一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人及其巡检方法与流程

本发明属于智能机器人领域，更具体地，涉及一种可适应于综合管廊的具有蛇形探测头的巡检智能机器人及其巡检方法。

背景技术：

综合管廊即地下城市管道综合走廊，将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥挤问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修，此外，该系统还有一定的防震减灾作用，综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用。

在发达国家，综合管廊已经存在了一个多世纪，在系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势，我国目前建有综合管廊的城市还比较少，但多个城市已相继出台了综合管廊建设指导及管理文件，在我国高速发展的今天，综合管廊的发展已然成为一种趋势，与其配套的综合管廊巡检技术也亟待完善。

目前的综合管廊巡检机器人主要有三类，轮式机器人、挂轨机器人、履带式机器人，其中履带式机器人路面适应能力强，可爬坡、上台阶，可以实现无轨化自动定位导航，无需大规模土建施工，活动范围大，行走路线灵活可调，传动效率高而且负载能力强。

蛇形机器人是一种模拟生物蛇运动的新型机器人，它能够很好的完成如蛇体一般的多自由度运动，蛇形机器人因身体细长、横截面小、运动状况稳定、灵活性强和环境适应能力强等优点能够应用于多种工作领域。

目前常规的综合管廊巡检机器人巡查过程可能受到角度和光线的影响，造成视频采集模糊或者某些狭小位置难以精密探测的问题，采用蛇形机器人进行巡检灵活度高，但是传动效率低，一般只适用于结构复杂的管道，目前的综合管廊巡检机器人尚且没有一种可以实现近距离探测、无死角探测。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人，可以实现近距离探测、无死角探测，保障巡查异常信号的识别率及准确率。

第一方面，本发明实施例提供了一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人，包括机体、三角履带传动轮、探测底座、若干蛇形运动模块、大范围视频采集模块；所述三角履带传动轮对称设置在机体的两侧，用于机器人行走，所述探测底座位于机体上方，所述大范围视频采集模块设置在探测底座侧部，所述探测底座连接若干蛇形运动模块，所述若干蛇形运动模块之间依次连接，在依次连接的若干蛇形运动模块末端连接有蛇头探测头；

所述机体上还设有红外测温模块、气体检测模块、湿度检测模块、处理分析模块、数据传输模块、自主定位导航模块及驱动模块，所述自主定位导航模块采用高仙GS-SR模块，所述红外测温模块、气体检测模块和湿度检测模块用于常规巡检过程中的检测，将收集到的数据集中于处理分析模块，进行判断分析，所述自主定位导航模块采用高仙GS-SR模块，在规划路线之后可以实现自动巡检。

所述若干蛇形运动模块包括蛇形模块上连接部、蛇形模块下连接部及蛇形模块舵机，所述蛇形模块上连接部的连接口可以进行90度旋转。

所述蛇头探测头上设有精密视频采集模块、精密气体检测模块、照明模块及距离传感器。

所述探测底座上还设有升降机构，用于探测底座的升降。

本发明的第二方面，提供了一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人的巡检方法，包括如下步骤：

步骤S110，使用自主定位导航模块，对巡检范围进行自主扫描以及路径规划；

步骤S120，开始自动巡检，获取巡检区域的图像，采集红外测温信息、气体检测信息、湿度检测信息；

步骤S130，信息处理；

步骤S1301，信息正常，正常发送信息；

步骤S1302：信息异常，发送报警信息；

步骤S1312，发现异常数据时，蛇形探测头运动至异常管道近处，使用所述精密视频采集模块及精密气体检测模块、照明模块进行探测；

步骤S140，将所述信息传输给数据管理台。

优选的，所述步骤S130还包括步骤S1303，使用算法识别图像，对管线空间信息、管线排列属性信息等进行分析传输，当管廊线路变动更新时，通过巡检机器人实现自主更新管廊数据，可选的，生成管廊线路的三维排列方式。

本发明的可适应于综合管廊的巡检机器人以及一种巡检机器人的巡检方法，在检测到异常信号时，可以使用蛇形探测头进行精密探测，对一般巡检机器人难以观察的管道背面也可以进行探测分析，可以第一时间提供给后台管理人员精密的视频及检测数据，保障巡检异常信号的识别率及准确率。

附图说明

图1是本发明的一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人的结构示意图；

图2是本发明所述探测底座的升高示意图；

图3是本发明所述蛇形运动模块的示意图；

图4是本发明所述模块上连接部连接口旋转90度示意图；

图5是本发明的一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人的结构框图；

图6是本发明的一种巡检机器人的巡检方法的流程图；

图7是本发明的一种巡检机器人可选巡检方法的流程图；

附图标记：1.三角履带传动轮，2.蛇头探测头，3.蛇形模块上连接部，4.蛇形模块舵机，5.蛇形模块下连接部，6.探测底座，7.大范围视频采集模块，8.机体，9.红外测温模块，10.气体检测模块，11.湿度检测模块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明的第一方面，一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人，包括：机体8、两个三角履带传动轮1、探测底座6、若干蛇形运动模块、蛇头探测头2，所述三角履带传动轮1位于机体8侧下方，用于机器人行进运动，所述探测底座6位于机体上方，所述若干蛇形运动模块首先与探测底座6相连接，再依次连接，所述蛇头探测头2连接于蛇形运动模块末端。

所述机体8包括红外测温模块9、气体检测模块10、湿度检测模块11、处理分析模块、数据传输模块、自主定位导航模块、驱动模块，所述自主定位导航模块采用高仙GS-SR模块，红外测温模块9、气体检测模块10和湿度检测模块11用于常规巡检过程中的检测，收集到的数据集中于处理分析模块，进行判断分析，所述自主定位导航模块采用高仙GS-SR模块，在规划路线之后可以实现自动巡检，并集成有避障功能。

所述探测底座6包括大范围视频采集模块7、交互式对讲模块，大范围视频采集模块7用于管廊实时监测，可选的，可进行算法识别图像，对管线空间信息、管线排列属性信息等进行分析传输，使数据管理平台对管廊线路拥有清楚的了解，交互式对讲模块用于数据管理平台与机器人终端的对讲。

如图2所示，所述探测底座6拥有升降功能，用于适应不同高度的管廊。

所述蛇头探测头2包括精密视频采集模块、精密气体检测模块、照明模块、距离传感器，在发现异常进行详细探测时，精密气体检测模块、精密视频采集模块配合照明模块、距离传感器，可以获取更加确切的泄露信息和更加清楚的视频信息，帮助数据管理平台第一时间详细的了解现场情况。

如图3所示，本发明蛇形运动模块的示意图，所述若干蛇形运动模块包括模块上连接部3、模块下连接部5及模块舵机4。

如图4所示，所述模块上连接部3的连接口可以进行90度旋转，模块可以根据实际巡检场景调整数量和模块类型，不同类型的模块具有不同的长度，相邻模块间正交连接，实现蛇形多自由度运动。

如图6所示，本发明的第二方面，提供了一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人的巡检方法，包括：

步骤S110：使用高仙GS-SR自主定位导航模块，对巡检范围进行自主扫描以及路径规划；

步骤S120：开始自动巡检，获取巡检区域的图像，采集红外测温信息、气体检测信息、湿度检测信息；

步骤S130：信息处理；

步骤S1301：信息正常，正常发送信息；步骤S1302：信息异常，发送报警信息；

步骤S1312：发现异常数据时，蛇形探测头2运动至异常管道近处，使用所述精密视频采集模块及精密气体检测模块、照明模块进行探测；

步骤S140：将所述信息传输给数据管理台。

本实施例中的5、 一种具有蛇形探测头的巡检智能机器人的巡检方法，首先，使用自主定位导航模块，对巡检范围进行自主扫描以及路径规划，在处理分析模块中形成环境地图及路径，实现自动化巡检；其次，开始自动巡检工作，所述红外测温模块9、气体检测模块10、湿度检测模块11及大范围视频采集模块7开始工作，将采集到的信息传输到处理分析模块中，判断分析是否有异常情况；当情况正常，所述信息远程传输给数据管理台，无报警信息；当情况异常，所述信息远程传输给数据管理台，并报警，提醒管理台人员，同时蛇形探测头进行工作，通过多自由度运动可以将蛇头探测头2伸入近处甚至死角、背面位置，需要时可以配合探测底座6的升降，扩大蛇头探测头2的运动范围，之后使用所述精密视频采集模块及精密气体检测模块、照明模块、距离传感器进行探测，并将详细信息传输给数据管理台，帮助数据管理平台第一时间详细的了解现场情况，需要时，交互式对讲模块可进行工作，使管理人员和现场人员进行对讲。

如图7所示，可选的，所述步骤S130还包括步骤S1303：使用算法识别图像，对管线空间信息、管线排列属性信息等进行分析传输，使数据管理平台对管廊线路拥有清楚的了解，当管廊线路变动更新时，通过巡检机器人实现自主更新管廊数据，可选的，可生成管廊线路的三维排列方式。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。