本實用新型屬于機器人檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種管道檢測機器人，用于在管外檢測液體及氣體的泄漏情況。

背景技術(shù)：

近幾年來，人們對生活環(huán)境、工作環(huán)境、工作工具及其工作方式的要求逐漸提高，管道以其獨特的圓形結(jié)構(gòu)、占地小、擴大了有效的工作空間、美化城市環(huán)境等優(yōu)勢獲得了廣泛的應(yīng)用，雖然管道是輸送氣體、液體等介質(zhì)的最經(jīng)濟手段。

但是由于管道的管壁隨著時間的流逝以及液體的腐蝕容易變薄，損壞，易產(chǎn)生裂縫等問題，從而導(dǎo)致管道泄漏。我國管道大部分分布在人口比較密集的地方，一旦發(fā)生腐蝕泄漏問題，不但是自然資源的浪費，還會造成爆炸或者火災(zāi)事故，嚴重威脅國家和人民的生命財產(chǎn)安全。

目前，在管道的現(xiàn)場檢測過程中，仍然依賴于人工檢測，顯然的，人工檢測管道是否泄漏既費時又費力，并且有的地方人工不易檢測。在時代與發(fā)展的浪潮中，管道檢測機器人走入人們的視線，隨著廣泛的傳播和應(yīng)用計算機技術(shù)，國內(nèi)外管道檢測技術(shù)迅速發(fā)展，逐漸形成了管道內(nèi)檢測和外檢測兩個分支。但是目前的管道機器人大多為管內(nèi)檢測機器人，除此之外，一些管外檢測機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、造價昂貴，不適合在線路密集的檢測區(qū)域進行檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種管道檢測機器人，以解決目前管外檢測機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、造價昂貴，不適合在線路密集的檢測區(qū)域進行檢測的技術(shù)問題。

為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵／重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

在一些可選的實施例中，提供一種管道檢測機器人，包括：機器人本體、機械爪、行走機構(gòu)、檢測裝置及用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號的單片機，所述行走機構(gòu)設(shè)置在所述機器人本體的底部，所述單片機通過L928N電機驅(qū)動芯片控制行走機構(gòu)運行，所述機械爪設(shè)置在所述機器人本體的側(cè)部，由MR996R舵機控制所述機械爪環(huán)抱在待測管道上，所述MR996R舵機由所述單片機驅(qū)動，所述檢測裝置設(shè)置在所述機械爪上；所述檢測裝置將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至所述單片機，包括：濕度傳感器、氣體傳感器及紅外避障傳感器。

在一些可選的實施例中，所述行走機構(gòu)包括：由所述L928N電機驅(qū)動芯片控制的電機及設(shè)置在所述機器人本體底部的若干車輪，電機的驅(qū)動軸與車輪連接。

在一些可選的實施例中，所述的一種管道檢測機器人，還包括：報警模塊，所述報警模塊包括：蜂鳴器和LED燈，所述報警模塊由所述單片機驅(qū)動。

在一些可選的實施例中，所述的一種管道檢測機器人，還包括：顯示器，所述顯示器采用L1602D液晶顯示屏，連接至所述單片機的輸出接口。

在一些可選的實施例中，所述的一種管道檢測機器人，還包括：電源，所述電源的輸入端與電池連接，輸出端分別與所述單片機的電源引腳、L928N電機驅(qū)動芯片、檢測裝置、MR996R舵機、顯示器及報警模塊相接。

在一些可選的實施例中，所述單片機采用STC89C51單片機。

在一些可選的實施例中，所述濕度傳感器采用DHT11溫濕度傳感器。

在一些可選的實施例中，所述氣體傳感器采用MQ-2煙霧傳感器。

本實用新型的有益效果：本實用新型以小車模型為載體，在小車模型上搭載舵機、傳感器、單片機硬件，檢測裝置通過舵機開合以及利用舵機上的機械爪結(jié)構(gòu)來完整的檢測管道情況，整個檢測機器人由單片機進行控制，體積小，適合在線路密集的檢測區(qū)域進行檢測，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，降低成本。

為了上述以及相關(guān)的目的，一個或多個實施例包括后面將詳細說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個實施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細說明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開的實施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。

附圖說明

圖1是本實用新型一種管道檢測機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的原理框圖；

圖3是本實用新型的氣體傳感器檢測電路示意圖；

圖4是本實用新型的濕度傳感器檢測電路示意圖；

圖5是本實用新型的紅外避障傳感器原理圖。

具體實施方式

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。

如圖1和2所示，在一些說明性的實施例中，提供一種管道檢測機器人，可沿待測管道外部自動行走，并且攜帶多種傳感器及操作機械，管道檢測機器人通過檢測裝置4對管道進行實時檢測，達到檢測管體漏液、漏氣的目的，對于目前不能進行內(nèi)部檢測的管道是十分有效的。

所述管道檢測機器人包括：機器人本體1、機械爪2、行走機構(gòu)3、檢測裝置4、單片機5、報警模塊6、顯示器7及電源8，所述單片機5用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號，采用STC89C51單片機。其中，所述報警模塊6包括：蜂鳴器和LED燈，所述報警模塊6由所述單片機5驅(qū)動，當檢測到泄露后，進行報警。所述顯示器7采用L1602D液晶顯示屏，連接至所述單片機5的輸出接口，即單片機5的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引腳分別與L1602D液晶顯示屏相連接。

所述行走機構(gòu)3設(shè)置在所述機器人本體1的底部，所述單片機5通過L928N電機驅(qū)動芯片9控制行走機構(gòu)3運行，行走機構(gòu)3包括：由所述L928N電機驅(qū)動芯片9控制的電機及設(shè)置在所述機器人本體1底部的若干車輪，電機的驅(qū)動軸與車輪連接。

所述機械爪2設(shè)置在所述機器人本體1的側(cè)部，由MR996R舵機10控制所述機械爪2環(huán)抱在待測管道上，行動機構(gòu)3帶動機器人本體1移動，機器人本體1帶動機械爪2在待測管道上移動，檢測裝置4即可對管道進行檢測。所述MR996R舵機10由所述單片機5驅(qū)動，所述檢測裝置4設(shè)置在所述機械爪2上，所述檢測裝置4將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至所述單片機5，包括：濕度傳感器、氣體傳感器及紅外避障傳感器。

所述電源8的輸入端與電池連接，輸出端分別與所述單片機5的電源引腳、L928N電機驅(qū)動芯片9、檢測裝置4、MR996R舵機10、顯示器8及報警模塊6相接。

管道檢測機器人以小車模型為載體，在管道檢測機器人上搭載行走機構(gòu)3、MR996R舵機10、濕度傳感器、氣體傳感器、紅外避障傳感器及單片機5硬件，管道檢測機器人通過電機運轉(zhuǎn)在管道上實現(xiàn)行走，在行走過程中管道檢測機器人將檢測裝置4環(huán)抱在管道四周，檢測管道是否存在泄漏問題。檢測裝置4通過MR996R舵機10開合以及利用MR996R舵機10上的機械爪2來完整的檢測管道情況。整個管道檢測機器人由STC89C51單片機進行控制，檢測裝置4將檢測的信號發(fā)送至單片機5，單片機5根據(jù)檢測信息，做出相應(yīng)措施以提示管道情況。檢測裝置4使用了多個氣體傳感器以及濕度傳感器，通過氣體傳感器和濕度傳感器檢測管道是否漏氣、漏液，當管道發(fā)生泄漏時傳感器將傳輸信號到單片機5，單片機5將信號處理分析后驅(qū)動報警模塊6的蜂鳴器發(fā)出警報提示以及驅(qū)動顯示器7顯示管道檢測情況。

L928N電機驅(qū)動芯片9將電源8的電壓進行穩(wěn)壓后輸出給電機及單片機5，為單片機5供電以使單片機5驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。氣體傳感器密布于管道四周，在車體行動時氣體傳感器將檢測管道是否泄漏，濕度傳感器將在管道底部檢測，當管道漏液時，受空氣壓力影響液滴將在管道底部聚集滑落，此時濕度傳感器便可檢測管道的實時情況。同時管道檢測機器人載有紅外避障傳感器，當行進時如若檢測到前方有障礙，紅外避障傳感器將信號發(fā)送至單片機5，單片機5將輸出信號給MR996R舵機10，以達到MR996R舵機10控制機械爪2張開，從而避過障礙，繼而繼續(xù)進行檢測。

氣體傳感器采用MQ-2煙霧傳感器，單片機5的P1.6、P1.7、P2.6引腳分別與氣體傳感器檢測電路相接。如圖3所示，氣體傳感器MQ-2的1、2、3端并接到VCC上，MQ-2的4，6端同樣并接到可調(diào)電阻R_L端和TLC27M2的3號引腳上，R_L另一端接地。MQ-2的5接到100歐的電阻端，100歐電阻的另一端接地。同樣TLC27M2的2號引腳上接兩個10K的電阻和一個10K的可調(diào)電阻。10K的可調(diào)電阻一端另外一端接到OUT輸出口。氣體傳感器MQ-2的電源正極+5V及GND分別連接到單片機的+VCC及GND端，以使單片機為氣體傳感器電路供電，在管道檢測運行時，氣體傳感器將檢測值通過輸出口發(fā)送到單片機中進行處理。

氣體傳感器MQ-2將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，模擬電壓量經(jīng)過TLC27M2比較后得出結(jié)果，STC89C51單片機采集到TLC27M2的結(jié)果后經(jīng)過計算，如果可燃氣體濃度達到報警器設(shè)置的數(shù)值時，單片機將驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警信號?？烧{(diào)電阻R_L作為調(diào)節(jié)氣體傳感器檢測靈敏度，當R_L變大時，檢測靈敏度較大，當氣體濃度達到一定高度值才會通過TLC27M2輸出高電平給單片機，反之較小時檢測較小可快速檢測到微弱氣體信號。

所述濕度傳感器采用DHT11溫濕度傳感器。如圖4所示，DHT11溫濕度傳感器將溫度濕度信號采集并轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號，通過單片機STC89C51進行數(shù)據(jù)的分析和處理，如果濕度值達到報警器設(shè)置的數(shù)值時，單片機將驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警信號。DHT11溫濕度傳感器的VCC接電源正極，GND接電源負極，DATA端連接單片機P2.5作為輸出值口，R1上拉電阻連接到VCC。

紅外避障傳感器主要由發(fā)射部分和接收部分組成，發(fā)射部分發(fā)射出固定頻率的紅外線，當紅外避障傳感器到障礙物時，接收部分接收到具有固定頻率的紅外線，這時指示燈被點亮。接收部分接受到的紅外信號被電路處理過后，輸出相對應(yīng)的數(shù)字信號，通過紅外避障傳感器后端的電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測障礙物的距離。

如圖5所示，紅外避障傳感器電路由R1-R8電阻及LM567 ,LM741集成模塊，發(fā)光二極管，9014三極管和電容構(gòu)成。Q1發(fā)射極接地，集電極接發(fā)光二極管的負極，基極接電阻R8。發(fā)光二極管D1接上可調(diào)電阻R2。電阻R2并連電阻R1以及連接到VCC。R1的另外一端則接上濾波電容C2和R4。R4則與R5以及發(fā)光二極管D3連接。R5的另外一端與電容C3連接。C3另一端與集成模塊LM741的2號腳連接。LM741的3號腳則與電阻R6相連接，R6引到集成模塊LM741的輸出6號腳。LM741的輸出6號腳則與電容C1連接。C1的另外一端接到LM567的3號IN腳。LM567的5號、6號腳分別接電阻R7的兩端。6號腳再與C6相連接。C6的另外一端接地。LM567的1,2號引腳分別與電容C4，C5連接。C4， C5的另一端與地相連接。LM567的8號腳則為傳感器的輸出口。

在圖中D1為發(fā)射管，D3為接收管。通過LM567的5、6腳設(shè)定該傳感器的譯碼中心頻率，通常通過改變外接滑動變阻器阻值的大小來改變捕捉的中心頻率。紅外載波信號通過LM567的5管腳輸入，當接收管接收到的紅外載波信號與捕捉中心頻率一樣時，證明不是外界干擾信號，此時LM567的OUT端輸出低電平，指示燈D1被點亮，這樣就增強了紅外避障的抗干擾能力。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所做的改變，修飾，替代，組合，簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。