一种基于人工智能的管道探伤检测机器人及其探测方法与流程

1.本发明属于探测器相关技术领域，尤其是一种基于人工智能的管道探伤检测机器人及其探测方法。


背景技术：

2.石油、天然气是人类生产生活中不可或缺的重要能源，油气管道作为运输这类能源的重要输送渠道，是推动人类经济发展和造福民生的能源动脉，我国陆上油气管道总里程达到12
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104km，维护油气管道的安全意义重大，管道之间通常都是采用焊接连接，为了确保管道的稳定性，通常需要对管道进行探伤检测，检测焊接头处是否有裂纹、检测管道内壁是否有纵向裂纹等，而且通常管壁具有一定的厚度，从外部很难准确的检测裂纹，因此需要进入管道内部进行探伤检测。
3.其中，专利号为cn111505120b公开了一种金属管道内壁探伤机器人，包括内部设有驱动腔的机器人机体，机器人机体的上下端面内左右对称安装伸缩轮座，伸缩轮座远离机器人机体的一侧端面内设有与驱动腔连通的伸缩腔，伸缩腔内滑动安装有能够驱动机器人机体在金属管道内移动的伸缩驱动轮装置，通过设有电机驱动的移动轮能够在对金属管道内壁进行移动探测，通过超声笔探头对金属管道内壁进行环形探测，但是，由于其超声笔探头裸露在外侧，从而会使得检测机器人在运输过程中或者在复杂的环境中工作时，会使得超声笔探头的安全性降低，会对超声笔探头带来损害，进而会降低检测机器人的使用寿命。
4.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.发明目的：提供一种基于人工智能的管道探伤检测机器人及其探测方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
6.技术方案：一种基于人工智能的管道探伤检测机器人，包括壳体，壳体的两端顶部内均设置有防护机构，防护机构内均设置有移动机构，壳体内的中部设置有若干驱动机构，壳体的一侧侧壁设置有控制面板；移动机构上设置有检测装置，驱动机构被设置为壳体在管道内攀爬的动力源；检测时，移动机构驱动检测装置暴露在防护机构外，供检测装置根据需求进行检测；反之，移动机构及检测装置收纳于防护机构内。
7.在进一步的实施例中，为了实现对摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头的保护，使得摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头在不工作时可以在安装座内进行保护，避免了摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头在运输过程中受到损害，从而提高了探伤检测机器人在运输过程中的安全性，进而增加了探伤检测机器人的使用寿命，防护机构包括设置在壳体一端侧壁的安装座，且安装座的内部设置为中空结构，安装座的一侧两端均设置有连接板，连接板的一侧设置有移动门，连接板的一侧壁设置有两个相对称的凸块一，且凸块一之间设置有圆杆一，移动门的一侧壁设置有两个相对称的凸块二，凸块二之间设置
有圆杆二，且圆杆一与圆杆二的中部通过转动杆连接；圆杆一的底部套设有齿轮一，连接板的底部一侧设置有电机一，电机一的顶端设置有齿轮二，且齿轮二与电机一的输出轴固定连接，齿轮一与齿轮二相互啮合，移动门的底部与安装座的内的底部通过连杆活动连接；转动杆的设置为j形结构，且转动杆的一端设置有与圆杆一相配合的圆环一，转动杆的另一端设置有与圆杆二相配合的圆环二。
8.在进一步的实施例中，为了实现对摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头的位置移动，使得探伤检测机器人在需要工作时通过移动机构将摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头从安装座中移出，从而提高了探伤检测机器人的工作效率，移动机构包括安装在安装座内的固定板，固定板的顶端两侧均设置有滑轨，滑轨上设置有滑板，固定板一端的顶端中部设置有电机二，电机二的一侧设置有螺纹杆，且螺纹杆的一端与电机二的输出轴固定连接，滑板的侧壁中部开设有与螺纹杆相配合的螺纹孔；检测装置包括位于壳体一端的滑板的一侧顶端的摄像头组件和照明灯组件；位于壳体另一端的滑板的一侧顶端设置有固定块，固定块的顶端中部设置有贯穿于固定块的转轴；检测装置还包括设置在转轴一端的超声波探头，固定块远离超声波探头的一侧设置有电机三，且转轴的一端与电机三输出轴固定连接。
9.在进一步的实施例中，为了实现探伤机器人在不同直径大小的管道中进行移动，同时使得探伤机器人在移动的过程中一直处于管道的中心位置，从而提高了探伤检测机器人的适用性以及探伤检测机器人在检测过程中的准确性，驱动机构包括设置在壳体内的圆盘，且圆盘的圆周外侧均匀设置有与壳体内部侧壁连接的连接块；圆盘的顶端中部设置有连接柱，连接柱的外侧套设有方形块，圆盘的顶端外侧开设有滑槽，滑槽内设置有滑块，且滑块与方形块之间通过l形连杆连接；滑块的远离方形块的一侧中部设置有驱动杆，且驱动杆贯穿于壳体的外侧侧壁，驱动杆的一端设置有u形架，u形架内设置有驱动轮，u形架的一侧设置有驱动组件，其中两个相对称的滑块之间通过若干液压伸缩杆连接；方形块的顶端中部开设有与连接柱相配合的通孔一，方形块的两端的两侧顶部均设置有固定柱一；滑块的两侧壁均开设有与滑槽相配合的凹槽，滑块的顶端一侧设置有固定柱二，滑块的顶端另一侧设置有立块，立块的顶端两侧均设置有与液压伸缩杆相配合的连接杆；l形连杆的一端的端部设置有与固定柱一相配合的圆环三，l形连杆的另一端的端部设置有与固定柱二相配合的圆环四。
10.根据本发明的另一方面，提供了一种基于人工智能的管道探伤检测机器人的探测方法，该基于人工智能的管道探伤检测机器人的探测方法包括以下步骤：s1：通过控制面板启动电机一将移动门打开；s2：通过控制面板启动电机二将滑板滑出安装座内部；s3：通过控制面板启动电机三带动转轴以及超声波探头转动；s4：通过控制面板启动超声波探头来对管道进行环形探测。
11.有益效果：1、通过驱动机构的设置，使得探伤检测机器人可以在直径大小不同的管道内进行行走，从而提高了探伤检测机器人的适用性，同时，还使得探伤检测机器人能够在直径大小不同的管道内始终保持在管道的中心位置，进而保证了探伤检测机器人在检测过程中的稳
定性，提高了检测的准确性。
12.2、通过防护机构的设置，能够使得摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头在不工作时可以在安装座内进行保护，避免了摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头在运输过程中受到损害，从而提高了探伤检测机器人在运输过程中的安全性，进而增加了探伤检测机器人的使用寿命。
13.3、通过移动机构的设置，从而使得摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头的位置移动，使得探伤检测机器人在需要工作时通过移动机构将摄像头组件、照明灯组件以及超声波探头从安装座中移出，从而提高了探伤检测机器人的工作效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人的结构示意图；图2是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人另一状态的结构示意图；图3是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中壳体内的结构示意图；图4是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中防护机构的侧视图；图5是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中防护机构的结构示意图；图6是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中转动杆的结构示意图；图7是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中移动机构示意图；图8是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中移动机构、摄像头组件及照明灯组件的装配图；图9是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中移动机构与超声波探头的装配图；图10是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中驱动机构的结构示意图；图11是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中方形块的结构示意图；图12是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中滑块的结构示意图；图13是根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人中l形连杆
的结构示意图。
16.图中：1、壳体；2、防护机构；201、安装座；202、连接板；203、移动门；204、凸块一；205、圆杆一；206、凸块二；207、圆杆二；208、转动杆；209、齿轮一；210、电机一；211、齿轮二；212、连杆；213、圆环一；214、圆环二；3、移动机构；301、固定板；302、滑轨；303、滑板；304、电机二；305、螺纹杆；4、驱动机构；401、圆盘；402、连接块；403、连接柱；404、方形块；405、滑槽；406、滑块；407、l形连杆；408、驱动杆；409、u形架；410、驱动轮；411、驱动组件；412、液压伸缩杆；413、通孔一；414、固定柱一；415、凹槽；416、固定柱二；417、立块；418、连接杆；419、圆环三；420、圆环四；5、控制面板；6、检测装置；601、摄像头组件；602、照明灯组件；603、固定块；604、转轴；605、超声波探头；606、电机三。
具体实施方式
17.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
18.根据本发明的实施例，提供了一种基于人工智能的管道探伤检测机器人及其探测方法。
19.如图1-3所示，根据本发明实施例的一种基于人工智能的管道探伤检测机器人，包括壳体1，壳体1的两端顶部内均设置有防护机构2，防护机构2内均设置有移动机构3，壳体1内的中部设置有若干驱动机构4，壳体1的一侧侧壁设置有控制面板5；移动机构3上设置有检测装置6，驱动机构4被设置为壳体1在管道内攀爬的动力源；检测时，移动机构3驱动检测装置6暴露在防护机构外，供检测装置6根据需求进行检测；反之，移动机构3及检测装置6收纳于防护机构2内，其中电机一210、电机二304、电机三606、摄像头组件601、照明灯组件602、超声波探头605及液压伸缩杆412依次与控制面板5（内含有plc控制器）电连接。
20.如图4-6所示，在一个实施例中，对于防护机构2来说，防护机构2包括设置在壳体1一端侧壁的安装座201，且安装座201的内部设置为中空结构，安装座201的一侧两端均设置有连接板202，连接板202的一侧设置有移动门203，连接板202的一侧壁设置有两个相对称的凸块一204，且凸块一204之间设置有圆杆一205，移动门203的一侧壁设置有两个相对称的凸块二206，凸块二206之间设置有圆杆二207，且圆杆一205与圆杆二207的中部通过转动杆208连接；圆杆一205的底部套设有齿轮一209，连接板202的底部一侧设置有电机一210，电机一210的顶端设置有齿轮二211，且齿轮二211与电机一210的输出轴固定连接，齿轮一209与齿轮二211相互啮合，移动门203的底部与安装座201的内的底部通过连杆212活动连接；转动杆208的设置为j形结构，且转动杆208的一端设置有与圆杆一205相配合的圆环一213，转动杆208的另一端设置有与圆杆二207相配合的圆环二214，从而实现了对摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605的保护，使得摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605在不工作时可以在安装座201内进行保护，避免了摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605在运输过程中受到损害，从而提高了探伤检测机器人在运输过程中的安全性，进而增加了探伤检测机器人的使用寿命。
21.防护机构2的工作原理如下：通过控制面板5启动电机一210，进而带动齿轮二211转动，在齿轮二211与齿轮一209的啮合作用下，从而带动齿轮一209转动，进而带动圆杆一205转动，进而使得转动杆208以圆杆一205为中心进行转动，进而使得圆杆二207以圆杆一205为中心进行转动，进而带动移动门203移动，通过连杆212的作用下，使得两个移动门203之间的距离增大，进而使得移动门203移动至安装座201的两侧。
22.如图7-9所示，在一个实施例中，对于移动机构3来说，移动机构3包括安装在安装座201内的固定板301，固定板301的顶端两侧均设置有滑轨302，滑轨302上设置有滑板303，固定板301一端的顶端中部设置有电机二304，电机二304的一侧设置有螺纹杆305，且螺纹杆305的一端与电机二304的输出轴固定连接，滑板303的侧壁中部开设有与螺纹杆305相配合的螺纹孔；检测装置6包括位于壳体1一端的滑板303的一侧顶端的摄像头组件601和照明灯组件602；位于壳体1另一端的滑板303的一侧顶端设置有固定块603，固定块603的顶端中部设置有贯穿于固定块603的转轴604；检测装置6还包括设置在转轴604一端的超声波探头605，固定块603远离超声波探头605的一侧设置有电机三606，且转轴604的一端与电机三606输出轴固定连接；从而实现了对摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605的位置移动，使得探伤检测机器人在需要工作时通过移动机构将摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605从安装座201中移出，从而提高了探伤检测机器人的工作效率。
23.移动机构3的工作原理如下：通过控制面板5启动电机二304，进而带动螺纹杆305转动，在螺纹杆305与螺纹孔的配合下，使得滑板303在滑轨302中进行滑动，从而使得滑板303的一端从安装座201内移出，进而使得摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605从安装座201内移出，然后通过控制面板5启动摄像头组件601来对管道内的环境进行观测，通过控制面板5启动照明灯组件来对管道内的环境进行照明，再通过控制面板5启动电机三606，进而带动转轴604转动，进而带动超声波探头605进行以转轴为中心的转动，再通过控制面板5启动超声波探头605，通过超声波探头605对管道进行环形探测。
24.如图10-13所示，在一个实施例中，对于驱动机构4来说，驱动机构4包括设置在壳体1内的圆盘401，且圆盘401的圆周外侧均匀设置有与壳体1内部侧壁连接的连接块402；圆盘401的顶端中部设置有连接柱403，连接柱403的外侧套设有方形块404，圆盘401的顶端外侧开设有滑槽405，滑槽405内设置有滑块406，且滑块406与方形块404之间通过l形连杆407连接；滑块406的远离方形块404的一侧中部设置有驱动杆408，且驱动杆408贯穿于壳体1的外侧侧壁，驱动杆408的一端设置有u形架409，u形架409内设置有驱动轮410，u形架409的一侧设置有驱动组件411，其中两个相对称的滑块406之间通过若干液压伸缩杆412连接；方形块404的顶端中部开设有与连接柱403相配合的通孔一413，方形块404的两端的两侧顶部均设置有固定柱一414；滑块406的两侧壁均开设有与滑槽405相配合的凹槽415，滑块406的顶端一侧设置有固定柱二416，滑块406的顶端另一侧设置有立块417，立块417的顶端两侧均设置有与液压伸缩杆412相配合的连接杆418；l形连杆407的一端的端部设置有与固定柱一414相配合的圆环三419，l形连杆407的另一端的端部设置有与固定柱二416相配合的圆环四420，从而实现了探伤机器人在不同直径大小的管道中进行移动，同时使得探伤机器人在移动的过程中一直处于管道的中心位置，从而提高了探伤检测机器人的适用性以及探伤检测机器人在检测过程中的准确性。
25.驱动机构4的的工作原理如下：首先，在探伤检测机器人放入管道内后，通过控制
控制面板5启动液压伸缩杆412，从而使得液压伸缩杆412伸长，进而使得两个相对称的滑块406之间的距离增大，进而通过滑块406带动l形连杆407移动，进而带动方形块404转动，进而使得另外两个滑块406在滑槽405中滑动，进而使得滑块406之间可以进行同步运动，进而使得驱动杆408同时进行向外运动，当驱动轮410抵触管道内壁时，通过控制面板5关闭液压伸缩杆412，再通过控制面板5启动驱动组件411来带动驱动轮410转动，进而使得探伤检测机器人能够在管道内行走。
26.通过本发明的上述方案，能够通过驱动机构4的设置，使得探伤检测机器人可以在直径大小不同的管道内进行行走，从而提高了探伤检测机器人的适用性，同时，还使得探伤检测机器人能够在直径大小不同的管道内始终保持在管道的中心位置，进而保证了探伤检测机器人在检测过程中的稳定性，提高了检测的准确性；通过防护机构2的设置，能够使得摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605在不工作时可以在安装座201内进行保护，避免了摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605在运输过程中受到损害，从而提高了探伤检测机器人在运输过程中的安全性，进而增加了探伤检测机器人的使用寿命；通过移动机构3的设置，从而使得摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605的位置移动，使得探伤检测机器人在需要工作时通过移动机构将摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605从安装座201中移出，从而提高了探伤检测机器人的工作效率。
27.根据本发明的另一个实施例，还提供了一种基于人工智能的管道探伤检测机器人的探测方法，该基于人工智能的管道探伤检测机器人的探测方法包括以下步骤：s1：通过控制面板5启动电机一210将移动门203打开；s2：通过控制面板5启动电机二304将滑板303滑出安装座201内部；s3：通过控制面板5启动电机三606带动转轴604以及超声波探头605转动；s4：通过控制面板5启动超声波探头605来对管道进行环形探测。
28.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
29.在实际应用时，首先，在探伤检测机器人放入管道内，通过控制控制面板5启动液压伸缩杆412，从而使得液压伸缩杆412伸长，进而使得两个相对称的滑块406之间的距离增大，进而通过滑块406带动l形连杆407移动，进而带动方形块404转动，进而使得另外两个滑块406在滑槽405中滑动，进而使得滑块406之间可以进行同步运动，进而使得驱动杆408同时进行向外运动，当驱动轮410抵触管道内壁时，通过控制面板5关闭液压伸缩杆412，再通过控制面板5启动驱动组件411来带动驱动轮410转动，进而使得探伤检测机器人能够在管道内行走；然后通过控制面板5启动电机一210，进而带动齿轮二211转动，在齿轮二211与齿轮一209的啮合作用下，从而带动齿轮一209转动，进而带动圆杆一205转动，进而使得转动杆208以圆杆一205为中心进行转动，进而使得圆杆二207以圆杆一205为中心进行转动，进而带动移动门203移动，通过连杆212的作用下，使得两个移动门203之间的距离增大，进而使得移动门203移动至安装座201的两侧；然后再通过控制面板5启动电机二304，进而带动螺纹杆305转动，在螺纹杆305与螺纹孔的配合下，使得滑板303在滑轨302中进行滑动，从而使得滑板303的一端从安装座201内移出，进而使得摄像头组件601、照明灯组件602以及超声波探头605从安装座201内移出，然后通过控制面板5启动摄像头组件601来对管道内的环境进行观测，通过控制面板5启动照明灯组件来对管道内的环境进行照明，再通过控制面板
5启动电机三606，进而带动转轴604转动，进而带动超声波探头605进行以转轴为中心的转动，再通过控制面板5启动超声波探头605，通过超声波探头605对管道；进行环形探测。
30.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。