适用于管件内部质量检测的智能质检系统及方法与流程

本发明涉及管件内部质量检测领域，具体地，涉及一种适用于管件内部质量检测的智能质检系统及方法，尤其涉及一种用于管件内部质量检测的智能爬行机器人。

背景技术：

无损检测技术(non-destructivetestingtechnology)是采用声学、光学、电学、磁学、热学等多种技术方法对材料和产品进行检测且不损害其性能与使用功能的一种有效手段。利用无损检测技术可以实现被检对象内部及表面缺陷的检测、材质的判定分选、几何尺寸的测量等。现有的无损检测技术方法很多，主要有射线检测技术、超声检测技术、涡流检测技术、磁粉检测技术、渗透检测技术、红外检测技术、目视检测技术等等。工业内窥镜是一种集光学、电子学、精密机械、摄影技术及图像处理技术于一体的先进无损检测设备，利用工业内窥镜可以轻松准确地对仪器、设备、产品的内部进行目视检测，确保被检测对象的质量状况，且可以避免检测过程中拆卸设备，尤其在高温、有毒有害、核辐射等恶劣环境条件下仍能正常工作，操作方便，检测效率高，因此广泛应用于航空航天、电力、铁路、船舶、汽车、石油化工、压力容器等领域。工业内窥镜经过多年的不断发展，目前国内外已经研制出了众多先进的工业内窥镜系统，主要可分为刚性内窥镜、光纤内窥镜、电子视频内窥镜三种。刚性内窥镜也称硬性内窥镜，它是利用光学摄像镜头的物镜来成像，然后利用图像中继系统来传递图像，其工作部分一般采用刚性材料制成，所以在检测过程中主体不能弯曲，只能根据被测对象的内部结构来更换弯曲角度不同的探头，应用受到很大限制。光纤内窥镜也叫软性内窥镜，主要通过光纤进行传输图像，并通过目镜直接观察，光纤内窥镜在操作上比刚性内窥镜更加灵活、方便，应用范围也更广，但光纤的传输过程中可能会出现图像模糊不清或者蜂房影像。电子视频内窥镜主要源于图像传感器技术和计算机技术的发展，通过图像传感器采集光学信号，然后将光学图像转变为电子信号，并把图像信息传输到内窥镜控制系统，最后通过内窥镜控制系统将图像传输到显示器上。电子视频内窥镜成像质量高，可操作性强，兼具了硬性、光纤内窥镜的所有功能，小型化、便携化、功能丰富式电子视频内窥镜是当前工业内窥镜的主要发展方向。虽然国内外现有的工业内窥镜种类繁多，功能强大，然而对于管件内部质量的检测还尚不能实现全自动化检测，因此需要寻求一种更加智能、更加高效、更加可靠的工业内窥镜检测系统。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于管件内部质量检测的智能质检系统及方法。

根据本发明提供的一种适用于管件内部质量检测的智能质检系统，包括：检测单元、多余物清理单元、机械运动单元、总控单元；检测单元：根据检测控制信息，采集管件内部信息；多余物清理单元：进行清除、收集管件内部多余物；机械运动单元：能够承载检测单元与多余物清理单元，自由运动于管件内部；总控单元：输出检测控制信息、多余物清理控制信息以及机械运动控制信息；所述总控单元与检测单元、多余物清理单元以及机械运动单元相连接；所述检测控制信息控制检测单元的采集管件内部信息的行为；所述多余物清理控制信息控制多余物清理单元的清理、收集行为；所述机械运动控制信息控制机械运动单元的机械运动行为。

优选地，所述检测单元包括：视频检测单元；所述管件内部信息包括：管件内部图像信息；所述检测控制信息包括：视频检测控制信息。

优选地，所述机械运动单元、检测单元以及多余物清理单元设置于管件内部，机械运动单元与检测单元及多余物清理单元分别紧固连接；所述总控单元设置于管件外部；所述总控单元与检测单元、多余物清理单元以及机械运动单元采用无线通讯连接。

优选地，所述视频检测单元包括：照明单元：根据视频检测控制信息，调节发光二极管的亮度；视角调节单元：根据视频检测控制信息，调节采集管件内部图像信息的角度。

优选地，视频检测单元还包括：图像传感器机构、电缆部件；图像传感器机构包括以下任一种或者任多种构件：-电荷耦合元件；-互补金属氧化物半导体；所述电缆部件与图像传感器机构相连，电缆部件能够伴随图像传感器机构的空间位置改变做适应性运动。

优选地，所述多余物清理单元还包括：多余物存储箱部件；多余物存储箱部件能够存储多余物。

优选地，机械运动单元包括：电源装置、控制电路构件与四轮运动构件；所述电源装置与控制电路构件、四轮运动构件相连接；所述四轮运动构件采用橡胶轮胎。

优选地，还包括：数据处理分析单元：根据管件内部图像信息，获取多余物识别信息、图像显示信息以及产品质量评价信息。

优选地，还包括：三维尺寸测量单元：实时动态测量管件内部多余物三维尺寸参数；三维尺寸显示单元：根据三维尺寸参数，获取三维尺寸显示信息。

根据本发明提供的一种适用于管件内部质量检测的智能质检方法，使用适用于管件内部质量检测的智能质检系统，进行检测。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、基于高清摄像技术、自动控制技术、物联通讯技术及智能测量识别技术，可以实现管件内部质量的自动、智能化目视检测；

2、通过无线通讯技术，建立总控单元、视频检测单元、多余物清理单元、机械运动单元之间的无线通讯连接，可以远程控制内窥镜系统开展管件内部无损检测工作；

3、视频检测单元的可旋转式图像传感器以及可伸缩可弯曲电缆机构，可以实现周向扫描式目视检测；

4、集成有微型机械手、激光器、吸尘器等功能的多余物清理单元，拥有强大的多余物处理能力，通过总控单元的控制可以人工控制或自动清除多余物；

5、总控单元集成智能识别技术、三维尺寸测量与显示功能，实时动态测量显示多余物的距离、长度、面积以及深度，还具有图像的放大、缩小、点线测量、亮度调节、颜色设置等后处理功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种适用于管件内部质量检测的智能质检系统，包括：检测单元、多余物清理单元、机械运动单元、总控单元；检测单元：根据检测控制信息，采集管件内部信息；多余物清理单元：进行清除、收集管件内部多余物；机械运动单元：能够承载检测单元与多余物清理单元，自由运动于管件内部；总控单元：输出检测控制信息、多余物清理控制信息以及机械运动控制信息；所述总控单元与检测单元、多余物清理单元以及机械运动单元相连接；所述检测控制信息控制检测单元的采集管件内部信息的行为；所述多余物清理控制信息控制多余物清理单元的清理、收集行为；所述机械运动控制信息控制机械运动单元的机械运动行为。

多余物清理单元功能是清理管件内表面的多余物，例如切屑、焊渣、粉末、油污、毛刺等，具有小型机械手、激光器、吸尘器功能，可以方便高效地清除多余物。

所述检测单元包括：视频检测单元；所述管件内部信息包括：管件内部图像信息；所述检测控制信息包括：视频检测控制信息。

总控单元与视频检测单元、多余物清理单元、机械运动单元存在通讯连接，负责控制视频检测单元对管件内部进行全面质量检测，控制多余物清理单元对管件内部的多余物(例如：切屑、焊渣、粉末、油污、毛刺等)进行清理，控制机械运动单元在管件内部的活动，同时能实现检测数据的分析、处理、显示，检测结果的自动评判与检测报告出具。

所述机械运动单元、检测单元以及多余物清理单元设置于管件内部，机械运动单元与检测单元及多余物清理单元分别紧固连接；所述总控单元设置于管件外部；所述总控单元与检测单元、多余物清理单元以及机械运动单元采用无线通讯连接。

具体地，在一个实施例中，无线通讯连接为高速无线通讯模式。视频检测单元与多余物清理单元集成于机械运动单元之上，能够在管件内部灵活运动，总控单元位于管件外部，通过无线通讯连接控制运动检测清理系统的工作。视频检测单元的主要功能是实时采集管件内部的图像，通过图像传感器来捕捉图像，图像采集卡采集图像，将图像信息转化为数字信号，并利用无线通讯模块将采集到的信号传输给总控单元。

所述视频检测单元包括：照明单元：根据视频检测控制信息，调节发光二极管的亮度；视角调节单元：根据视频检测控制信息，调节采集管件内部图像信息的角度。

具体地，在一个实施例中，视频检测单元的照明系统采用低功耗、高亮度的发光二极管(led)提供照明光源，并且亮度可调，能够确保视场内的光照均匀。

视频检测单元还包括：图像传感器机构、电缆部件；图像传感器机构包括以下任一种或者任多种构件：-电荷耦合元件；-互补金属氧化物半导体；所述电缆部件与图像传感器机构相连，电缆部件能够伴随图像传感器机构的空间位置改变做适应性运动。具体地，在一个实施例中，视频检测单元的图像传感器采用高性能、低功耗、微尺寸的ccd(电荷耦合元件)或者cmos(互补金属氧化物半导体)组成，图像传感器部件视场角大，且可以360°旋转，从而实现管件内部一周大范围扫描式检测。

所述多余物清理单元还包括：多余物存储箱部件；多余物存储箱部件能够存储多余物。

机械运动单元包括：电源装置、控制电路构件与四轮运动构件；所述电源装置与控制电路构件、四轮运动构件相连接；所述四轮运动构件采用橡胶轮胎。

还包括：数据处理分析单元：根据管件内部图像信息，获取多余物识别信息、图像显示信息以及产品质量评价信息。

还包括：三维尺寸测量单元：实时动态测量管件内部多余物三维尺寸参数；三维尺寸显示单元：根据三维尺寸参数，获取三维尺寸显示信息。三维尺寸测量单元实时动态测量显示物体的距离、长度、面积以及深度，三维尺寸显示单元具有图像的放大、缩小、点线测量、亮度调节、颜色设置等后处理功能。

如图1所示，具体地，在一个实施例中，智能化内窥镜检测系统的视频检测单元1与多余物清理单元2集成于机械运动单元3之上，三者组成运动检测清理系统位于管件5内部，总控单元4位于管件5外部；内窥镜检测系统开机进行工作，总控单元4根据管件5的检测要求自动或者人工设置检测工艺及检测参数；所述总控单元4根据检测工艺要求，通过无线通讯连接控制视频检测单元1的位置及扫描检测参数，控制其数据采集的开始、暂停与结束，同时控制机械运动单元3的运动速度，运动的开始、暂停与结束；机械运动单元3在管件5内部的一次匀速前进即可完成内表面的100％检测；如果发现管件5内部存在多余物时，视频检测单元1向总控单元4发出“发现多余物”信号，总控单元4根据数据处理分析结果，向多余物清理单元2发出“多余物清理”信号，多余物清理单元2开始进行清理工作，在清理过程中，视频检测单元1对存在多余物区域实时采集图像，如果检测到多余物已经被清除干净，则向总控单元4发出“多余物清理完成”信号，反之则继续清理工作，直至多余物被清除；总控单元4接收到“多余物清理完成”信号时，则向多余物清理单元2发出“结束多余物清理”信号，向视频检测单元1发出“继续检测”信号，向机械运动单元3发出“继续运动”信号；当完成管件5内部质量全面检测时，视频检测单元1、多余物清理单元2与机械运动单元3暂停工作，总控单元4对检测数据进行分析、处理、显示，自动评判管件5的质量，如果有需要还可以出具检测报告。

本领域技术人员可以将本发明提供的适用于管件内部质量检测的智能质检系统，理解为本发明提供的适用于管件内部质量检测的智能质检方法的一个实施例。即，所述适用于管件内部质量检测的智能质检方法可以通过采用所述适用于管件内部质量检测的智能质检系统进行检测。

根据本发明提供的一种适用于管件内部质量检测的智能质检方法，使用适用于管件内部质量检测的智能质检系统，进行检测。

基于高清摄像技术、自动控制技术、物联通讯技术及智能测量识别技术，可以实现管件内部质量的自动、智能化目视检测；通过无线通讯技术，建立总控单元、视频检测单元、多余物清理单元、机械运动单元之间的无线通讯连接，可以远程控制内窥镜系统开展管件内部无损检测工作；视频检测单元的可旋转式图像传感器以及可伸缩可弯曲电缆机构，可以实现周向扫描式目视检测；集成有微型机械手、激光器、吸尘器等功能的多余物清理单元，拥有强大的多余物处理能力，通过总控单元的控制可以人工控制或自动清除多余物；总控单元集成智能识别技术、三维尺寸测量与显示功能，实时动态测量显示多余物的距离、长度、面积以及深度，还具有图像的放大、缩小、点线测量、亮度调节、颜色设置等后处理功能。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、单元、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、单元、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、单元、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、单元、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、单元、单元视为既可以是实现方法的软件单元又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。