管道的内壁抵触
。
[0011]进一步，控制系统包括：第一信号接收模块，用于接收广角摄像机拍摄的天然气管道的内部影像；第二信号接收模块，用于接收位移传感器在天然气管道内的实时位移坐标值；第三信号接收模块，用于接收压力传感器的信号；逻辑处理单元，与第一信号接收模块
、
第二信号接收模块
、
第三信号接收模块信号连接；指令输入模块，广角摄像机拍摄到腐蚀痕迹或裂痕画面时，指令输入模块向逻辑处理单元发送实时画面以及实时位移坐标值提取指令；第一提取记录模块，用于对广角摄像机拍摄的腐蚀痕迹或裂痕实时画面进行提取并记录储存；第二提取记录模块，广角摄像机拍摄到腐蚀痕迹或裂痕时，用于对位移传感器的实时位移坐标值进行提取并记录储存；第一分类记录模块，广角摄像机拍摄到腐蚀痕迹时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可环境识别的天然气管道检测机器人，其特征在于，包括：牵引机构（1），适于在天然气管道内行走；环境探测机构（2），安装在所述牵引机构（1）的一侧，用于对天然气管道内部的环境进行探测；驱动支撑机构（3），与所述牵引机构（1）连接，并对所述牵引机构（1）进行平衡支撑；探伤检测机构（4），设置在所述牵引机构（1）和所述驱动支撑机构（3）之间，用于对天然气管道的内壁进行探伤；其中，所述牵引机构（1）包括第一安装主体（
11
），设置在所述第一安装主体（
11
）上的多个牵引组件；所述环境探测机构（2）包括安装在所述第一安装主体（
11
）端部的安装头（
21
），设置在所述安装头（
21
）上的多个广角摄像机（
22
），灯珠（
23
）以及位移传感器（
24
）；所述驱动支撑机构（3）包括第二安装主体（
31
），设置在所述第二安装主体（
31
）上的多个驱动支撑组件；所述探伤检测机构（4）包括连接在所述第一安装主体（
11
）和所述第二安装主体（
31
）之间的连接套（
41
），连接套（
41
）的两端分别与所述第一安装主体（
11
）和所述第二安装主体（
31
）铰接，连接套（
41
）上安装有探伤检测组件；所述探伤检测组件包括套设在所述连接套（
41
）上的转动安装环板（
42
），转动安装环板（
42
）的内壁上设有齿圈（
43
），所述连接套（
41
）的内壁上固定安装有伺服电机（
44
），伺服电机（
44
）连接驱动齿轮（
45
），驱动齿轮（
45
）与所述齿圈（
43
）啮合，所述转动安装环板（
42
）上设有多个第一推杆电机（
46
），第一推杆电机（
46
）的端部安装探伤传感器（
47
），探伤传感器（
47
）与天然气管道的内壁对应；所述广角摄像机（
22
）
、
位移传感器（
24
）
、
牵引组件以及探伤检测组件通过控制系统（5）相互关联；所述广角摄像机（
22
）拍摄到天然气管道内部有腐蚀痕迹时，所述控制系统（5）提取拍摄的实时画面，并通过所述位移传感器（
24
）记录此时所述机器人在天然气管道内的位移坐标值；所述广角摄像机（
22
）拍摄到天然气管道内部有裂痕时，所述控制系统（5）提取拍摄的实时画面，并降低所述牵引组件的牵引速度，同时通过所述探伤检测组件对天然气管道的该段区域进行探伤检测，并通过所述位移传感器（
24
）记录此时所述机器人在天然气管道内的位移坐标值；广角摄像机（
22
）拍摄到天然气管道内部有多处腐蚀痕迹时，所述控制系统（5）对每个腐蚀痕迹的实时画面以及位移坐标值进行归类并储存；广角摄像机（
22
）拍摄到天然气管道内部有多处裂痕时，所述控制系统（5）对每个裂痕的实时画面以及位移坐标值进行归类并储存，其中，所述探伤检测组件探测到裂痕实际存在的情况下，确定存在裂痕的实时画面以及位移坐标值归为一类，所述探伤检测组件探测到裂痕不存在的情况下，非确定存在裂痕的实时画面以及位移坐标值归为一类
。2.
根据权利要求1所述的一种可环境识别的天然气管道检测机器人，其特征在于，所述牵引组件包括与所述第一安装主体（
11
）铰接的第一连接臂（
12
），与第一连接臂（
12
）铰接的第二连接臂（
13
），所述第一连接臂（
12
）的端部安装驱动轮（
14
），所述第二连接臂（
13
）的端
部连接辅助轮（
15
），所述驱动轮（
14
）的一侧安装有驱动电机（
16
），所述驱动轮（
14
）的周面上镶嵌有压力传感器（
17
）；所述第一连接臂（
12
）的中部铰接第一支撑臂（
18
），所述第二连接臂（
13
）的中部铰接第二支撑臂（
19
），所述第一连接臂（
12
）
、
第一支撑臂（
18
）以及第二支撑臂（
19
）的端部均通过销轴与所述第一安装主体（
11
）铰接，铰接处安装扭簧
。3.
根据权利要求2所述的一种可环境识别的天然气管道检测机器人，其特征在于，所述第一安装主体（
11
）上设有第二推杆电机（
110
），第二推杆电机（
110
）的端部与所述第一连接臂（
12
）上远离所述第一安装主体（
11
）的一端铰接
。4.
根据权利要求1所述的一种可环境识别的天然气管道检测机器人，其特征在于，所述驱动支撑组件包括与所述第二安装主体（
31
）铰接的第三连接臂（
32
），与第三连接臂（
32
）铰接的第四连接臂（
33
），所述第三连接臂（
32
）的端部安装主支撑轮（
34
），所述第四连接臂（
33
）的端部连接辅支撑轮（
35
）；所述第三连接臂（
32
）的中部铰接第三支撑臂（
36
），所述第四连接臂（
33
）的中部铰接第四支撑臂（
37
），所述第三连接臂（
32...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄天云，段慧玲，郭弘泽，赛华阳，黄启国，杨森，
申请(专利权)人：北京博奥智感装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：