一種輪式氣井巡檢機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，包括用自主的方式對(duì)氣井進(jìn)行巡檢，數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機(jī)，對(duì)緊急狀況報(bào)警和處理。所述的裝置包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊。運(yùn)動(dòng)傳感器模塊可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡避障，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)傳感器采集氣井管道數(shù)據(jù)，數(shù)字?jǐn)z像頭采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片，并發(fā)送到Labview上位機(jī)和Onenet云平臺(tái)。Labview上位機(jī)，利用芯片IO、SPI、I2C、UART等接口實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析儲(chǔ)存與共享；同時(shí)用布爾開(kāi)關(guān)對(duì)甲烷天然氣的濃度過(guò)量進(jìn)行報(bào)警。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種輪式氣井巡檢機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，包括以自主的方式對(duì)氣井進(jìn)行巡檢，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機(jī)，對(duì)緊急狀況報(bào)警和處理。避免了危險(xiǎn)情況的發(fā)生，提高了工作效率，降低人工成本。
【背景技術(shù)】
[0002]石油、天然氣資源關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)行，所以石油、天然氣長(zhǎng)輸管道的安全運(yùn)行就尤為重要，隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)氣井進(jìn)行智能數(shù)字化監(jiān)控也開(kāi)始提上議程。目前大多數(shù)氣井還是需要人工進(jìn)行抄表巡檢，而且是24小時(shí)全時(shí)段巡查。需要至少2-3人進(jìn)行輪班檢查，到了晚上漏檢漏查的情況也是經(jīng)常發(fā)生，如果出了安全事故將會(huì)給國(guó)家?guī)?lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失和人員損失。
[0003]將機(jī)器人用到巡檢工作上，代替人工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)了解，并對(duì)儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行錄像。若發(fā)生緊急情況，機(jī)器人能向監(jiān)控室發(fā)出警報(bào)，技術(shù)人員隨即趕往氣井進(jìn)行針對(duì)處理。機(jī)器人替代人工巡檢將不會(huì)發(fā)生漏檢漏查情況，攜帶上精確地傳感器使采集數(shù)據(jù)更可靠，靈敏的傳感器也比人工更能感知異常狀況如氣體泄漏等問(wèn)題。而且減少了人工費(fèi)用和培訓(xùn)費(fèi)用，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的是，提供一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，用以對(duì)氣井進(jìn)行自主巡檢，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機(jī)，對(duì)緊急狀況報(bào)警和處理。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊，其特征在于中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來(lái)檢測(cè)氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字?jǐn)z像頭模塊用來(lái)采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測(cè)距模塊，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)循跡避障；Labview上位機(jī)，利用芯片1、SP1、12C、UART等接口實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭模塊、溫度傳感器、氣體傳感器、時(shí)鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析儲(chǔ)存與共享；同時(shí)用布爾開(kāi)關(guān)對(duì)甲烷天然氣的濃度過(guò)量進(jìn)行報(bào)警。
[0006]本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在人們不需耗費(fèi)太多精力時(shí)間和金錢(qián)的前提下便可以以自主的方式對(duì)氣井進(jìn)行巡檢，機(jī)器比人有更高的靈敏性，避免了危險(xiǎn)情況的發(fā)生，提高了工作效率，降低人工成本為公司創(chuàng)造價(jià)值，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是系統(tǒng)總體模塊圖
[0008]圖2是系統(tǒng)軟件流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的。
[0010]如圖1所示，一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊，其特征在于中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來(lái)檢測(cè)氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字?jǐn)z像頭模塊用來(lái)采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測(cè)距模塊，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)循跡避障；Labview上位機(jī)，利用芯片10、SP1、I2C、UART等接口實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭模塊、溫度傳感器、氣體傳感器、時(shí)鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析儲(chǔ)存與共享；同時(shí)用布爾開(kāi)關(guān)對(duì)甲烷天然氣的濃度過(guò)量進(jìn)行報(bào)警。
[0011]紅外傳感器是由紅外發(fā)射管和接收管構(gòu)成，檢測(cè)到黑線(xiàn)時(shí)吸收紅外線(xiàn)，接收管不能接收到紅外線(xiàn)信號(hào)則向單片機(jī)發(fā)射高電平信號(hào)，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)紅外傳感器完成循跡與避障，靈活性高，穩(wěn)定性高。超聲波測(cè)距模塊通過(guò)發(fā)射聲波與接受聲波之間的時(shí)間差檢測(cè)距離位置，對(duì)氣井巡檢機(jī)器人進(jìn)行定位。
[0012]攝像頭將數(shù)據(jù)采集到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)采集的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波等預(yù)處理，再將處理好的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行圖片格式編碼，圖片也將暫存如SD卡中，等待數(shù)據(jù)集中打包發(fā)送，如此能遠(yuǎn)程在生產(chǎn)控制中心清晰看到現(xiàn)場(chǎng)流程情況并讀出所有儀表數(shù)據(jù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且攝像頭具有夜視功能，可以保證夜間巡檢正常有效進(jìn)行。
[0013]天然氣傳感器內(nèi)部有二氧化錫的材料制成的電阻，當(dāng)可燃?xì)怏w的濃度超過(guò)初始值時(shí)，阻值會(huì)變大，傳送給單片機(jī)低電平，單片機(jī)將相應(yīng)的信號(hào)通過(guò)WIFI發(fā)送給上位機(jī)。DS18620溫度傳感器，通過(guò)該傳感器檢測(cè)管道的溫度值，將采集到的溫度值通過(guò)WIFi模塊發(fā)送給上位機(jī)?；鹧?zhèn)鞲衅鳎瑱z測(cè)是否有著火的現(xiàn)象，對(duì)其進(jìn)行報(bào)警已經(jīng)及時(shí)處理。
[0014]如圖2所示，機(jī)器人尋找黑線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)循跡避障，檢測(cè)到管道時(shí)通過(guò)各種傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理，并傳送到Iabview上位機(jī)和onenet云平臺(tái)以實(shí)時(shí)顯示氣井動(dòng)態(tài)，供工作人員觀察分析。智能充電屋帶有太陽(yáng)能電池板，做自動(dòng)供電系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制，同時(shí)還可以節(jié)能減排。
[0015]本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，提出了一種基于移動(dòng)機(jī)器人的多功能氣井巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化巡檢，實(shí)時(shí)直觀的掌控氣井動(dòng)態(tài)，靈活性高，穩(wěn)定性高，提高經(jīng)濟(jì)效益，降低人工成本，高效環(huán)保，有廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊，所述的中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時(shí)鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字?jǐn)z像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)動(dòng)傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來(lái)檢測(cè)氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字?jǐn)z像頭模塊用來(lái)采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測(cè)距模塊，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)循跡避障。2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，其特征在于，可以基于紅外傳感器實(shí)現(xiàn)自我循跡避障，定點(diǎn)停止進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，靈活性高，穩(wěn)定性高。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種輪式氣井巡檢機(jī)器人，其特征在于，以太網(wǎng)模塊的Labvi ew上位機(jī)，利用芯片1、SP1、12C、UART等接口實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析儲(chǔ)存與共享，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多人共享數(shù)據(jù)，也可以?xún)?chǔ)存和分析數(shù)據(jù)，將各個(gè)數(shù)據(jù)做成圖表的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的直觀顯示，以便實(shí)時(shí)掌控氣井狀況。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK106092201SQ201610546104
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】張亮, 張少將, 譚玥, 張鳴陽(yáng), 鄧建強(qiáng), 張淑敏
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)