适应于高水位排水管道检测的胶囊机器人的制作方法

1.本实用新型涉及一种适应于高水位排水管道检测的胶囊机器人。适用于排水管道检测领域。


背景技术：

2.目前城市的排水管道承担着雨水、生活污水、工业废水等排放任务，在城市安全运行中发挥着重要作用。由于管线处于地下，具有隐蔽性的特点，大量的排水管道以及暗涵建设年代久远，使用时间较长，易出现排水不畅、淤堵等情况。一些管道及暗涵的内壁腐蚀严重、容易造成管道破损，路面塌陷，影响居民生活质量的同时带来了巨大的安全隐患。因此，必须对排水管道以及暗涵做定期维护检测，以了解管道内的结构性状况和功能性状况，结构性状况主要与管道的结构强度和使用寿命密切相关，包括管道接头、管壁、管基础状况等；功能性状况指管道的通水或排污能力，包括管道上集结油脂、管内泥沙沉积等。
3.通过排水管道或者暗涵检测结果可为制定排水管道或者暗涵清淤或者修复方案提供科学依据，确认是否需要清淤以及修复，对于这些排水管道以及暗涵内部的检测，需要采用相应的检测设备。
4.目前，最广泛使用的检测设备是管道闭路电视检测系统(简称cctv)，一种可沿管道内部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械的设备，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统，常规排污管道或暗涵cctv检测流程为：施工准备
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排水
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管道清淤
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通风
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cctv检测。它对于管道内部的情况可以进行实时影像监视、记录、视频回放、图像抓拍及视频文件的存储等操作，无需工作人员进入到管道内即可快速了解管道内部的情况。
5.然而，现有管道检测设备存在一定局限性，一是因为实际检测过程中，由于清淤成本过高，很多情况下难以达到规范要求管道洁净程度，如果污水管道内淤泥层过厚或垃圾过多，cctv检测机器人的车轮容易陷入淤泥或被障碍物阻隔不能前进；需进排水、管道清淤及通风等工序所需周期较长，需耗费大量人力、物力；二是通过车轮调整cctv检测机器人摄像头的位置，使得摄像头位与污水管的中轴线附近，便于全面检测污水管内的淤积堵塞情况，但是排水管道中轴线附近的污水污渍较多，cctv检测设备行进过程中污渍滴落附着在摄像头上，则必须将cctv检测设备取出冲洗干净，使用较为麻烦。
6.当排水管道内部长期处于较高水位运行时，常规cctv检测无法进行检测，此时，可采用传统潜望镜qv进行观测管道内部情况，通过检测人员在地面手持qv操作杆将其检测探头伸入排水管道或者暗涵内，操作主机调节高清摄像头以观察内部情况。但是采用传统潜望镜qv设备存在两个重大缺陷，一是基于摄像头检测的距离有限，只能在排水检查口或者暗涵天窗附近的对其进行检测，对于排水管道或者暗涵更加深入的内部情况则难以查看清楚。二是处在水位以下的管道的情况仅通过摄像头难以判断淤堵或者损坏情况。
7.综上所述，在管道以及暗涵内部的检测中，若采用常规的cctv检测设备则需对排水管道进行封堵，排水等前期准备过程，当导排不畅导致管道中存在较多水量时则无法将
设备放入进行检测。若采用传统潜望镜qv设备时，只能在排水管道的检查井以及暗涵的天窗附近进行检测，无法对暗涵或者排水管道进行更加深入的内部进行检测，即无法知晓排水管道的淤堵、破损情况。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适应于高水位排水管道检测的胶囊机器人。
9.本实用新型所采用的技术方案是：一种适应于高水位排水管道检测的胶囊机器人，其特征在于：具有主舱体，主舱体后端装有螺旋桨，主舱体前端装有螺旋钻头，主舱体内装有控制主板，以及接于控制主板上的用于管道内三维影像的声呐三维成像设备、用于获取管道内影像的cctv检测摄像头、用于获取位置信息的gps定位器和用于驱动所述螺旋桨和螺旋钻头转动的驱动机构；
10.所述主舱体两侧均安装有蓄水舱，两蓄水舱对称布置于主舱体两侧，蓄水舱上装有连通蓄水舱外侧的塑料软管并配有潜水泵，潜水泵电连接所述控制主板。
11.所述主舱体内分为上下布置的设备舱和动力传输舱，其中设备舱内安装所述声呐三维成像设备、cctv检测摄像头和gps定位器，动力传输舱内安装所述驱动机构。
12.所述驱动机构包括转动电机，转动电机经传动杆和齿轮传动连接所述螺旋钻头和螺旋桨。
13.所述设备舱顶部设有开口并配有可控制开闭的电控舱门，电控舱门电连接所述控制主板；
14.所述cctv检测摄像头配有能带动cctv检测摄像头伸出所述设备舱顶部开口的电动伸缩旋转支架，电动伸缩旋转支架电连接所述控制主板。
15.所述螺旋钻头整体呈圆锥形，表面为螺旋状条纹，铝合金材质。
16.所述螺旋桨呈风叶状，材质为铝合金。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型采用主舱体与蓄水舱结合的形式，配合潜水泵可根据管道内水位控制该胶囊机器人浮于水面或潜入水中，可在高水位运行工况下进入排水管道或者暗涵中，随着水流方向前进。
18.本实用新型通过声呐三维成像设备、cctv检测摄像头获取管道内影像，以辅助判断管道内状况。本实用新型中可将cctv检测摄像头设置于设备舱内，尽可能避免管道内污渍滴落附着在摄像头，保证摄像头拍摄效果。
19.本实用新型可通过gps定位器实时发送定位，以显示管道内存在缺陷的位置。
附图说明
20.图1为实施例中主舱体的平面布置示意图。
21.图2为实施例中主舱体的剖视图。
22.图3为实施例正视图。
23.图中：1、螺旋弹头；2、船体；2
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1、蓄电池；2
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2、声呐三维成像设备；2
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3、cctv检测摄像头；2
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4、gps定位器；2
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5、控制主板；3、螺旋桨；4、转动电机；5、传动杆；6、齿轮。
具体实施方式
24.本实施例为一种适应于高水位排水管道检测的胶囊机器人，具有主舱体，主舱体后端装有螺旋桨(螺旋桨呈风叶状，材质为铝合金)，主舱体前端装有螺旋钻头(螺旋钻头整体呈圆锥形，表面为螺旋状条纹，铝合金材质)。
25.本例中主舱体内分为上下布置的设备舱和动力传输舱，设备舱内装有控制主板和为该胶囊机器人供电的蓄电池，以及接于控制主板上的用于管道内三维影像的声呐三维成像设备、用于获取管道内影像的cctv检测摄像头和用于获取位置信息的gps定位器，动力传输舱内装有用于驱动螺旋桨和螺旋钻头转动的驱动机构，驱动机构电连接控制主板。
26.本例中驱动机构包括转动电机，转动电机经传动杆和齿轮传动连接螺旋钻头和螺旋桨，转动电机电连接控制主板。
27.本实施例中主舱体两侧均安装有蓄水舱，两蓄水舱对称布置于主舱体两侧，蓄水舱上装有连通蓄水舱外侧的塑料软管并配有潜水泵，通过潜水泵控制蓄水舱内水位，潜水泵电连接控制主板。
28.本实施例中设备舱顶部设有开口并配有可控制开闭的电控舱门，电控舱门电连接控制主板。本例中cctv检测摄像头配有能带动cctv检测摄像头从设备舱顶部开口伸出的电动伸缩旋转支架，电动伸缩旋转支架电连接控制主板。
29.本实施例的工作原理如下：
30.当装置开始运行，将胶囊机器人放入排水管道或暗涵中，胶囊机器人随着水流方向前进，主要分为三种工况：
31.(1)当水位为满管时，操作人员在地面操作与胶囊机器人上控制主板通讯连接的远程控制终端，远程控制终端通过信号开启潜水泵开始运行工作，蓄水舱开始蓄水，胶囊机器人开始直到下沉至管道中部位置，接着开启声呐三维成像设备，对管道底部位置进行三维成像扫描，将图像回传至远程控制终端，地面操作人员依据图像来判断管道或暗涵淤堵程度；
32.同时当前进遇到障碍物时，开启转动电机，螺旋桨和螺旋钻头在转动电机作用下开始运转前进；
33.胶囊机器人在前进过程中定位器将运行轨迹回传至远程控制终端。
34.(2)当水位为1/2管～满管之间时，潜水泵开始排水，胶囊机器人开始上浮，此时，通过操作远程控制终端，开启设备舱顶部的电控舱门，cctv检测摄像头通过电动伸缩旋转支架伸至设备舱外部，通过远程控制终端遥控摄像头对准管道或者暗涵内部，开始观测其破损情况，同时声呐三维成像设备对底部进行探测，将影像回传至远程控制终端遥控。
35.(3)当水位较低(1/3管～1/2管之间)时，胶囊机器人浮在水面上，只需通过cctv检测摄像头即可观测管道或暗涵的破损或者淤堵情况。
36.以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的保护范围之中。