[发明专利]一种管道裂纹检测机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种管道裂纹检测机器人及其控制方法，机器人包括透明的球形外壳；外壳内设置有两侧带轮子的移动平台；移动平台上设置有开关，开关与电源电性连接；电源分别与电机、控制器、微处理器电性连接；控制器与电机电性连接；控制器与微处理器双向连接，微处理器与摄像头双向连接，且微处理器与物联网云平台OneNET通信连接，物联网云平台OneNET与移动终端通信连接；控制器与加速度传感器双向连接；电机的输出轴与轮子的中心轴固接。机器人结构简单、体积较小、易于操作。

技术领域

本发明属于管道裂纹检测技术领域，具体涉及一种管道裂纹检测机器人，还涉及一种管道裂纹检测机器人的控制方法。

背景技术

石油作为我国主要的能源产业之一，能源的运输离不开管道，输油管道在能源运输中起着决定性的作用。管道的安全性影响着能源运输效率。石油的泄露是最为常见的安全事故，对周围环境造成严重影响以及严重的经济损失。因此，管道在使用过程中定期进行安全检测是必不可少的环节，管道内壁裂纹检测有利于避免安全事故的发生。

石油在运输过程中，管道内会存在气压。如果流速较快时，气压会发生膨胀，会对管道内壁产生压力，运行多年后管道内壁裂纹处会易形成破裂。此外，土壤对管道壁的作用力，会在管道壁裂纹处产生应力集中，导致裂纹扩展，致使管道发生疲劳断裂，造成石油的泄露。

目前，管道检测一般使用电磁声换能器检测技术，由处于磁场中靠近管道内表面的线圈构成。当线圈通交流电是时，管壁中会产生感应电流，从而引起洛伦兹力的产生，进而产生超声波。电磁声换能器在干耦合条件下使用，因而可以用于检测输油管道内壁裂纹。但是，这种技术有一定缺陷，即电磁声换能器不能完全做到无人值守，且结构复杂、体积较大，超声波传递效能低等。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种管道裂纹检测机器人，解决了现有技术中存在的管道检测设备检测效率低的问题。

本发明的第二个目的是提供一种管道裂纹检测机器人的控制方法，解决了现有技术中存在的自动化水平低、功耗大的问题。

本发明采用的第一个技术方案是，一种管道裂纹检测机器人，包括透明的球形外壳；外壳内设置有两侧带轮子的移动平台；移动平台上设置有开关，开关与电源电性连接；电源分别与电机、控制器、微处理器电性连接；控制器与电机电性连接；控制器与微处理器双向连接，微处理器与摄像头双向连接，且微处理器与物联网云平台OneNET通信连接，物联网云平台OneNET与移动终端通信连接；控制器与加速度传感器双向连接；电机的输出轴与轮子的中心轴固接。

本发明的特点还在于：

还包括分别与移动平台固接的前部牛眼轮及尾部牛眼轮；前部牛眼轮及尾部牛眼轮对称设置，且前部牛眼轮、尾部牛眼轮均不接触外壳。

轮子外侧呈半球形，且轮子外侧与外壳内壁接触。

加速度传感器采用ADXL34三轴加速度计；控制器采用微型电脑主机Raspberry Pi3B；移动终端为手机；微处理器由stm32f103单片机和GPRS通信模块构成。

本发明采用的第二个技术方案为，一种控制管道裂纹检测机器人的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：以中国移动物联网云平台OneNET作为第三方介质，先将机器人连接到网络，再使用EDP协议和自定义鉴权信息接入到OneNET设备云，最后通过手机APP登录OneNET；

步骤2：操控机器人在管道内移动并使其保持平稳；同时，通过360°全景摄像头实时采集管道内壁图像数据；

步骤3：对步骤2采集的图像进行预处理、分析；判断管道内壁当下位置是否存在裂纹，若存在，记录机器人此时的移动数据；存至缓存并发送至步骤1中的物联网云平台OneNET。

本发明的特点还在于：