一种水下管道巡检机器人

1.本实用新型应用于管道巡检领域，具体是一种水下管道巡检机器人。


背景技术：

2.目前海洋中蕴藏则巨量的能源物资，适逢地球的温室效应愈演愈烈，开发海洋能源有重要的意义。但是水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。传统的有缆式水下机器人(rov)限于缆线，无法自主地进行持续性工作，市面上无缆式的水下机器人造价成本高，续航难，固定式的硬件结构导致配重难，新功能开发受限。难以在不同的水环境中顺利地开发新功能。因此设计一种高续航、配重兼容性强的水下管道巡检机器人系统有着一定的实际应用价值。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种水下管道巡检机器人。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的一种水下管道巡检机器人，其包括：
5.固定框架组件，由多组载物支撑板组成，且所述多组载物支撑板之间相互固定连接；
6.水密舱室组件，设置于多组载物支撑板之间，且与位于中部的载物支撑板固定连接，所述水密舱室组件包括透明水密舱室和云台罩，所述云台罩可拆卸设置于透明水密舱室一端，且透明水密舱室另一端设有出线接口；
7.感测设备组件，用于视觉数据采集，其设置于水密舱室组件内腔；
8.动力驱动安装组件，用于固定安装外界驱动器，所述动力驱动安装组件由多组驱动器固定环组成，所述驱动器固定环分别水平或垂直安装于固定框架组件上。
9.作为一种可能的实施方式，进一步的，组成所述固定框架组件的载物支撑板数量为三，三组所述载物支撑板平行设置且由板间支撑杆相互固定连接，所述三组载物支撑板一端设置有法兰固定环用于将三组载物支撑板一端相互固定连接。
10.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述感测设备组件包括可调安装架、循迹摄像头和识别摄像头，所述可调安装架固定安装于所述云台罩内，所述循迹摄像头和识别摄像头均安装于可调安装架上，且循迹摄像头和识别摄像头可相对可调安装架移动。
11.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述可调安装架包括云台固定环，所述云台固定环固定安装于所述云台罩上，所述云台固定环上设有第一云台架和第二云台架，所述第一云台架与云台固定环固定连接，所述第二云台架可相对云台固定环垂直位移调节，所述第一云台架上设有可相对其翻转进行角度调节的第三云台架，所述循迹摄像头固定安装于第三云台架上，所述识别摄像头固定安装于第二云台架上。
12.作为一种可能的实施方式，进一步的，水平设置的所述驱动器固定环数量为四分别安装于固定框架组件两端，且其安装位置的轴向方向与固定框架组件的轴线呈45
°
角向
固定框架组件两端张开。
13.作为一种可能的实施方式，进一步的，垂直设置的所述驱动器固定环数量为二分别安装于固定框架组件两侧，贯穿中部载物支撑板且与其固定连接，所述载物支撑板均为其开设动力输出时的让位空间。
14.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述驱动器固定环由两组带翼板的半环形组件扣合而成，且驱动器固定环上对称开设有平行安装孔、竖直安装孔和卡孔。
15.本实用新型采用以上技术方案，具有以下有益效果：具有硬件结构对功能开发的限制小、拓展新功能简单、配重兼容性强和造价成本低等有益效果。利用摄像头持续采集水下环境信息，根据摄像头采集到的信息控制驱动器，进而实现对水下管道循迹。此外，在支撑板和载物架上，借助板间支撑杆，可以轻易地实现配重物块的拆卸与固定，极大地提高了机器人的重心可调性和机器人的续航性，增加对不同水环境的适应力，改善了对新型功能的兼容性。
附图说明
16.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明：
17.图1为本实用新型法兰固定环可视方向的水下管道巡检机器人结构示意图；
18.图2为本实用新型云台罩可视方向的水下管道巡检机器人结构示意图；
19.图3为本实用新型装载循迹摄像头云台结构示意图；
20.图4为本实用新型装载识别摄像头云台结构示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.如图1-4所示，本实用新型提供了一种水下管道巡检机器人，其包括：
23.固定框架组件1，由多组载物支撑板11组成，且所述多组载物支撑板11之间相互固定连接；组成所述固定框架组件1的载物支撑板11数量为三，三组所述载物支撑板11平行设置且由板间支撑杆12相互固定连接，所述三组载物支撑板11一端设置有法兰固定环13用于将三组载物支撑板11一端相互固定连接。三组载物支撑板11之间可铆住所需配重块；支撑板依托六角支柱保持机身固定，当增强机器人的巡检工作功能时，机器人的结构发生改变，其平衡重心和电控程序势必存在偏移，可在支撑板间任意位置增添配重物块，改善机器人的平衡性问题。可通过水密舱室与法兰固定环连接的一端所预置的可封闭式出线口对电控部分进行重编程，改善机器人既定程序。
24.水密舱室组件2，设置于多组载物支撑板11之间，且与位于中部的载物支撑板11固定连接，所述水密舱室组件2包括透明水密舱室21和云台罩22，且内部带有水密橡胶圈嵌入，实现透明水密舱室的隔水功能；所述云台罩22可拆卸设置于透明水密舱室21一端，且透明水密舱室21另一端设有出线接口连接舱内主控芯片和舱外驱动器；所述透明水密舱室21远离云台罩22一端设有密封出线接口，可供操作者对舱内电气部分编程。
25.感测设备组件3，用于视觉数据采集，其设置于水密舱室组件2内腔；所述感测设备组件3包括可调安装架31、循迹摄像头32和识别摄像头33，所述可调安装架31固定安装于所
述云台罩22内支持摄像头在舱内对水环境感测，所述循迹摄像头32和识别摄像头33均安装于可调安装架31上，且循迹摄像头32和识别摄像头33可相对可调安装架31移动。所述可调安装架31包括云台固定环311，所述云台固定环311固定安装于所述云台罩22上，所述云台固定环311上设有第一云台架312和第二云台架313，所述第一云台架312与云台固定环311固定连接，所述第二云台架313可相对云台固定环311垂直位移调节，所述第一云台架312上设有可相对其翻转进行角度调节的第三云台架314，所述循迹摄像头32固定安装于第三云台架314上，所述识别摄像头33固定安装于第二云台架313上。采用两个智能摄像头分别采集水下管道信息和水下异物信息。参照其工作需要，设计可绕轴旋转的第三云台架314，对摄像头进行了角度调整。云台架12经支柱和云台架16相连接，第二云台架313运动时，可视作一单自由度云台，调整异物识别摄像头的工作视野。巡线摄像头能够对水下管道进行数据采集，并对采集到的图像信息进行二值化处理，基于线性回归算法得到管道的中位线，计算出水下管道巡检机器人对管道的截距误差和角度误差，回传到单片机控制驱动器动作。识别摄像头检测到目标物体之后，控制rgb灯进行闪烁报警。
26.动力驱动安装组件4，用于固定安装外界驱动器，所述动力驱动安装组件4由多组驱动器固定环41组成，所述驱动器固定环41分别水平或垂直安装于固定框架组件1上。水平设置的所述驱动器固定环41数量为四分别安装于固定框架组件1两端，且其安装位置的轴向方向与固定框架组件1的轴线呈45
°
角向固定框架组件1两端张开。当机器人正常运作时，驱动器相轴对称的两个推进器产生的合力，可以抵消横向方向上的分力，达到向前运动的效果。当机器人转向时，相轴对称两推进器产生差速度，产生的合力分别在机头(以云台罩为机头)和机尾(以法兰固定环为机头)产生一个方向相反的横向分力，达到转向运动的效果。相较于0
°
角的方向驱动器，45
°
角的驱动器拥有更优异的机动性。当受水流速度、水环境密度变化或其他工作环境影响，机器人运行方向发生偏移后，相较于0
°
角的方向驱动器，45
°
角的驱动器可调度更好，调整精度更精细，更好地避免了机器人陷入震荡环节或程序跑飞。垂直设置的所述驱动器固定环41数量为二分别安装于固定框架组件1两侧，贯穿中部载物支撑板11且与其固定连接，所述载物支撑板11均为其开设动力输出时的让位空间。所述驱动器固定环41由两组带翼板的半环形组件扣合而成，且驱动器固定环41上对称开设有平行安装孔、竖直安装孔和卡孔以固定驱动器。
27.主控电路5，其包括作为控制载体的pcb和作为主控芯片的stm32f407zgt6芯片。所述主控电路5还包括陀螺仪mpu6050模块，其用于感测巡检机器人姿态。
28.以上所述为本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。