[发明专利]一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人及探测方法

权利要求书

1.一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人，其特征在于：包含信号中继器（1）、遥控器（2）、自旋转球形机器人（3）；遥控器（2）经无线信号与信号中继器（1）连接，信号中继器（1）经无线信号与自旋转球形机器人（3）连接，信号中继器（1）经无线信号与导航卫星连接；遥控器（2）为操作人员手持操作，自旋转球形机器人（3）投放于要检查的地下管网内，信号中继器（1）设置于投放自旋转球形机器人的初始投放井内。

2.根据权利要求1所述一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人，其特征在于：信号中继器（1）设计为产生在钢筋混泥土封闭介质中强反射少衰减的微波信号的中继器，信号中继器（1）包含中继器控制芯片（101）、中继器蓄电装置（102）、中继器信号收发装置（103）；中继器控制芯片（101）分别与中继器蓄电装置（102）、中继器信号收发装置（103）电性相连，中继器蓄电装置（102）与中继器信号收发装置（103）电性相连。

3.根据权利要求1所述一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人，其特征在于：所述遥控器（2）包含触控屏（201）、蜂鸣报警器（202）、遥控器信号收发装置（203）、遥控器蓄电装置（204）、有线信号数据接口（205）、遥控器控制芯片（206）；遥控器控制芯片（206）分别与遥控器包含触控屏（201）、遥控器信号收发装置（203）、遥控器蓄电装置（204）、有线信号数据接口（205）、蜂鸣报警器（202）电性相连，遥控器蓄电装置（204）分别与触控屏（201）、遥控器信号收发装置（203）、有线信号数据接口（205）、蜂鸣报警器（202）。

4.根据权利要求1所述一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人，其特征在于：自旋转球形机器人（3）包含球形壳体（301）、驱动装置（302）、机器人控制芯片（303）、探头（304）、运动传感器（305）、机器人蓄电装置（306）、机器人信号收发装置（307）；机器人控制芯片（303）设置于球形壳体（301）的球心处，驱动装置（302）紧贴球形壳体（301），探头（304）设置在球形壳体（301）的探头孔处，运动传感器（305）设置在驱动装置（302）处，机器人蓄电装置（306）设置在机器人控制芯片（303）处；机器人控制芯片（303）分别与驱动装置（302）、探头（304）、运动传感器（305）、机器人蓄电装置（306）、机器人信号收发装置（307）电性相连。

5.一种弱GPS信号环境下的地下管网探测机器人的探测方法，其特征在于，包含以下步骤：

一、打开检查井井盖，将自旋转球形机器人（3）开机后放入地下管网底部，信号中继器（1）开机同时下沉放置于检查井底部；

二、操作人员持手中遥控器（2）开机并检查信号中继器（1）GPS信号获取是否正常、遥控信号与自旋转球形机器人（3）连接是否正常，以及自旋转球形机器人（3）运动传感器（305）参数回传是否正常；

三、开始作业，操作人员通过遥控器（2）控制自旋转球形机器人（3）顺着水流或管道坡度前行；

四、自旋转球形机器人（3）的运动传感器（305）不间断传回距离、速度、方位角等参数；

五、信号中继器（1）的中继器控制芯片（101）依据接收到的距离、速度、方位角等参数计算自旋转球形机器人所处位置A点的坐标Y=COSD*OA,L=COSC*Y,R=SINC*Y,H=SIND*OA；

六、信号中继器（1）的中继器控制芯片（101）依据计算得到的A点坐标换算成A点的GPS坐标，并把A点坐标、A点GPS坐标传输给遥控器（2）；

七、遥控器控制芯片（206）依据接收到的坐标信息绘制出自选装球形机器人（3）在地下管网的行进路线，并结合地图显示在触控屏上；

八、如自旋转球形机器人（3）遇到障碍物、、管道终点或扬程碰管处停滞情况，通过遥控器（2）开启驱动装置（302），如果仍无法继续行进则会发出报警信息给遥控器；

九、遥控器（2）接收到自旋转球形机器人（3）的停滞信息后会发出蜂鸣报警；

十、操作人员根据自旋转球形机器人（3）的GPS位置信息寻找检查井就近回收自旋转球形机器人（3）；

十一、操作人员可以通过无线信号或有线信号把收集到的地下管网信息从遥控器（2）下载到后台服务器进行计算、分析和共享。