管道内况检测装置的制作方法

本实用新型涉及工程检测领域，尤其涉及一种管道内况检测装置。

背景技术：

管道运输在当今工程领域起到至关重要的作用，由于管道设计的复杂性与密闭性，在使用过程中的定期维护检测成为工程技术人员的一大难题；对于管道内部的实时状况采用固定设备进行监控，成本高，并且易受损坏；仪装置设备长期处在某些特种物质中，其自身精度、采集数据的准确性难以为技术人员掌握；同时，固定设备仅能检测较小范围内的现场数据，并且不便更新换代，随管道使用年限增加，局部老化、损毁、囤积异物(或障碍物)的现象可能无法及时发现并处理，极易引发相关事故，造成经济损失与环境破坏，给人们的生产生活带来不利影响。基于此，中国专利CN 103615663A公开了一种对流体运输管道内部状况进行定期检查的管道内况检测装置，其包括为装置提供电力的电源、控制装置运动的驱动模块、与驱动模块相连的推进机构、对采集到的数据和外部指令进行处理的数据综合处理模块、用于信息传输的通信及数据传输模块、用于采集外部信息的多种参数感知模块和拍照记录存储模块，该装置能及时方便地检测管道内的具体状况并且检测范围大。然而，该装置无法对管道内的异物进行拾取，而管道内狭窄、恶劣的环境并不利于进行人工拾取，工程技术人员强行进行人工拾取的话不仅危险性高，而且效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种管道内况检测装置，不仅能检测管道内的具体状况，而且还能够对管道内的异物进行拾取。

本实用新型的管道内况检测装置，包括机体及设于机体的用于给各用电部件供电的电源、用于行走的行走装置、用于驱动行走装置的行走驱动装置、用于拾取管道内异物的拾取装置、用于驱动拾取装置的拾取驱动装置、用于对采集到的数据和外部指令进行处理的数据综合处理装置、用于信息传输的数据传输装置、用于采集外部信息的参数感知装置、用于对管道内异物进行扫描和识别的探测装置和用于记录储存数据的记录存储装置；所述行走驱动装置、拾取驱动装置、参数感知装置、探测装置和记录存储装置分别与数据综合处理装置连接；所述数据传输装置连接起数据综合处理装置和对机器人进行辅助控制的外部监测控制装置；所述拾取装置包括夹手及用于控制夹手在空间中移动的机械臂，所述机械臂的一端连接于机体、另一端连接于夹手。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述参数感知装置采用数字传感器进行数据采集，包括检测温度和湿度的温湿度传感器、检测管道内气体浓度的气体浓度传感器、检测管道内气压的环境气压传感器、检测管道内是否有漏光现象的光照度传感器和检测管道倾斜度的重力传感器。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述数据传输装置采用无线方式与外部监测控制装置相连。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述探测装置包括三维立体摄像头及照明设备。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述行走装置包括至少两个行走轮，所述行走驱动装置包括与行走轮一一对应的行走电机，所述行走轮的轮轴与行走电机的输出轴传动连接。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述机体为四轮车体结构，所述行走装置设有四个行走轮作为机体的四个车轮。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述行走轮外套设有磁性轮胎。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述拾取装置还包括以可拆卸方式连接在机体上的控制盒，所述控制盒上对称设有两个机械臂，两个所述夹手分别设置在两个机械臂的末端；所述机体上位于控制盒后方的部位设有用于收容夹手所拾取的异物的收纳箱。

通过上述公开内容，本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型的管道内况检测装置，不仅能及时方便地检测管道内的具体状况，而且还能够对管道内的异物进行拾取；具体而言，机器人在执行任务前，先由工程技术人员依据管道种类配置设定好相应参数，将管道待测段节点打开放入机器人，即可在相应管道内部进行自动化测量监控；检测过程中能实时对管道内的温湿度、特殊气体浓度、气压、光照度等参数进行测量；当遇到管道内有异物时，通过探测装置采集异物信息并将该信息传输给数据综合处理装置，数据综合处理装置对探测装置采集到的信息进行处理后，控制行走驱动装置驱动行走装置，机体移动至适当位置后，再控制拾取驱动装置驱动机械臂及夹手对异物进行拾取，以避免异物堆积管道而引发相关事故；本实用新型的拾取装置能够代替人工自动进行异物的拾取，节约了人力和时间成本，提高了工作效率和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的原理框图；

图3为本实用新型的拾取装置的结构示意图；

图4为图3中A处放大图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1至图4所示：本实施例的管道内况检测装置，包括机体1及设于机体1的用于给各用电部件供电的电源、用于行走的行走装置、用于驱动行走装置的行走驱动装置、用于拾取管道内异物的拾取装置、用于驱动拾取装置的拾取驱动装置、用于对采集到的数据和外部指令进行处理的数据综合处理装置、用于信息传输的数据传输装置、用于采集外部信息的参数感知装置、用于对管道内异物进行扫描和识别的探测装置和用于记录储存数据的记录存储装置；所述行走驱动装置、拾取驱动装置、参数感知装置、探测装置和记录存储装置分别与数据综合处理装置连接；所述数据传输装置连接起数据综合处理装置和对机器人进行辅助控制的外部监测控制装置；所述拾取装置包括夹手2及用于控制夹手2在空间中移动的机械臂3，所述机械臂3的一端连接于机体1、另一端连接于夹手2。

机体1可以是车体机构或者其它合理结构；电源例如可以是设在机体1内部的大容量蓄电池；行走装置使机体1得以在管道内行走；数据综合处理装置优选为MSP430系列单片机，可对电源、行走驱动装置、拾取驱动装置、参数感知装置、探测装置和记录存储装置进行集中管理；外部监测控制装置可以是计算机，例如可通过LabVIEW系统对机器人进行控制。

本实施例中，所述参数感知装置采用数字传感器进行数据采集，包括检测温度和湿度的温湿度传感器、检测管道内气体浓度的气体浓度传感器、检测管道内气压的环境气压传感器、检测管道内是否有漏光现象的光照度传感器和检测管道倾斜度的重力传感器；采用数字传感器进行数据采集，从而保障整体系统的精度；这些数字传感器分别安装在机体1的合适位置；所述数据传输装置则采用无线方式与外部监测控制装置相连，已实时将数据传至外部监测控制装置；所述探测装置包括三维立体摄像头及照明设备，三维立体摄像头让机器人可对每个异物的物理特征进行充分识别，继而提升机器人的导航、轨迹、识别等AI应用能力，提高智能性；照明设备进行辅助照明，以提高识别精度及回传图像的显示效果。

本实施例的管道内况检测装置，不仅能及时方便地检测管道内的具体状况，而且还能够对管道内的异物进行拾取；具体而言，机器人在执行任务前，先由工程技术人员依据管道种类配置设定好相应参数，将管道待测段节点打开放入机器人，即可在相应管道内部进行自动化测量监控；检测过程中能实时对管道内的温湿度、特殊气体浓度、气压、光照度等参数进行测量；当遇到管道内有异物时，通过探测装置采集异物信息并将该信息传输给数据综合处理装置，数据综合处理装置对探测装置采集到的信息进行处理后，控制行走驱动装置驱动行走装置，机体1移动至适当位置后，再控制拾取驱动装置驱动机械臂3及夹手2对异物进行拾取，以避免异物堆积管道而引发相关事故；拾取装置能够代替人工自动进行异物的拾取，节约了人力和时间成本，提高了工作效率和安全性。

本实施例中，所述行走装置包括至少两个行走轮4，所述行走驱动装置包括与行走轮4一一对应的行走电机5，所述行走轮4的轮轴与行走电机5的输出轴传动连接；行走轮4可以是具有一定倾斜度，以适应圆形管道的内壁，达到平滑行走的效果；每个行走轮4具有单独控制的行走电机5，从而可方便地实现差速控制；固定行走轮4轮轴的轴承及行走电机5可固定在一可旋转的转台上，从而可以调节行走轮4的角度，使机体1得以转向；优选地，所述机体1为四轮车体结构，所述行走装置设有四个行走轮4作为机体1的四个车轮；此外，所述行走轮4外套设有磁性轮胎4a，使得行走轮4可以吸附在磁性管道上，提高其行走的稳定性。

本实施例中，所述拾取装置还包括以可拆卸方式连接在机体1上的控制盒5，所述控制盒6上对称设有两个机械臂3，两个所述夹手2分别设置在两个机械臂3的末端；所述机体1上位于控制盒6后方的部位设有用于收容夹手2所拾取的异物的收纳箱7；两个机械臂3分别设在控制盒5的左、右侧面；两个机械臂3有利于保持拾取装置的平衡，而且设置了两个可相互配合的夹手2，能够对细长状或较大体积的异物进行拾取。

本实施例中，所述拾取驱动装置包括驱动电机Ⅰ31b、驱动电机Ⅱ32b、驱动电机Ⅲ33b及驱动电机Ⅳ34b；所述机械臂3包括依次铰接相连的第一臂段31、第二臂段32及第三臂段33；所述第一臂段31的头端通过转轴Ⅰ与控制盒5转动连接，所述转轴Ⅰ与驱动电机Ⅰ31b相连并由驱动电机Ⅰ31b驱动旋转；所述第二臂段32的头端通过转轴Ⅱ32a与第一臂段31转动连接，所述转轴Ⅱ32a与驱动电机Ⅱ32b相连并由驱动电机Ⅱ32b驱动旋转，所述转轴Ⅱ32a平行于转轴Ⅰ设置；所述第三臂段33的头端通过转轴Ⅲ33a与第二臂段32转动连接，所述转轴Ⅲ33a与驱动电机Ⅲ33b相连并由驱动电机Ⅲ33b驱动旋转，所述转轴Ⅲ33a垂直于转轴Ⅱ32a设置；所述第三臂段33通过转轴Ⅳ34a与夹手2相连，所述转轴Ⅳ34a与固定在第三臂段33上的驱动电机Ⅳ34b相连并由驱动电机Ⅳ34b驱动旋转，所述转轴Ⅳ34a同时垂直于转轴Ⅱ32a及转轴Ⅲ33a设置；第一臂段31、第二臂段32及第三臂段33均呈长板状，各臂段的长度可根据需要而设；转轴Ⅰ与驱动电机Ⅰ31b的输出轴相连，或者直接就可以是驱动电机Ⅰ31b的输出轴；驱动电机Ⅰ31b安装在第一臂段31及控制盒5上，在驱动电机Ⅰ31b的作用下，第一臂段31可做上下俯仰运动；转轴Ⅱ32a与驱动电机Ⅱ32b的输出轴相连，或者直接就可以是驱动电机Ⅱ32b的输出轴；驱动电机Ⅱ32b安装在第一臂段31及第二臂段32上，在驱动电机Ⅱ32b的作用下，第二臂段32可做上下俯仰运动；转轴Ⅲ33a与驱动电机Ⅲ33b的输出轴相连，或者直接就可以是驱动电机Ⅲ33b的输出轴；驱动电机Ⅲ33b安装在第二臂段32及第三臂段33上，在驱动电机Ⅲ33b的作用下，第三臂段33可进行左右摆动；转轴Ⅳ34a与驱动电机Ⅳ34b的输出轴相连，或者直接就可以是驱动电机Ⅳ34b的输出轴；驱动电机Ⅳ34b安装在第三臂段33上，在驱动电机Ⅳ34b的作用下，夹手2整体可进行旋转运动；采用上述结构可提升夹手2的运动范围，使夹手2得以灵活移动。

本实施例中，所述拾取驱动装置还包括驱动电机Ⅴ26；所述夹手2包括固定台21、槽块22、固定板23、夹爪及“Y”形驱动杆，所述固定台21与驱动电机Ⅳ34b传动连接；所述固定板23通过槽块22与固定台21相连；两个所述夹爪对称设置，每一夹爪均包括爪头241、驱动摇杆242及从动摇杆243，所述驱动摇杆242与从动摇杆243平行设置，所述驱动摇杆242与从动摇杆243的一端与爪头241铰接相连、另一端与固定板23铰接相连；所述“Y”形驱动杆由一根纵杆251及两根对称的分支杆252组成，所述槽块22上设有用于容置纵杆251并供纵杆251滑动的滑槽；驱动电机Ⅴ26设在固定台21上，所述驱动电机Ⅴ26的输出端与纵杆251传动连接并驱动纵杆251沿滑槽滑动；所述纵杆251从固定板23穿出后与两分支杆252相连，所述分支杆252设有滑道252a，所述驱动摇杆242的底面设有滑柱242a，所述滑柱242a设于滑道252a中，使得两所述驱动摇杆242可分别在两分支杆252的直线滑动过程中张开或靠拢；驱动电机Ⅳ34b动作时，固定台21转动，从而带动整个夹手2的旋转；槽块22呈长块状，滑槽为直槽结构；驱动电机Ⅴ26例如可通过丝杠机构或者其他传动机构与纵杆251相连，驱动纵杆251滑动；通过上述结构可对夹爪的运动进行有效控制，“Y”形驱动杆朝内(即朝向机械臂的方向)移动时，两夹爪相向运动，对异物进行夹取；“Y”形驱动杆朝外移动时，两夹爪反向运动，放开被夹取的异物。

最后说明的是，本文应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，在不脱离本实用新型原理的情况下，还可对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型的保护范围内。