基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，包括管道機(jī)器人、電纜盤和采集控制終端，管道機(jī)器人包括攝像頭模塊和爬行器；攝像頭模塊包括前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；爬行器包括架體、架體兩側(cè)的輪子、驅(qū)動馬達(dá)、傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊；電纜盤包括電力線、第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊；所述的采集控制終端為裝有檢測模塊的移動終端。本發(fā)明只需要雙線芯即可實(shí)現(xiàn)電源、視頻信號、控制信號的同步同線傳輸，節(jié)約了電纜線的數(shù)量，減輕了重量，通過此方式傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離傳輸；無需傳統(tǒng)的大型檢測箱體，只需要在移動終端裝有檢測模塊軟件，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。
【專利說明】
基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于污水、雨水、石油、燃?xì)獾裙艿罊z測領(lǐng)域，具體涉及一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為對市政排水地下排水管道，農(nóng)業(yè)用水地下排水管道，工業(yè)用水地下排水管道，自來水地下排水管道等地下管線進(jìn)行疏通及修復(fù)時，需要了解排水管道內(nèi)部的狀況，諸如排水管道管線錯位、井口埋沒、漏損等情況。
[0003]目前在地下管道檢測領(lǐng)域的管道機(jī)器人檢測系統(tǒng)，設(shè)備較笨重，結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，包含爬行器、鏡頭、電纜盤、5m連接線、采集控制主機(jī)。鏡頭采用的低分辨率的模擬攝像頭，采集控制主機(jī)采集的圖像為模擬圖像，質(zhì)量較差，不能實(shí)現(xiàn)管道的精細(xì)化判讀檢測以及數(shù)字化的傳輸。通訊控制方式采用傳統(tǒng)的485或CAN總線方式通訊，電纜線包含了電源線、視頻傳輸線、通訊線，芯線較多，電纜線較粗較重?，F(xiàn)場組裝系統(tǒng)，需要通過5m連接線連接采集控制主機(jī)，同時5m電纜線連接電纜盤，電纜盤的出線端與爬行器連接，鏡頭安裝在爬行器上。整套設(shè)備現(xiàn)場組裝繁瑣，電纜線粗重，采集控制系統(tǒng)比較笨重，移動操作不方便，現(xiàn)場工作效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)及檢測方法，能夠節(jié)約電纜線的數(shù)量，并且提高傳輸距離。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，包括管道機(jī)器人、電纜盤和采集控制終端，其特征在于:所述的管道機(jī)器人包括攝像頭模塊和爬行器；
所述的攝像頭模塊包括前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和第一接口，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和第一微處理器分別與第一接口連接，第一微處理器的輸出端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接；所述的爬行器包括架體、架體兩側(cè)的輪子、用于驅(qū)動輪子的驅(qū)動馬達(dá)、用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊、與第一接口匹配的第二接口和與第一電力載波模塊連接的電力線接口；所述的傳感器組的輸出端與第二微處理器連接，第二微處理器的輸出端與驅(qū)動馬達(dá)連接，第二微處理器與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接;網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與第一電力載波模塊連接，電力線接口通過電力線輸入輸出數(shù)據(jù)；
第一微處理器通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接，前視數(shù)字?jǐn)z像頭通過第一接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接；
所述的電纜盤包括與所述的電力線接口連接的電力線、用于將電力載波信號解析為數(shù)字信號的第二電力載波模塊、第四微處理器和用于與檢測模塊數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊依次連接；
所述的采集控制終端為裝有檢測模塊的移動終端，用于從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收數(shù)字化的視頻及狀態(tài)參數(shù)信號，檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)，將控制指令從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給電纜盤，根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
[0006]按上述系統(tǒng)，所述的管道機(jī)器人還包括抬升裝置，抬升裝置包括抬升架體和硬件模塊;抬升架體由抬升架、抬升臂和抬升座依次連接構(gòu)成，抬升座與爬行器的架體機(jī)械連接;所述的硬件模塊包括相互連接的第三微處理器和用于驅(qū)動抬升臂的抬升馬達(dá);抬升架上設(shè)有與第一接口匹配的第三接口，且抬升座上設(shè)有與第二接口匹配的第四接口，第三微處理器通過第一接口、第三接口、第四接口和第二接口連接在第一微處理器和第二微處理器之間。
[0007]按上述系統(tǒng)，所述的攝像頭模塊還包括與第一微處理器連接的氣壓傳感器。
[0008]按上述系統(tǒng)，所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)包括水平旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。
[0009]按上述系統(tǒng)，所述的抬升臂設(shè)有抬升極限位置，抬升極限位置設(shè)有與第三微處理器連接的限位電位器。
[0010]按上述系統(tǒng)，所述的抬升架設(shè)有通過第四接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接的后視數(shù)字?jǐn)z像頭。
[0011 ]按上述系統(tǒng)，所述的攝像頭模塊設(shè)有通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接的光源。
[0012]利用上述基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的檢測方法，其特征在于:它包括以下步驟:
51、裝有檢測模塊的移動終端與電纜盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接；
52、管道機(jī)器人中的數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)、傳感器組采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊匯為一路數(shù)字信號，通過第一電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸給電纜盤上的第二電力載波模塊；電纜盤上的第二電力載波模塊將數(shù)字信號解析出來，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給裝有檢測模塊的移動終端;檢測模塊將傳感器組采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)中進(jìn)行顯示；
53、檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)；
控制指令通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送至電纜盤，再經(jīng)第二電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸?shù)焦艿罊C(jī)器人，調(diào)用相應(yīng)的各微處理器進(jìn)行指令操作；
檢測模塊還包括計算模塊，用于利用輸入的參數(shù)，根據(jù)管道檢測標(biāo)準(zhǔn)計算并生成檢測?艮胃；
檢測模塊根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
[0013]按上述方法，所述的控制指令包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制指令、驅(qū)動馬達(dá)控制指令、數(shù)字?jǐn)z像頭控制指令和光源開關(guān)指令。
[0014]按上述方法，所述的檢測指令包括圖片存儲指令、視頻存儲指令、檢測報告生成指令和檢測報告存儲指令。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明選用數(shù)字?jǐn)z像頭，攝像頭模塊和爬行器為可拆卸連接，并且連接方式簡單，便于攜帶和現(xiàn)場組裝;選用電力載波模塊，只需要雙芯線即可實(shí)現(xiàn)電源、視頻信號、控制信號的同步同線傳輸，節(jié)約了電纜線的數(shù)量，減輕了重量，提高了操作效率，同時基于本領(lǐng)域的特點(diǎn)，管道中對電力載波的影響較小，通過此方式傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離傳輸(3km以上)，較傳統(tǒng)的總線方式通訊大大提高;在純數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)下，采用純軟件的方式，無需傳統(tǒng)的大型檢測箱體，只需要在移動終端裝有檢測模塊軟件，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。
[0016]2、通過在可拆卸的攝像頭模塊和爬行器之間增加抬升裝置，并且之間的機(jī)械連接方式和電連接方式均簡單可行，拼裝方便，且適合不同管道對視頻采集高度的需要。
[0017]3、電纜盤將得到的電力載波信號解析為數(shù)字信號，然后通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給移動終端，從移動終端無線接收控制指令再由電力載波模塊發(fā)送給管道機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)信號的無線傳輸，進(jìn)一步的便于遠(yuǎn)程操作。
[0018]4、在抬升裝置上增設(shè)后視數(shù)字?jǐn)z像頭，2路視頻信號均與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接，實(shí)現(xiàn)多路視頻信號的同步傳輸及顯示。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為爬行器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3為抬升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為攝像頭模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的使用狀態(tài)圖。
[0024]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的硬件原理框圖。
[0025]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的操作方法流程圖。
[0026]圖中:丨-攝像頭模塊，2-抬升裝置，3-爬行器，11-第一接口，21-抬升架，22-抬升臂，23-抬升座，24-第三接口，25_第四接口，31_架體，32-輪子，33-第二接口，34_電力線接
□ O
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0028]本發(fā)明提供一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，包括管道機(jī)器人、電纜盤和采集控制終端，如圖5和圖6所示，管道機(jī)器人包括攝像頭模塊I和爬行器3，所述的攝像頭模塊I如圖4所示，包括依次連接的前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和第一接口 11，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和第一微處理器分別與第一接口連接，第一微處理器的輸出端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接;所述的爬行器如圖2所示，包括架體31、架體兩側(cè)的輪子32、用于驅(qū)動輪子32的驅(qū)動馬達(dá)、用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊、與第一接口匹配的第二接口 33和與第一電力載波模塊連接的電力線接口 34 ；所述的傳感器組的輸出端與第二微處理器連接，第二微處理器的輸出端與驅(qū)動馬達(dá)連接，第二微處理器與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與第一電力載波模塊連接，電力線接口34通過電力線輸入輸出數(shù)據(jù);第一微處理器通過第一接口 11、第二接口 33與第二微處理器連接，前視數(shù)字?jǐn)z像頭通過第一接口 11、第二接口 33與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接。所述的電纜盤包括與所述的電力線接口 34連接的電力線、用于將電力載波信號解析為數(shù)字信號的第二電力載波模塊、第四微處理器和用于與檢測模塊數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊依次連接。所述的采集控制終端為裝有檢測模塊的移動終端，用于從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收數(shù)字化的視頻及狀態(tài)參數(shù)信號，檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)，將控制指令從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給電纜盤，根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
[0029]優(yōu)選的，管道機(jī)器人還包括抬升裝置2，如圖3和圖1所示，抬升裝置2包括抬升架體和硬件模塊;抬升架體由抬升架21、抬升臂22和抬升座23依次連接構(gòu)成，抬升座23與爬行器3的架體31機(jī)械連接;所述的硬件模塊包括相互連接的第三微處理器和用于驅(qū)動抬升臂22的抬升馬達(dá);抬升架21上設(shè)有與第一接口 11匹配的第三接口 24，且抬升座23上設(shè)有與第二接口 33匹配的第四接口 25，第三微處理器通過第一接口 11、第三接口 24、第四接口 25和第二接口 33連接在第一微處理器和第二微處理器之間。
[0030]網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的作用在于:將第一至第三微處理器的信號、攝像頭的視頻信號，匯聚為一路信號，才能與第一電力載波模塊連接。本實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊即為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
[0031]優(yōu)選的，可以分別在攝像頭模塊、爬行器上設(shè)置一些用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器。例如，攝像頭模塊還可以包括與第一微處理器連接的氣壓傳感器、用于在光線不足時提高視頻效果的光源等;在抬升裝置上設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接的后視數(shù)字?jǐn)z像頭，給后視數(shù)字?jǐn)z像頭配備與第二微處理器連接的光源等。
[0032]另外，為了實(shí)現(xiàn)更好的效果，數(shù)字?jǐn)z像頭可以水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)，那么旋轉(zhuǎn)馬達(dá)就包括水平旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá);為了避免抬升臂抬升過度，抬升臂設(shè)有抬升極限位置，抬升極限位置設(shè)有與第三微處理器連接的限位電位器。
[0033]在本實(shí)施例中，第一至第三微處理器均選用單片機(jī);第一至第四接口均為防水航空插頭;數(shù)字?jǐn)z像頭為200萬像素及以上的數(shù)字?jǐn)z像傳感器，具備光學(xué)10倍及以上、數(shù)字12倍及以上的變倍功能。
[0034]本實(shí)施例中，所有接口處均設(shè)有密封圈，并在所有設(shè)備(攝像頭模塊1、抬升裝置2、爬行器3)上分別設(shè)有打氣孔，向設(shè)備內(nèi)進(jìn)行打氣增壓，通過氣壓傳感器監(jiān)測氣壓，放置一段時間氣壓不變的話，說明防水性能好。本實(shí)施例的攝像頭模塊1、抬升裝置2、爬行器3防水等級均為IP68。
[0035]在具體應(yīng)用時，攝像頭模塊I可以直接與爬行器3通過第一接口11和第二接口 33連接;在一些較粗的管道中，需要對拍攝視頻的高度有要求時，攝像頭模塊I通過抬升裝置2與爬行器3連接。抬升裝置中內(nèi)置硬件模塊，并且巧妙的設(shè)置第三接口24和第四接口25，從而實(shí)現(xiàn)與攝像頭模塊I和爬行器3的電連接，無需在外部另外設(shè)置攝像頭模塊I和爬行器3之間的連線，避免線路過多造成自動爬行時造成的纏繞雜物或其它問題，同時也利于現(xiàn)場組裝和拆卸，極大程度的保護(hù)了設(shè)備的安全性，延長設(shè)備的使用壽命。
[0036]優(yōu)選的，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊為無線通訊模塊。電纜盤從電力線獲取電力載波信號，利用第二電力載波模塊對電力載波信號進(jìn)行解析，獲得視頻信號，將視頻信號通過有線或無線的方式(例如wif1、4G等)發(fā)送給移動終端，移動終端發(fā)送的控制信號通過有線或無線的方式由電纜盤接收，電纜盤利用第二電力載波模塊將控制信號以電力載波的方式從電力線傳輸?shù)轿挥谂佬衅鞯牡谝浑娏d波模塊，第一電力載波模塊將控制信號解析出來，再發(fā)送給各微處理器。
[0037]本實(shí)施例中，電纜盤還包括電纜架、自動排線裝置、驅(qū)動部件和電源系統(tǒng)。電力線為兩芯的同軸電纜或雙絞線或平行線，兩芯的電力線同步傳輸電源、視頻信號、控制信號，因此比傳統(tǒng)的8芯電纜線更細(xì)更輕，并且更牢固。
[0038]利用上述基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的檢測方法，如圖7所示，包括以下步驟:
51、裝有檢測模塊的移動終端與電纜盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接；
52、管道機(jī)器人中的前視數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)、傳感器組采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊匯為一路數(shù)字信號，通過第一電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸給電纜盤上的第二電力載波模塊；電纜盤上的第二電力載波模塊將數(shù)字信號解析出來，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給裝有檢測模塊的移動終端;檢測模塊將傳感器組采集的數(shù)據(jù)疊加到前視數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)中進(jìn)行顯示；
53、檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)；
控制指令通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送至電纜盤，再經(jīng)第二電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸?shù)焦艿罊C(jī)器人，調(diào)用相應(yīng)的各微處理器進(jìn)行指令操作；
檢測模塊還包括計算模塊，用于利用輸入的參數(shù)，根據(jù)管道檢測標(biāo)準(zhǔn)計算并生成檢測?艮胃；
檢測模塊根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
[0039]進(jìn)一步細(xì)化的，所述的控制指令包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制指令、驅(qū)動馬達(dá)控制指令、數(shù)字?jǐn)z像頭控制指令和光源開關(guān)指令;所述的檢測指令包括圖片存儲指令、視頻存儲指令、檢測報告生成指令和檢測報告存儲指令。
[0040]本實(shí)施例中，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和后視數(shù)字?jǐn)z像頭為數(shù)字高清攝像頭，實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字視頻信號采集，通過裝配在爬行器中的第一電力載波模塊采集并發(fā)送載波信號，實(shí)現(xiàn)電源、視頻信號、控制信號的同步同線傳輸至電纜盤，通過電纜盤的第二電力載波模塊接收并解析載波信號，通過電纜盤的無線傳輸模塊發(fā)送數(shù)字信號，通過具備無線傳輸功能的電腦或平板等移動終端接收信號，實(shí)現(xiàn)信號的錄制及儲存，以及通過GIS信息，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了管道檢測信息的GIS平臺信息化保存與管理。
[0041]其中，輸入的參數(shù)為管道屬性等，可以為通過人機(jī)交互方式輸入，也可以從地理信息系統(tǒng)中直接獲取，計算模塊利用輸入的參數(shù)，根據(jù)管道檢測標(biāo)準(zhǔn)計算并生成檢測報告，而管道檢測標(biāo)準(zhǔn)為本領(lǐng)域人員都知道的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其公式也是公開的，只需要在計算模塊設(shè)置該公式，即可利用檢測到數(shù)據(jù)和輸入的參數(shù)在計算模塊中計算得到檢測結(jié)果，再根據(jù)檢測指令生成檢測報告，該檢測報告能夠進(jìn)行存儲、利用無線網(wǎng)絡(luò)上傳至其它平臺，例如在地理信息系統(tǒng)進(jìn)行存儲和展示。
[0042]移動終端也可通過有線網(wǎng)絡(luò)線的形式與電纜盤實(shí)現(xiàn)信號的傳輸。
[0043]該技術(shù)的優(yōu)勢在于能實(shí)現(xiàn)信號的超長距離傳輸(3km以上)，并且只需使用2芯電纜即可實(shí)現(xiàn)電源、視頻信號、控制信號的同步同線傳輸。
[0044]本實(shí)施例中，攝像頭模塊裝備了前視數(shù)字?jǐn)z像頭、光源、水平旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、氣壓傳感器、限位電位器。前視數(shù)字?jǐn)z像頭為200萬像素及以上的數(shù)字?jǐn)z像傳感器。前視數(shù)字?jǐn)z像頭可實(shí)現(xiàn)水平360度無限旋轉(zhuǎn)、垂直270度旋轉(zhuǎn)，并可一鍵居中復(fù)位。攝像頭模塊還可以裝備平行激光測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對裂縫寬度的有效測繪。前視數(shù)字?jǐn)z像頭具備光學(xué)10倍及以上、數(shù)字12倍及以上的變倍功能。攝像頭模塊還可以裝備氣壓傳感器及氣壓指示燈，能以不同顏色來指示氣壓的大小，并且能傳輸氣壓值，并顯示在采集終端的視頻圖像中。
[0045]在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)上設(shè)有角度傳感器，采集數(shù)字?jǐn)z像頭的旋轉(zhuǎn)角度，也能以數(shù)字的形式，顯示在移動終端的視頻圖像中；在攝像頭模塊裝備的光源可無極調(diào)節(jié)亮度。
[0046]爬行器由驅(qū)動機(jī)械部件、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、載波傳輸模組、馬達(dá)驅(qū)動模組、離合器等構(gòu)成。抬升裝置上可設(shè)置氣壓傳感器，采集氣壓，并且通過氣壓指示燈指示，氣壓值能傳輸?shù)揭苿咏K端，并疊加顯示在視頻圖像中；在抬升裝置的尾部還可設(shè)置后視光源、后視數(shù)字?jǐn)z像頭，通過接口分別與爬行器中的第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接。后視攝像頭為200萬像素及以上的數(shù)字?jǐn)z像傳感器，后視光源可無極調(diào)節(jié)亮度。
[0047]爬行器的驅(qū)動馬達(dá)具備電子離合功能，在掉電的情況下，離合松開，可輕松推動。
[0048]抬升裝置為平行“Y”型支架結(jié)構(gòu)，氣壓彈簧輔助抬升。
[0049]視頻信號、傳感器數(shù)據(jù)信號、控制信號，都以數(shù)字信號的形式傳輸和存儲，在電纜盤和管道機(jī)器人之間，用電力載波的形式進(jìn)行傳輸。
[0050]整套系統(tǒng)使用的電源為市電，也可使用直流電池系統(tǒng)。
[0051]檢測模塊是一套安裝在具備無線傳輸功能的電腦或平板中的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，該應(yīng)用軟件能運(yùn)行在WIND0WS、1s、ANDR0ID等各種系統(tǒng)平臺上。安裝了應(yīng)用軟件的電腦或平板，通過無線網(wǎng)絡(luò)與電纜盤無線連接，電纜盤上預(yù)留了有線網(wǎng)絡(luò)接口，也可通過通用網(wǎng)線與采集控制系統(tǒng)連接。檢測模塊通過控制指令控制電纜盤收放電力線，控制爬行器前進(jìn)、后退、左右旋轉(zhuǎn);控制抬升裝置的抬升、下降，控制光源無極調(diào)節(jié)亮度，控制數(shù)字?jǐn)z像頭與后視攝像頭的切換;并且能同時同步顯示及采集前后視頻;控制前視攝像探頭調(diào)焦、變倍、旋轉(zhuǎn)、燈光調(diào)節(jié)、激光測量裂縫寬度、采集氣壓以及通過編碼器采集爬行的距離值;該電腦或平板通過自帶的GIS模組采集GIS地理坐標(biāo)信息；應(yīng)用軟件界面上顯示并采集視頻，視頻上疊加距離信息、工程信息、時間、日期、電量和工作時間信息、GIS信息;并通過GIS定位信息，將成果嵌入到地理信息系統(tǒng)平臺中。
[0052]該套系統(tǒng)通過結(jié)合數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)以及無線傳輸技術(shù)，使管道無線機(jī)器人檢測系統(tǒng)的數(shù)字化成為現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)場通過具備無線傳輸功能的終端采集數(shù)字化的成果，并且可以通過5G或其他網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，將現(xiàn)場采集成果，直接以數(shù)字化的方式傳輸?shù)胶笈_的GIS地理信息系統(tǒng)服務(wù)器平臺，進(jìn)行備份及管理。
[0053]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的設(shè)計思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，包括管道機(jī)器人、電纜盤和采集控制終端，其特征在于:所述的管道機(jī)器人包括攝像頭模塊和爬行器； 所述的攝像頭模塊包括前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和第一接口，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和第一微處理器分別與第一接口連接，第一微處理器的輸出端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接； 所述的爬行器包括架體、架體兩側(cè)的輪子、用于驅(qū)動輪子的驅(qū)動馬達(dá)、用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊、與第一接口匹配的第二接口和與第一電力載波模塊連接的電力線接口；所述的傳感器組的輸出端與第二微處理器連接，第二微處理器的輸出端與驅(qū)動馬達(dá)連接，第二微處理器與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接;網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與第一電力載波模塊連接，電力線接口通過電力線輸入輸出數(shù)據(jù)； 第一微處理器通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接，前視數(shù)字?jǐn)z像頭通過第一接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接； 所述的電纜盤包括與所述的電力線接口連接的電力線、用于將電力載波信號解析為數(shù)字信號的第二電力載波模塊、第四微處理器和用于與檢測模塊數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊依次連接； 所述的采集控制終端為裝有檢測模塊的移動終端，用于從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收數(shù)字化的視頻及狀態(tài)參數(shù)信號，檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)，將控制指令從網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給電纜盤，根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的管道機(jī)器人還包括抬升裝置，抬升裝置包括抬升架體和硬件模塊;抬升架體由抬升架、抬升臂和抬升座依次連接構(gòu)成，抬升座與爬行器的架體機(jī)械連接;所述的硬件模塊包括相互連接的第三微處理器和用于驅(qū)動抬升臂的抬升馬達(dá);抬升架上設(shè)有與第一接口匹配的第三接口，且抬升座上設(shè)有與第二接口匹配的第四接口，第三微處理器通過第一接口、第三接口、第四接口和第二接口連接在第一微處理器和第二微處理器之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的攝像頭模塊還包括與第一微處理器連接的氣壓傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)包括水平旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的抬升臂設(shè)有抬升極限位置，抬升極限位置設(shè)有與第三微處理器連接的限位電位器。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的抬升架設(shè)有通過第四接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接的后視數(shù)字?jǐn)z像頭。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的攝像頭模塊設(shè)有通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接的光源。8.利用權(quán)利要求1所述的基于管道機(jī)器人的管道檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的檢測方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、裝有檢測模塊的移動終端與電纜盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接； 52、管道機(jī)器人中的數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)、傳感器組采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊匯為一路數(shù)字信號，通過第一電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸給電纜盤上的第二電力載波模塊；電纜盤上的第二電力載波模塊將數(shù)字信號解析出來，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送給裝有檢測模塊的移動終端;檢測模塊將傳感器組采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)字?jǐn)z像頭采集的視頻數(shù)據(jù)中進(jìn)行顯示； S3、檢測模塊通過人機(jī)交互方式接收控制指令、檢測指令和輸入?yún)?shù)； 控制指令通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送至電纜盤，再經(jīng)第二電力載波模塊以電力載波的方式通過電力線傳輸?shù)焦艿罊C(jī)器人，調(diào)用相應(yīng)的各微處理器進(jìn)行指令操作； 檢測模塊還包括計算模塊，用于利用輸入的參數(shù)，根據(jù)管道檢測標(biāo)準(zhǔn)計算并生成檢測?艮胃； 檢測模塊根據(jù)檢測指令執(zhí)行對應(yīng)的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于:所述的控制指令包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制指令、驅(qū)動馬達(dá)控制指令、數(shù)字?jǐn)z像頭控制指令和光源開關(guān)指令。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于:所述的檢測指令包括圖片存儲指令、視頻存儲指令、檢測報告生成指令和檢測報告存儲指令。
【文檔編號】B25J5/00GK105915859SQ201610432057
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】劉志國, 盧燕磊, 余芳, 江金城, 王翔, 余佳, 彭庚, 王麗莎, 劉建勝, 陳路, 李 浩
【申請人】武漢中儀物聯(lián)技術(shù)股份有限公司