CN109827027B - 一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，包括履带机构，履带机构的上方通过升降机构支撑设有机身，履带机构的外端设有排障手臂固定在机身上，机身的前端设有GPS芯片、无线信号发射装置和声呐直径检测装置，机身的中部设有蓄水仓，机身的中后部设有水质检测装置，机身的尾部设有摆尾尾翼，机身上设有可拆装的拖拽电缆，机身下端中央设有高压喷射清障喷枪，高压喷射清障喷枪采用模块化组装，可以随意更换高压喷射清障喷***块实现不同功能，高压喷射清障喷枪的上端设有高清摄像头，履带机构的内侧设有螺旋桨安装在机身的底部。本机器人可以实现自动化检测管道内的堵塞情况和水质情况，且能自动定位堵塞位置，并自动清除障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道检测排污装置，具体涉及一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人。
背景技术
随着国家经济的快速发展，国家城市建设推进速度越来越快，城市管网作为城市建设基础设施起着尤为重要的排污、排水作用，但是由于种种原因，当前我国城市排水管线规划管理中存在很多问题。
排水管线规划编制滞后 , 规划设计质量不足，导致部分城市的市政管 线规划编制不健全 , 使得城市排水管线的实际位置 、 管径数值、管线服务区域、设施用地等缺乏详细的数据说明以及制度支持，使得在管理中存在诸多不便。
施工过程中，种种原因造成的城市管网在施工未能按照规划进行施工，在城市的建设当中，多数的情况下都是一边设计、一边施工、一边报批，再一方面在施工过程中的随意性强，导致设计与施工不否。
排水管线的普查与管网数据资料的更新不及时，使得管理部门对城市的现有管网没有清晰地调查数据，使得在处理相关问题时处理的结果与方案有所出入。
城市管网在铺设完成后一般是在特殊的情况下或者出现了不良结果后才能进行相应的施工排查，这需要大量的工程，路面开挖，开挖量大，寻找故障点，造成了大量成本。
随着国家对环境保护治理的加强，水资源的紧张，营造绿水青山的生态宜居环境，污水的治理也越来越重要，然而在现实中存在污水雨水混排的情况存在，这严重影响了水资源的有效治理。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种检测准确、排污快捷的城市管道检测排查排障水陆两栖机器人。
其技术方案是：一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，包括履带机构，履带机构的上方通过升降机构支撑设有机身，履带机构的外端设有排障手臂固定在机身上，机身的前端设有GPS芯片、无线信号发射装置和声呐直径检测装置，机身的中部设有蓄水仓，机身的中后部设有水质检测装置，机身的尾部设有摆尾尾翼，机身上设有可拆装的拖拽电缆，机身下端中央设有高压喷射清障喷枪，高压喷射清障喷枪采用模块化组装，可以随意更换高压喷射清障喷***块实现不同功能，高压喷射清障喷枪的上端设有高清摄像头，履带机构的内侧设有螺旋桨安装在机身的底部。
优选的，所述水质检测装置包括绝缘工程塑料，绝缘工程塑料内部形成流线型内腔，绝缘工程塑料的中上端设有便于连接机身的滑环连接接口，流线型内腔内从左往右依次设有前置环形压力传感器、环形密度测量头、酸碱度测量头和后置压力传感器。
优选的，所述机身内还设有蓄电池。
优选的，所述机身为高强度泡沫机身。
优选的，所述机身的内部还设有陀螺传感器。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：设计合理，动作可靠，实用性强。本机器人可以实现自动化的检测管道内的堵塞情况和水质情况，且能自动定位堵塞位置，并自动清除障碍物。
附图说明
图1是本发明一种实施例的正视结构示意图；
图2是本发明一种实施例的左视结构示意图；
图3是本发明一种实施例的俯视角度的透视结构示意图；
图4本发明一种实施例的水质检测装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1-4，一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，包括履带机构1，履带机构1的上方通过升降机构13支撑设有机身2，升降机构13便于机器人通过水位低的涉水区，履带机构1的外端设有排障手臂12固定在机身2上，排障手臂12用于重物的清理，排障手臂12通过微电机驱动经过减速器减速控制，在遇到紧急情况时，拨手伸展开协助机器人进行掉头动作，避免意外发生，机身2的前端设有GPS芯片、无线信号发射装置3和声呐直径检测装置4，机身2的中部设有蓄水仓5，蓄水仓5的蓄水量大小来控制机身上浮下沉深度，机身2的中后部设有水质检测装置6，机身2的尾部设有摆尾尾翼7，机身2上设有可拆装的拖拽电缆8，机身2下端中央设有高压喷射清障喷枪9，高压喷射清障喷枪9采用模块化组装，可以随意更换高压喷射清障喷***块实现不同功能，高压喷射清障喷枪9的上端设有高清摄像头10，履带机构1的内侧设有螺旋桨11安装在机身2的底部。
所述水质检测装置6包括绝缘工程塑料16，绝缘工程塑料16内部形成流线型内腔14，绝缘工程塑料16的中上端设有便于连接机身2的滑环连接接口19，流线型内腔14内从左往右依次设有前置环形压力传感器15、环形密度测量头17、酸碱度测量头18和后置压力传感器20，前置环形压力传感器15与后置压力传感器20探头获取的数据通过前后压力差可以判断水流的方向，前置环形压力传感器15与后置压力传感器20数据可以计算出相应的水流量，液体经过环形密度测量头17后，根据电压变化可以探测出对应的液体密度，各个探头集成在绝缘工程塑料当中，避免信号的干扰，确保数据的准确，各个信号数据经过处理器整理进行汇总传输，该模块可以随意更换，采用滑环连接接口19连接组装。
所述机身2内还设有蓄电池。
所述机身2为高强度泡沫机身。
所述机身2的内部还设有陀螺传感器。
由于城市管网中的复杂情况，水，杂质，水流等，所以该款机器人具有水陆两栖的能力来适应管网的环境，当检测到水位较浅时，机器人的运动主要靠履带机构1进行行走，当水位较高时，机器人会在高强度泡沫机身的作用下自然上浮，机器人的运动主要靠螺旋桨11和摆尾尾翼7作为机器人运动的动力来源。
机器人分为拖拽电缆8或者蓄电池两种方式作为运动的动力来源，有线的采用的为直供电力，无线的为蓄电池供电方式，拖拽电缆8的功能主要是供电、信号回传作为电脑端软件自动绘制官网图以及管径三维图，无线传输的方式为使用蓄电池进行供电进行工作，信息通过机器人自带天线进行无线WiFi传输，数据同步上传到网，通过电脑端和手机端可以同步查收信息。
机器人通过声呐直径检测装置4进行管道管径的测量，通过GPS芯片、无线信号发射装置3的定位技术获取高精度的位置以及对应位置管路直径的信息数据，从而获取相应的复合数据信息，为工程人员能够了解管线情况提供了数据信息。
机器人的声呐探测主要是置于机器人前端进行管径探测，对于管道的直径进行判断，结合前置高清摄像头10识别判断管道的情况：管道直径、管道中淤积情况，电脑端根据实时信息判读并认为干涉机器人的下一步动作，并记录相关的故障所在位置的坐标数据。
电脑端通过专业软件对采集到的数据（管径、位置、深度三个数据通过可调数据采集频率的形式获取相应的点、管径数据）并相应的绘制三维官网图，数据可以与手机端直接共享（5G的数据传输的可行性验证），数据直接存储在远程服务器，相关管理单位通过账号获取相关的数据，为以后管理分析打好数据基础。
机器人的陀螺传感器及时判断机器人所处的姿态数据，及时调整相关的动作，避免机器人出现倾覆，影响机器人数据采集以及回收。
机器人自带高压喷射清障喷枪9，用于处理管网中存在的轻微淤积情况，就近吸取管网中的水源，进行高压喷射，将管网中的潜在问题及时处理解决，提高机器人的通过性，如果遇到难以解决的故障，机器人根据存储信息数据路径，返回机器人投放点，高压喷射清障喷枪9采用模块化组装，可以随意更换高压喷射清障喷***块实现不同功能。
机器人的排障手臂12，在高压喷射清障喷枪9无法解决管网中的障碍物时，排障手臂12将障碍物拨向两侧，再采用高压喷射清障喷枪9的复合作用将障碍物清理掉，为机器人的前进扫清障碍，也避免了管路淤堵造成的灾害。
机器人的蓄电池电量情况可以通过手机端以及电脑端及时查看，避免电池量耗尽影响机器人的回收，机器人还设置有水流监测装置，判断管网中的水流方向，顺流逆流分别处理，便于节约功耗。
排水管路径判断，机器人通过检测数据来判断是否遇到了相应的丁字路口或者十字路口，当遇到路口时由人为干涉或者是自动行驶的方式来判断行进的方向。
机器人的水质检测装置6以及带有地磁功能的陀螺传感器，判定机器人所处的位置是否存在污水数据异常，异常排污，是否存在不合法的污水排放，为环境执法提供监测数据资料。
工作过程：对需要检测排污的管道，将机器人调试好放入管道内，机器人在履带机构1的动力下前进，或者漂浮在水上通过靠螺旋桨11和摆尾尾翼7提供动力方向前进，通过上述具体实施方式中各个部件的检测排污功能进行工作，工作完毕后撤回。
Claims (5)
1.一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，其特征在于：包括履带机构（1），履带机构（1）的上方通过升降机构（13）支撑设有机身（2），履带机构（1）的外端设有排障手臂（12）固定在机身（2）上，机身（2）的前端设有GPS芯片、无线信号发射装置（3）和声呐直径检测装置（4），机身（2）的中部设有蓄水仓（5），机身（2）的中后部设有水质检测装置（6），机身（2）的尾部设有摆尾尾翼（7），机身（2）上设有可拆装的拖拽电缆（8），主要用于供电、信号回传，机身（2）下端中央设有高压喷射清障喷枪（9），高压喷射清障喷枪（9）采用模块化组装，可以随意更换高压喷射清障喷***块实现不同功能，高压喷射清障喷枪（9）的上端设有高清摄像头（10），履带机构（1）的内侧设有螺旋桨（11）安装在机身（2）的底部；
当检测到水位较浅时，机器人的运动主要靠履带机构（1）进行行走，当水位较高时，机器人会在高强度泡沫机身的作用下自然上浮，机器人的运动主要靠螺旋桨（11）和摆尾尾翼（7）作为机器人运动的动力来源；
机器人的排障手臂（12），在高压喷射清障喷枪（9）无法解决管网中的障碍物时，排障手臂（12）将障碍物拨向两侧，再采用高压喷射清障喷枪（9）的复合作用将障碍物清理掉。
2.根据权利要求1所述的一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，其特征在于：所述水质检测装置（6）包括绝缘工程塑料（16），绝缘工程塑料（16）内部形成流线型内腔（14），绝缘工程塑料（16）的中上端设有便于连接机身（2）的滑环连接接口（19），流线型内腔（14）内从左往右依次设有前置环形压力传感器（15）、环形密度测量头（17）、酸碱度测量头（18）和后置压力传感器（20）。
3.根据权利要求1所述的一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，其特征在于：所述机身（2）内还设有蓄电池。
4.根据权利要求1所述的一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，其特征在于：所述机身（2）为高强度泡沫机身。
5.根据权利要求1所述的一种城市管道检测排查排障水陆两栖机器人，其特征在于：所述机身（2）的内部还设有陀螺传感器。
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