一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置及其巡检方法与流程

1.本发明涉及测绘巡检设备技术领域，更具体地说，涉及一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置及其巡检方法。


背景技术：

2.城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干，是衡量现代化城市水平的重要标志。埋设在道路下的各种管道，由于路面车辆的振动，管道本身的基础不良，以及腐蚀性污水、有害气体等的影响，地下管道会产生裂缝、破损、管接头错位和管内腐蚀现象，如果不及时的对管道进行检测、维修及清理就可能产生事故，造成不必要的损失。
3.然而管道所处的环境往往是不易直接达到或不允许人们直接进入的，检测及清洗难度很大，因此现在的城市管网测绘巡检基本都是依靠巡检机器人进行，但现有的智能测绘巡检机器人为满足工作需要，一般体积都比较大，在应用于一些直径较小的管道时，无法进入，并且行进过程中不能根据管道的直径变化而自行调节，这样很容易在管道内部出现无法行进或者行进中驱动轮无法与管道内壁紧密贴合，发生打滑的现象。


技术实现要素：

4.1.要解决的技术问题
5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置及其巡检方法，它可以实现以较小的体积进入到城市管网内部，方便对直径较小的管道进行测绘巡检，同时行进过程中可根据需要进行自我体积的调节，方便稳定的行进，避免发生卡壳或者打滑的现象发生。
6.2.技术方案
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
8.一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置，包括支撑组件，所述支撑组件包括对称设置的两组侧支撑板，所述侧支撑板为等边三角形结构，且在三个顶角处均设置有旋转支脚，且两组所述侧支撑板侧边之间固定焊接有侧安装架；
9.行进组件，所述行进组件对称设置于两组所述侧支撑板上，所述行进组件包括转动安装于所述旋转支脚上的活动支臂，所述活动支臂远离所述旋转支脚一端通过设置有连接支座转动安装有驱动轮，所述活动支臂与所述侧支撑板之间设置有用于所述活动支臂扩张和聚拢的往复机构；
10.驱动组件，所述驱动组件设置有三组，分别设置于支撑组件内以及两组行进组件上，所述驱动组件通过设置有驱动机构与所述驱动轮传动连接；
11.测绘巡检组件，所述测绘巡检组件安装于所述侧安装架内部，用于管道内部的拍摄和测绘。
12.进一步的，其中两组所述驱动组件通过设置有固定支板固定安装于所述活动支臂
侧面，另一组所述驱动组件安装于两个所述侧支撑板之间。
13.进一步的，所述驱动组件包括电池架以及固定安装于所述侧支撑板顶端的伺服电机，所述电池架内部安装有蓄电池，所述电池架远离所述伺服电机一端安装有无线控制模块，其中两组所述驱动组件通过设置有固定支板固定安装于所述活动支臂侧面，另一组所述驱动组件安装于两个所述侧支撑板之间。
14.进一步的，所述驱动机构包括固定安装于其中一个所述伺服电机动力输出端的驱动锥形齿轮以及固定安装于所述驱动轮转动轴上的从动锥形齿轮，所述驱动锥形齿轮与所述从动锥形齿轮相啮合。
15.进一步的，所述测绘巡检组件包括设置于所述侧安装架内部的巡检测绘声呐探测仪和摄像头，所述巡检测绘声呐探测仪两端固定安装有连接座，所述连接座通过螺栓固定安装于所述侧安装架上，所述摄像头对称安装于两个所述连接座上。
16.进一步的，所述往复机构包括转动安装于所述侧支撑板外侧面中心的螺杆，所述螺杆外表面滑动连接有活动推板，所述活动推板侧面固定安装有螺纹套筒，所述螺纹套筒螺纹连接于所述螺杆上，所述活动推板侧边与所述活动支臂之间转动连接有活动连杆。
17.进一步的，两组所述侧支撑板之间固定安装有限位杆，两组所述活动推板滑动安装于所述限位杆之间，其中一个所述螺杆与所述伺服电机的动力输出端固定连接，两个所述螺杆之间通过同步机构传动连接。
18.进一步的，所述同步机构包括对称安装于所述螺杆靠近所述侧支撑板一端的驱动齿轮以及转动安装于两组所述侧支撑板之间的同步连杆，所述同步连杆两端均固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮与所述驱动齿轮相啮合。
19.进一步的，所述限位杆远离所述侧支撑板一端之间固定安装有限定端板，所述螺杆凸出所述限定端板一端设置有连接栓，所述连接栓上固定安装有中心支柱，所述中心支柱外表面上固定焊接有粉碎片，所述粉碎片侧面设置有粉碎刀齿。
20.一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检方法，应用于上述的一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置，包括以下步骤：
21.s1、通过遥控器控制位于两组侧支撑板内部的伺服电机驱动螺杆正方向旋转，使得螺纹套筒向远离侧支撑板一侧移动，从而带动活动推板向远离侧支撑板一侧移动，同时利用活动连杆拉动从活动支臂进行聚拢，直至到达最小体积状态；
22.s2、将该装置放置在管道内部，同时通过遥控器控制位于两组侧支撑板内部的伺服电机驱动螺杆反方向旋转，将活动支臂向外进行扩张，使得驱动轮贴合于管道内壁，方便在不同直径的管道内部进行行走；
23.s3、通过遥控器启动位于活动支臂上的伺服电机，带动驱动轮进行转动，在管道内行走，同时利用摄像头观测管道内的环境，并且利用巡检测绘声呐探测仪对管道内部进行测绘；
24.s4、在遇到淤泥等杂质阻挡行进道路时，可通过遥控器控制两组侧支撑板内部的伺服电机迅速正反转，从而带动活动支臂不断的收缩和扩展，同时带动粉碎片进行转动，可对阻碍物进行粉碎破坏，以便巡检的进行。
25.3.有益效果
26.相比于现有技术，本发明的优点在于：
27.(1)本方案设置有多组驱动组件相配合，可分别对该装置的驱动轮和体积的变化进行控制，从而使得整体体积相较于现有技术较小，同时整体设计呈圆筒状结构，方便适用于直径较小的管道，使其适用范围更广。
28.(2)本方案设置有一组驱动组件与往复机构、同步机构相配合，可在行进的过程中利用伺服电机同步驱动所有的活动支臂进行聚拢或者扩张，从而实现该装置体积的变化，适配管道的直径，方便通过直径较小的管道，或者与直径较大的管道，驱动轮能够与管道内壁紧密贴合，降低打滑现象的发生。
29.(3)本方案在两端分别设置有粉碎片和粉碎刀齿，可在遇到障碍物时，在该装置改变自我直径时，同时可带动粉碎片和粉碎刀齿对障碍物进行粉碎，方便受到阻碍时迅速通过，同时也能够提高该装置的生存能力，在环境恶劣的管道内依旧能够通行。
附图说明
30.图1为本发明的立体结构示意图；
31.图2为本发明的局部立体结构示意图；
32.图3为图2的侧视结构示意图；
33.图4为图2的正视结构示意图；
34.图5为本发明的驱动组件结构示意图；
35.图6为本发明的粉碎片结构示意图；
36.图7为本发明的测绘巡检组件结构示意图。
37.图中标号说明：
38.1、侧支撑板；2、旋转支脚；3、活动支臂；4、连接支座；5、驱动轮；6、侧安装架；7、限位杆；8、活动推板；9、活动连杆；10、无线控制模块；11、电池架；12、伺服电机；13、蓄电池；14、螺杆；15、驱动齿轮；16、同步连杆；17、从动齿轮；18、螺纹套筒；19、驱动锥形齿轮；20、从动锥形齿轮；21、固定支板；22、限定端板；23、连接栓；24、中心支柱；25、巡检测绘声呐探测仪；26、连接座；27、摄像头；28、粉碎片；29、粉碎刀齿。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例：
41.请参阅图1-7，一种北斗定位导航城市管网智能测绘巡检装置，包括：
42.支撑组件，支撑组件包括对称设置的两组侧支撑板1，侧支撑板1为等边三角形结构，且在三个顶角处均设置有旋转支脚2，且两组侧支撑板1侧边之间固定焊接有侧安装架6；
43.驱动组件，驱动组件设置有三组，其中两组驱动组件通过设置有固定支板21固定安装于活动支臂3侧面，另一组驱动组件安装于两个侧支撑板1之间；
44.行进组件，行进组件对称设置于两组侧支撑板1上，行进组件包括转动安装于旋转
支脚2上的活动支臂3，活动支臂3远离旋转支脚2一端通过设置有连接支座4转动安装有驱动轮5；
45.测绘巡检组件，测绘巡检组件与侧安装架6相匹配设置有三组，且均匀圆周阵列于该装置外表面，包括设置于侧安装架6内部的巡检测绘声呐探测仪25和摄像头27，巡检测绘声呐探测仪25两端固定安装有连接座26，连接座26通过螺栓固定安装于侧安装架6上，摄像头27对称安装于两个连接座26上；
46.其中，摄像头27上设置有led照明灯，可在管道内提供照明，同时六个摄像头27每三个一组设置在装置两端，三个摄像头27可拍摄三个角度的图像组合成管道内的全息影像，从而保证工作人员全面的观测管道内部情况，同时巡检测绘声呐探测仪25的探头均延伸至侧安装架6外侧，可全面的对管道内部进行检测测绘，不会受到侧安装架6的干扰。
47.参阅图5，驱动组件包括电池架11以及固定安装于侧支撑板1顶端的伺服电机12，电池架11内部安装有蓄电池13，电池架11远离伺服电机12一端安装有无线控制模块10，无线控制模块10搭载有北斗定位导航系统，同时设置有无线接收与传输系统，并设置配套的遥控器，使用者通过遥控器实现对该装置的控制，其中两组驱动组件通过设置有固定支板21固定安装于活动支臂3侧面，另一组驱动组件安装于两个侧支撑板1之间。
48.参阅图1和图2，其中设置于活动支臂3上的驱动组件通过设置有驱动机构与驱动轮5传动连接，驱动机构包括固定安装于其中一个伺服电机12动力输出端的驱动锥形齿轮19以及固定安装于驱动轮5转动轴上的从动锥形齿轮20，驱动锥形齿轮19与从动锥形齿轮20相啮合，可在使用时，通过伺服电机12带动驱动锥形齿轮19旋转，同步带动从动锥形齿轮20进行转动，从而实现驱动轮5的转动，为该装置提供行进驱动力，并且可通过伺服电机12的正反转实现行进方向的控制。
49.参阅图2和图3，活动支臂3与侧支撑板1之间设置有用于活动支臂3扩张和聚拢的往复机构，往复机构包括转动安装于侧支撑板1外侧面中心的螺杆14，螺杆14外表面滑动连接有活动推板8，活动推板8侧面固定安装有螺纹套筒18，螺纹套筒18螺纹连接于螺杆14上，活动推板8侧边与活动支臂3之间转动连接有活动连杆9；
50.其中，通过在两组侧支撑板1之间固定安装有限位杆7，同时两组活动推板8滑动安装于限位杆7之间，可利用限位杆7对活动推板8的滑动轨迹进行限定，其中一个螺杆14与伺服电机12的动力输出端固定连接，两个螺杆14之间通过同步机构传动连接；
51.可在使用时，通过伺服电机12同步带动两个螺杆14进行转动，使得螺纹套筒18在螺杆14表面移动，从而带动活动推板8沿着限位杆7进行移动，同时利用活动连杆9拉动从活动支臂3进行聚拢或者扩张，实现该装置体积的变化；
52.为了实现两个螺杆14之间的同步转动，同步机构包括对称安装于螺杆14靠近侧支撑板1一端的驱动齿轮15以及转动安装于两组侧支撑板1之间的同步连杆16，同步连杆16两端均固定安装有从动齿轮17，从动齿轮17与驱动齿轮15相啮合，这样设置，在其中一个螺杆14转动时，可利用驱动齿轮15和从动齿轮17进行同步传动，从而实现两个螺杆14的同步转动，进而实现对称设置的六组活动支臂3在伺服电机12的驱动下同时进行聚拢或者扩张，实现对该装置体积的改变，方便适配不同直径的管道；
53.参阅图6，限位杆7远离侧支撑板1一端之间固定安装有限定端板22，螺杆14凸出限定端板22一端设置有连接栓23，连接栓23上固定安装有中心支柱24，中心支柱24外表面上
固定焊接有粉碎片28，粉碎片28侧面设置有粉碎刀齿29，可在遇到障碍物时，利用伺服电机12改变自我直径时，同时可带动粉碎片28和粉碎刀齿29对障碍物进行粉碎，方便受到阻碍时迅速通过，同时也能够提高该装置的生存能力，在环境恶劣的管道内依旧能够通行。
54.在对城市管网内部进行巡检测绘时，包括以下步骤：
55.s1、通过遥控器控制位于两组侧支撑板1内部的伺服电机12驱动螺杆14正方向旋转，使得螺纹套筒18向远离侧支撑板1一侧移动，从而带动活动推板8向远离侧支撑板1一侧移动，同时利用活动连杆9拉动从活动支臂3进行聚拢，直至到达最小体积状态；
56.s2、将该装置放置在管道内部，同时通过遥控器控制位于两组侧支撑板1内部的伺服电机12驱动螺杆14反方向旋转，将活动支臂3向外进行扩张，使得驱动轮5贴合于管道内壁，方便在不同直径的管道内部进行行走；
57.s3、通过遥控器启动位于活动支臂3上的伺服电机12，带动驱动轮5进行转动，在管道内行走，同时利用摄像头27观测管道内的环境，并且利用巡检测绘声呐探测仪25对管道内部进行测绘；
58.s4、在遇到淤泥等杂质阻挡行进道路时，可通过遥控器控制两组侧支撑板1内部的伺服电机12迅速正反转，从而带动活动支臂3不断的收缩和扩展，同时带动粉碎片28进行转动，可对阻碍物进行粉碎破坏，以便巡检的进行。
59.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。