专利名称：管道普查设备的制作方法
管道普查设备
技术领域：
本发明涉及一种探测设备，尤其涉及一种管道普查设备。背景技术：
现代城市的地下管线密如蜘蛛网，集合了自来水管道、天然气管道、电力电缆、通信电缆、污水管、有线电视电缆等各种公用事业公司的地下管线。目前面临的一个大问题是过去已建成的地下管网由于历史原因、管理不善、施工没有完全按照设计图纸等原因，无法提供准确的管线位置图，需要重新对这些管道进行普查，获得这些管道的三维数据。目前，对于地下管道的普查，主要采用电磁法管线仪探测与普查。技术人员通过管线探测仪在地上进行勘察。但是，管线探测仪探测深度有限，地表10米以下精度比较差，对于地表20米以下的管道基本上无法进行有效勘察。同时，不能获得管线内部的详细数据， 对管道内表面的破损、裂纹等缺陷无法有效识别。采用这种方式勘察野外的地下管道，技术人员需要翻山越岭，人工成本高。另外一种方式是采用人工进入管道实地勘察的方式。这种方式只适合于管径比较大，并且没有流体充满的管道勘察。由于管道环境恶劣，具有有害气体或者突发性洪水等，采用人工进管勘察的方式往往给管道内的工人带来生命危险
发明内容有鉴于此，有必要提供一种方便对地下管道进行有效普查的管道普查设备。一种管道普查设备，包括移动载体以及与所述移动载体通讯的控制器；所述移动载体上安装有感知设备，所述感知设备用于获取所述移动载体于管道中的参数并交于所述控制器，所述控制器根据所述参数获取管道数据，对管道进行普查。优选的，所述控制器获取管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置，并根据管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置绘制管道三维图形。优选的，所述控制器包括电缆、微处理器、显示屏以及操作部件；所述电缆连接所述控制器和移动载体，用于提供电源和通讯；所述微处理器接收并根据所述参数，获取管道数据，根据管道数据绘制管道图形交于所述显示器进行显示，所述操作部件用于对移动载体进行操作。优选的，所述感知设备包括光电编码器，用于实时检测所述移动载体在管道中的行进距离和速度。优选的，所述管道普查设备还包括设置在所述电缆上的放线结构，所述放线机构上设置有光电编码器，所述光电编码器通过检测电缆的行进距离和速度实时检测所述移动载体在管道中的行进距离和速度。优选的，所述感知设备还包括测距传感器，用于实时获取所述移动载体与管道内外壁的距离；所述微处理器根据移动载体与管道内外壁的距离实时获取管道内径、外径以及厚度。
优选的，所述感知设备还包括数字海拔计，用于获取所述移动载体相对于地面的海拔高度；所述微处理器根据移动载体的海拔高度实时获取管道的海拔高度，所述微处理器根据移动载体的海拔高度和行进距离，实时获取管道的坡度。优选的，所述感知设备还包括陀螺仪，用于获取所述移动载体在管道中的姿态；所述微处理器根据移动载体的姿态和行进距离，获取管道走向。优选的，所述感知设备还包括全球定位仪，用于获取所述移动载体的地理位置，所述微处理器根据移动载体的地理位置，获取管道地理位置。优选的，移动载体为爬行器，所述爬行器为轮式移动机器人或者履带式爬行机器人。上述管道普查设备，采用移动载体进入管道，能够进入距地面任意深度的管道进行普查，不受管道深度限制，移动载体上设置有感知设备，感知设备获取移动载体在管道中的参数，交于控制器处理获取管道数据，从而有效对管道进行普查，无需人工进入管道，方便、安全、快捷。
图1是一个实施例中管道普查设备的结构示意图；图2是一个实施例中管道普查设备内部结构图。
具体实施方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行详细描述。图1是一个实施例中管道普查设备的结构示意图。图2是一个实施例中管道普查设备内部结构图。结合图1和图2，该管道普查设备包括移动载体100以及与移动载体100 通讯的控制器200。移动载体100安装有至少一个感知设备300，感知设备300用于获取移动载体100于管道中的参数交于控制器200，控制器200根据参数获取管道数据，进一步的， 控制器200根据管道数据绘制管道图形，对管道进行普查。该实施例中，移动载体100采用爬行器，爬行器为轮式移动机器人或者履带式爬行机器人。感知设备300安装于爬行器上。爬行器能够在管道中方便自由行走，不受管道直径等限制。 感知设备300用于获取移动载体100与管道内外壁的距离、在管道中的行进距离、 相对地面的海拔高度、在管道中的姿态、所处地理位置等参数，并交于控制器200。感知设备300包括测距传感器310、光电编码器320、数字海拔计330、陀螺仪340以及全球定位仪(GPS)350。测距传感器310采用声波对管道进行探测，通过管道内外壁的声波反射时间，实时获取移动载体100与管道内外壁的距离。 光电编码器320用于实时检测移动载体100在管道中的行进距离和速度。数字海拔计330用于获取移动载体100相对于地面的海拔高度。陀螺仪340用于获取移动载体100在管道中的姿态。移动载体100姿态以移动载体100初始位置时姿态为参照对象。全球定位仪350用于实时检测移动载体100的经纬度，获取移动载体100的地理位置。控制器200包括电缆210、微处理器220、显示屏230以及操作部件MO。电缆210连接控制器200和移动载体100，用于提供电源和通讯。微处理器220接收并根据感知设备300获取的参数，获取管道数据，并根据管道数据绘制管道图形交于显示器230进行显示。在优选的实施方式中，微处理器220根据移动载体100与管道内外壁的距离，实时获取管道内径、外径以及厚度；微处理器220根据移动载体100的海拔高度实时获取管道的海拔高度。微处理器220根据移动载体100的海拔高度和行进距离，获取管道坡度。微处理器220根据移动载体100在管道中的姿态和行进距离，获取管道走向。微处理器220根据移动载体100的地理位置，获取管道地理位置，尤其获取管道进口与出口的地理位置。获取并确定管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置等管道数据后，微处理器220根据管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置， 实时绘制管道三维图形，从而将一段管道完整的绘制出来。操作部件240包括操作杆及键盘，用于供操作者对移动载体100进行控制，控制移动载体100前进、后退及拐弯等动作，同时用于输入参数。该管道普查设备对管道进行普查时，首先把该设备运送到待检测的管道，找到管道的入口(或者出口)。把移动载体100放进管道的入口(或者出口)，连接好电缆210，打开设备，启动控制器200。通过全球定位仪350获取移动载体100的经度和纬度信息，并通过键盘输入待检管道的编号或者其他标识信息。然后用操作杆控制移动载体100在管道中沿管道的中线方向行驶，同时，测距传感器310、光电编码器320、数字海拔计330及陀螺仪 340开启并各自获取移动载体100的参数。控制器200根据获取的参数，获取管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置，实时绘制管道三维图形，从而将一段管道完整的绘制出来，并在显示屏230上显示出来。该管道普查设备，采用移动载体100进入管道，能够进入地面任意深度的管道进行普查，不受管道深度限制，移动载体100上设置有感知设备300，感知设备300获取移动载体100在管道中的参数，交于控制器200处理获取管道数据，从而有效对管道进行普查，尤其对管道内部能够有效的进行普查，无需人工进入管道，方便、安全、快捷。该管道的管道数据可以被保存，也可以通过无线串口通讯发送给其他的笔记本电脑或者工控机。该管道数据可以和水的流量，水库等信息进行接口。在其他实施例中，移动载体100与控制器200通过电缆210连接，电缆210上设有放线机构400，放线机构400上设置有光电编码器或者里程计，用于检测电缆210收放线的长度和速度，从而间接获取移动载体100的行进距离和速度。同时，移动载体100上还安装有摄像机，对管道内部进行摄像，更加有效的对管道进行普查。上述管道普查设备，采用移动载体进入管道，能够进入距地面任意深度的管道进行普查，不受管道深度限制，移动载体上设置有感知设备，感知设备获取移动载体在管道中的参数，交于控制器处理获取管道数据并绘制管道图形，从而有效对管道进行普查，无需人工进入管道，方便、安全、快捷。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的 保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种管道普查设备，其特征在于，包括移动载体以及与所述移动载体通讯的控制器；所述移动载体上安装有感知设备，所述感知设备用于获取所述移动载体于管道中的参数并交于所述控制器，所述控制器根据所述参数获取管道数据，对管道进行普查。
2.根据权利要求1所述的管道普查设备，其特征在于，所述控制器获取管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置，并根据管道内径、厚度、坡度、走向、进口地理位置以及出口地理位置绘制管道三维图形。
3.根据权利要求2所述的管道普查设备，其特征在于，所述控制器包括电缆、微处理器、显示屏以及操作部件；所述电缆连接所述控制器和移动载体，用于提供电源和通讯；所述微处理器接收并根据所述参数，获取管道数据，根据管道数据绘制管道图形交于所述显示器进行显示，所述操作部件用于对移动载体进行操作。
4.根据权利要求3所述的管道普查设备，其特征在于，所述感知设备包括光电编码器， 用于实时检测所述移动载体在管道中的行进距离和速度。
5.根据权利要求3所述的管道普查设备，其特征在于，所述管道普查设备还包括设置在所述电缆上的放线结构，所述放线机构上设置有光电编码器，所述光电编码器通过检测电缆的行进距离和速度实时检测所述移动载体在管道中的行进距离和速度。
6.根据权利要求3所述的管道普查设备，其特征在于，所述感知设备还包括测距传感器，用于实时获取所述移动载体与管道内外壁的距离；所述微处理器根据移动载体与管道内外壁的距离实时获取管道内径、外径以及厚度。
7.根据权利要求4或5所述的管道普查设备，其特征在于，所述感知设备还包括数字海拔计，用于获取所述移动载体相对于地面的海拔高度；所述微处理器根据移动载体的海拔高度实时获取管道的海拔高度，所述微处理器根据移动载体的海拔高度和行进距离，实时获取管道的坡度。
8.根据权利要求4或5所述的管道普查设备，其特征在于，所述感知设备还包括陀螺仪，用于获取所述移动载体在管道中的姿态；所述微处理器根据移动载体的姿态和行进距离，获取管道走向。
9.根据权利要求3所述的管道普查设备，其特征在于，所述感知设备还包括全球定位仪，用于获取所述移动载体的地理位置，所述微处理器根据移动载体的地理位置，获取管道地理位置。
10.根据权利要求1所述的管道普查设备，其特征在于，移动载体为爬行器，所述爬行器为轮式移动机器人或者履带式爬行机器人。
全文摘要
本发明涉及一种管道普查设备，包括移动载体以及与移动载体通讯的控制器；移动载体上安装有感知设备，感知设备用于获取移动载体于管道中的参数并交于控制器，控制器根据参数获取管道数据，对管道进行普查。本发明采用移动载体进入管道，能够进入距地面任意深度的管道进行普查，不受管道深度限制，移动载体上设置有感知设备，感知设备获取移动载体在管道中的参数，交于控制器处理获取管道数据，从而有效对管道进行普查，无需人工进入管道，方便、安全、快捷。
文档编号G01D21/02GK102288221SQ20111017008
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者宋章军, 张建伟, 胡颖 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院