一种水管内况检测机器人的制作方法

本发明涉及检测机器人技术领域，尤其涉及一种水管内况检测机器人。

背景技术：

水管是城市建筑中最广泛使用的物料运输手段。随着使用年限的增长，水管道面临着老化、腐蚀、断裂等各类问题，从而可能引发多种安全隐患。因此要保障水管道安全有效地被使用，就需要定期对水管道进行勘察。

传统的管道检测手段包括密间隔电位法、直流电位梯度法、交流电位梯度法、交流电位衰减法、超声波检测、漏磁检测等。

管道机器人检测是一种新型的检测手段，能够针对油、气、水等管道的内况，使用智能检测机器人进行勘察作业。管道检测机器人能够进入人所不能及、复杂多变的管道结构中，通过携带的设备仪器对管道内况进行检测和维护作业，因此其被认为是经济有效的手段。

现有的管道检测机器人如cn103615663a公开的管道内况检测机器人，其提供的推进机构在适当的管道内可与管道内壁紧密贴合，使机器人行进方向与管道径向保持一致，从而能够自由进退，增强机器人的环境适应能力；且当行进过程中遇到较大障碍物时，推进机构的双叶锯齿形刀片高速旋转，对其进行清除处理。如cn102913715a公开的管道检测机器人，其采用变径设计机构，根据管道的管径调整姿态，确保管径与机器人同轴，且适用范围管径为60-120mm的管道；同时该管道检测机器人通过一个电机同时带动三个齿轮运动来实现管道检测机器人的同轴移动，并通过双级弹簧的缓冲结构来适应管道的细微变形。如cn105276334a公开的一种管道检测机器人，其提供的四杆机构能够适应较大范围的管径变化，且解决了以往机构中驱动轮打滑或动力不足的问题。但现有的管道检测机器人成本高、结构复杂，且不能工作在正常注水的水管道内。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水管内况检测机器人，该检测机器人能够工作在正常注水的水管道内，以检测水管道内的老化、腐蚀和破裂等问题。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种水管内况检测机器人，包括拉绳测距装置、机器球和回收装置；所述拉绳测距装置用防水绳与所述机器球表面的一小圆环连接；

所述拉绳测距装置包括拉绳位移传感器，用于实时记录所述机器球行进的时间和位移量；

所述机器球表面至少均匀分布4个防水摄像头，用于采集所述机器球行经路径上的信息；

所述回收装置用于回收所述机器球。

进一步地，所述防水绳为高柔性防水不锈钢绳。

进一步地，所述机器球表面的小圆环与防水绳用一挂钩连接。

进一步地，每个防水摄像头上附有一个照明灯。

进一步地，所述机器球内部装设有电池模块、存储模块、蓝牙天线和逻辑控制模块；

所述电池模块用于提供电源；

所述存储模块用于存储所述防水摄像头拍摄的画面；

所述蓝牙天线用于将所述存储模块存储的拍摄画面传输给电脑，以根据所述机器球的位移量定位管道内的问题位置；

所述逻辑控制模块用于对防水摄像头、电池模块、存储模块、蓝牙天线统一管理。

进一步地，所述机器球表面均匀分布4个独立的防水定焦摄像头，其中所述防水定焦摄像头呈正三棱锥形。

进一步地，所述机器球呈球状，外壳为缓冲材料，并覆有防水膜；且外壳可拆卸，直径不超过十公分。

进一步地，所述回收装置为一网状结构，其网孔大小略小于所述机器球直径，网身采用抗水流冲击的不锈钢制成。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种水管内况检测机器人，该检测机器人能够工作在正常注水的水管道内，以检测水管道内的老化、腐蚀和破裂等问题。且该检测机器人无需动力推进模块和管内与管外之间的通信模块。本发明的具体优点包括：

1、能及时有效地检测管内情况，不影响水管正常使用。

2、机器球能够工作于管内路径不过于复杂的绝大多数水管。

3、工作情况下无需断水，不影响水管的正常使用。

4、成本低下，结构简单，操作简便。

5、回收装置能够及时回收机器球，以保证管道内不会留下多余异物。

附图说明

图1为本发明检测机器人的拉绳测距模块与机器球的连接示意图。

图2为本发明一实施例提供的球状绳头(机器球)内部结构示意图。

图3为图2中机器球内部模块连接关系示意图。

图4为本发明机器球被回收装置回收后的状态示意图。

图5为本发明一实施例的某一位置的水管内况检测结果。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

本发明提出一种水管内况检测机器人，包括拉绳测距装置、机器球和回收装置。

所述拉绳测距装置的核心部件为长距离的拉绳位移传感器。请参考图1，该拉绳位移传感器置于管道的起点，用带有挂钩的高柔性防水不锈钢绳与所述机器球相连，可以记录所述机器球的位移量和行进时间，用于后期管内问题位置的定位。当检测开始时，机器球顺水流流动，拉绳位移传感器实时记录机器球每个时刻的位移量。

所述机器球是一个防水的球状结构，外壳为缓冲材料，并覆有防水膜。并且机器球的外壳可拆卸，直径不超过十公分。所述机器球表面至少均匀分布4个防水摄像头，且每个防水摄像头上附有一个照明灯，以能够采集水管每一个角落的信息。请参考图2，在本发明一实施例中所述机器球表面集成了4个独立的防水定焦摄像头，用于采集机器球行经路径上的信息。所述防水定焦摄像头呈正三棱锥(空间均布)分布于机器球表面，以视频形式将拍摄画面存于机器球内置的存储模块中。且机器球的表面带有一小圆环，与高柔性防水不锈钢绳的挂钩连接，最终通过高柔性防水不锈钢绳与拉绳测距装置相连。请参考图3，所述机器球内部装设有电池模块、蓝牙天线、存储模块和逻辑控制模块；供电电源来自所述电池模块，逻辑控制模块对防水定焦摄像头、电池模块、蓝牙天线、存储模块统一管理。所述存储模块存储的视频画面可通过蓝牙天线与外部设备传输。检测过程中，机器球从管道起点放入，顺水流流向终点，通过回收装置回收。

所述回收装置为一网状结构，其网孔大小略小于机器球直径，网身采用抗水流冲击的不锈钢制成。回收装置位于管道终点，可在有效通过水流的同时，回收机器球。请参考图4，当回收装置回收到机器球后，将连接机器球表面小圆环与高柔性防水不锈钢绳的挂钩断开，以使高柔性防水不锈钢绳被所述拉绳测距装置原路拉回。

本发明检测机器人的工作流程为：

1、检测机器人执行任务前，由工作人员将拉绳测距装置和机器球初始化，置于管道起点，并将回收装置置于管道终点。

2、放入机器球，拉绳测距装置记录机器球在管道内行进的时间和位移量，机器球表面的防水定焦摄像头拍摄所述机器球行经路径的画面。

3、当机器球到达管道终点时，回收装置回收机器球，并且当回收装置回收到机器球后，将连接机器球表面小圆环与高柔性防水不锈钢绳的挂钩断开，以使高柔性防水不锈钢绳被所述拉绳测距装置原路拉回。

4、机器球将防水定焦摄像头拍摄的画面通过蓝牙天线传输给电脑，拉绳测距装置将记录的所述机器球的位移量传输给电脑，通过电脑同时比对拍摄画面与位移量，以定位管道内的问题位置。如图5所示，该图为本发明一实施例的某一位置的水管内况检测结果，且该图显示的是一段良好的管道，其特征为颜色连续、均匀。而老化、腐蚀的管道颜色不均匀、偏黄色；且破裂的管道会出现亮点和亮斑。

以上实施仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。