机器人及监测系统的制作方法

专利2022-06-29  154


本实用新型涉及油罐维护领域,尤其涉及一种机器人及监测系统。



背景技术:

容量100立方米以上的油罐被称为大型油罐。由于大型油罐罐底的液压大,沉淀物、悬浮物又集中在罐底,所以大型油罐的罐底最容易发生腐蚀。又因为大型油罐的罐底远离罐口,所以不利于对罐底进行观察、监测。

现有技术中,罐底的观察、监测主要依靠定期的人工巡检。人工巡检前需要先清空油罐。油罐清空后,工作人员才可以进入油罐,下到罐底进行巡检。

由于受到清空油罐的制约,为了不影响生产,所以多数情况下只能定期对罐底进行人工巡检,且两次人工巡检间的时间跨度大,不利于及时发现问题。因罐底腐蚀穿孔发现不及时,曾发生过油罐泄漏的严重事故。为了避免油罐泄漏的再次发生,急需能够随时观察、监测油罐罐底的设备。



技术实现要素:

针对现有技术的上述缺陷,本实用新型的目的在于提供一种机器人及监测系统,以克服现有技术的一些不足。

本实用新型提供一种机器人,用于油罐罐底的监测,所述机器人包括机器人主体,所述机器人主体包括主体外壳,所述主体外壳用于连接线缆,以通过线缆控制所述机器人在所述油罐内下潜的深度;所述机器人包括监测机构、定位机构、控制机构、执行机构和电源模块;其中,所述监测机构用于监测所述罐底的腐蚀状态;所述定位机构用于对所述机器人进行定位;所述执行机构包括爬行单元,所述机器人通过所述爬行单元在所述罐底爬行;所述控制机构通过所述爬行单元控制所述机器人的运动状态;所述电源模块用于为所述机器人提供电能。

如上所述的机器人,可选地,所述监测机构包括如下至少一种:摄像头单元、磁感应探伤单元、超声波探伤单元。

如上所述的机器人,可选地,所述执行机构还包括连接臂,所述连接臂包括第一连接臂和第二连接臂,所述第一连接臂的一端和所述第二连接臂的一端铰接;所述第一连接臂的另一端可旋转地固定在所述机器人的主体上;所述第二连接臂的另一端固定有所述监测机构。

如上所述的机器人,可选地,所述连接臂与所述控制机构通信连接,所述控制机构通过第一旋转电机控制所述第一连接臂相对于所述主体的旋转角度,所述控制机构通过第二旋转电机控制所述第二连接臂相对于所述第一连接臂的转动角度。

如上所述的机器人,可选地,所述监测机构包括摄像头单元,所述摄像头单元包括摄像组件和照明组件;所述摄像组件包括自动对焦摄像头。

如上所述的机器人,可选地,所述定位机构包括如下至少一种:角度距离传感器单元、无线电定位单元、超声波定位单元、激光定位单元。

如上所述的机器人,可选地,所述爬行单元包括车轮和履带,所述履带绕设于所述车轮;所述履带背离所述车轮的表面设置有防滑结构。

如上所述的机器人,可选地,还包括安全机构;所述安全机构包括压力传感器单元,所述压力传感器单元包括压力传感器;所述压力传感器固定在所述机器人上;所述压力传感器与所述控制机构通信连接;所述安全机构还包括后视镜头单元,所述后视镜头单元包括后视镜头组件和后视照明组件;所述安全机构还包括存储备份单元;所述存储备份单元与所述控制机构通信连接。

如上所述的机器人,可选地,还包括取样机构,所述取样机构包括设置在所述主体外壳上的取样口;所述取样口处盖设有取样门,所述取样门在取样阀门控制下开闭,所述取样阀门与所述控制机构通信连接。

本实用新型还提供一种监测系统,包括位于地面的终端设备以及上述的机器人;所述机器人的控制机构与所述终端设备通信连接;所述终端设备包括有连接臂复位键、压力指示灯及显示屏,其中,所述连接臂复位键与所述控制机构通信连接;所述压力指示灯与所述控制机构通信连接;所述显示屏与所述控制机构通信连接。

本实用新型提供了一种机器人及监测系统,由于机器人可以随时对油罐罐底进行观察、监测,及时反馈油罐罐底的腐蚀情况,有利于避免油罐泄漏;如此,无需人工巡检,也无需在巡检时清空油罐,还利于保证生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式提供的机器人的结构示意图;

图2为本实用新型一实施方式提供的连接臂的结构示意图;

图3为本实用新型一实施方式提供的履带的防滑结构示意图;

图4为本实用新型一实施方式提供的机器人的模块示意图;

图5为本实用新型另一实施方式提供的机器人的模块示意图;

图6为本实用新型一实施方式提供的监测系统的模块示意图。

附图标记

10:监测系统;

100:机器人;

200:终端设备;

300:线缆;

1000:机器人主体;

1100:主体外壳;

2000:监测机构;

2110:摄像组件;

2120:照明组件;

2210:磁感应探头;

3000:定位机构;

3310:声呐探头;

4000:控制机构;

5000:执行机构;

5110:车轮;

5120:履带;

5121:防滑纹;

5122:防滑凸起;

5200:连接臂;

5210:第一连接臂;

5220:第二连接臂;

5230:第一旋转电机;

5240:第二旋转电机;

6000:电源模块;

7000:安全机构;

7200:后视镜头单元;

7300:存储备份单元;

8000:取样机构;

8100:取样口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

下面将结合附图详细的对本实用新型的内容进行描述,以使本领域技术人员能够更加详细的了解本实用新型的内容。

如图1和图4所示,本实施方式提供一种机器人100,用于油罐罐底的监测,机器人100包括机器人主体1000,机器人主体1000包括主体外壳1100,主体外壳1100用于连接线缆300,以通过线缆300控制机器人100在油罐内下潜的深度;机器人100包括监测机构2000、定位机构3000、控制机构4000、执行机构5000和电源模块6000;其中,监测机构2000用于监测罐底的腐蚀状态;定位机构3000用于对机器人100进行定位;执行机构5000包括爬行单元,机器人100通过爬行单元在罐底爬行;控制机构4000通过爬行单元控制机器人100的运动状态;电源模块6000用于为机器人100提供电能。

现有技术中,油罐罐底的观察、监测主要依靠定期的人工巡检。人工巡检前需要先清空油罐。油罐清空后,工作人员才可以进入油罐,下到罐底进行巡检。

由于受到清空油罐的制约,为了不影响生产,所以多数情况下只能定期对罐底进行人工巡检,且两次人工巡检间的时间跨度大,不利于及时发现问题。因罐底腐蚀穿孔发现不及时,曾发生过油罐泄漏的严重事故。为了避免油罐泄漏的再次发生,急需能够随时观察、监测油罐罐底的设备。

由于有着良好的密封性能和抗压性能,机器人100就是一种能够随时观察、监测油罐罐底的设备,机器人100可以在需要时,随时潜入充满油的油罐,对罐底进行观察、监测。

机器人100包括机器人主体1000,机器人主体1000包括主体外壳1100,主体外壳1100用于连接线缆300,以通过线缆300控制机器人100在油罐内下潜的深度。线缆300可以固定在绞车上。绞车可以是手动的,也可以是电动的,从而控制机器人100的下潜深度。

线缆300连接在机器人主体1000外壳上,线缆300可以是电缆,为机器人100提供电能及传输各种数据和指令。为了确保电缆的密封,在电缆和壳体的连接处可以采用密封胶圈。

另外,密封胶圈也可应用在主体外壳1100与爬行单元的连接处,同样起到密封的作用。

监测机构2000用于监测罐底的腐蚀状态,并将监测结果传输至控制机构4000,控制机构4000可将监测结果通过与控制机构4000通信连接的电缆传输至地面,地面上的终端设备200可以分析并显示监测结果,有利于工作人员了解罐底的腐蚀状态。

定位机构3000用于对机器人100进行定位,即定位机构3000可以实时监测机器人100在油罐底部的位置,从而了解机器人100所反馈的腐蚀状态数据的来源。具体地,可以将油罐罐底区域通过网格分成若干子区域,并分配给每个子区域一个对应的编号。通过定位机构3000,确定机器人100所在子区域的编号,从而了解该子区域的腐蚀状态。

执行机构5000包括爬行单元,机器人100通过爬行单元在罐底爬行。执行机构5000使得机器人100可以在罐底进行运动,从而使得机器人100可以从一个子区域爬行到相邻的另一个子区域。机器人100通过配合使用执行机构5000与监测机构2000,从而可以了解不同子区域的腐蚀状态。

爬行单元可以使机器人100前行或以任一角度拐动,有利于工作人员清楚、快速的了解油罐罐底的腐蚀状态。本示例中,在工作人员发现一个子区域沿某一方向腐蚀严重时,可以让机器人100拐动至该方向并沿该方向前行,从而快速直观地获得该严重腐蚀区域的范围。

控制机构4000是机器人100的核心。机器人100所获得的数据,例如监测结果、定位结果,均可以经控制机构4000传输至地面的终端设备200或机器人100内的存储备份单元7300。工作人员对机器人100下达的所有指令也通过控制机构4000传输至各个相关机构,例如执行机构5000。

具体地,控制机构4000通过爬行单元控制机器人100的运动状态,例如,前行、后退、左转、右转及静止。

在一些示例中,控制机构4000可以包括芯片,芯片可以与地面的终端设备200通信连接。芯片还可与机器人100的定位机构3000、监测机构2000、电源模块6000等通信连接。机器人100可以将其监测机构2000生成的监测信息以及定位机构3000生成的定位信息发送至地面的终端设备200。地面的终端设备200可以将对机器人100的控制指令发送给机器人100,以使芯片控制机器人100执行相应的操作。可选地,芯片可以通过无线连接的方式与地面的终端设备200通信连接。

电源模块6000用于为机器人100提供电能,当线缆300为电缆时,电缆为机器人100供电,电源模块6000与电缆相连并将电能传输至机器人100各个用电部分,例如监测机构2000、定位机构3000、执行机构5000和控制机构4000。电源模块6000还可以配备有备用电池,在停电的状态下,保证机器人100正常工作。

本实施方式由于采用了机器人100包括机器人主体1000,机器人主体1000包括主体外壳1100,主体外壳1100用于连接线缆300,以通过线缆300控制机器人100在油罐内下潜的深度;机器人100包括监测机构2000、定位机构3000、控制机构4000、执行机构5000和电源模块6000;其中,监测机构2000用于监测罐底的腐蚀状态;定位机构3000用于对机器人100进行定位;执行机构5000包括爬行单元,机器人100通过爬行单元在罐底爬行;控制机构4000通过爬行单元控制机器人100的运动状态;电源模块6000用于为机器人100提供电能的技术手段,由于机器人100可以随时对油罐罐底进行观察、监测,及时反馈油罐罐底的腐蚀情况,有利于避免油罐泄漏;如此,无需人工巡检,也无需在巡检时清空油罐,还利于保证生产效率。

可选地,本实施方式的监测机构2000包括如下至少一种:摄像头单元、磁感应探伤单元、超声波探伤单元。

具体地,摄像头单元可以使用摄像头对罐底的各个子区域情况进行拍照或摄像,从而可以宏观地了解罐底各个子区域表面的腐蚀状态。

磁感应探伤单元包括磁感应探头2210。进行磁力探伤时,首先使用触头法或磁轭法对罐底预检测子区域进行磁化。如果该子区域内存在表面缺陷、近表面缺陷,磁感应线会泄漏形成漏磁场,磁感应探头2210通过检测漏磁场确定缺陷的位置。另外,如图1所示,磁感应探头2210可以安装在车尾。

超声波探伤单元可对罐底预检测子区域的表面和内部缺陷进行超声波探伤,如果该罐底子区域内存在缺陷,缺陷使得罐底材料不连续,造成声抗阻不一致。超声波在两种不同声抗阻介质的界面发生反射,从而进行探伤。

拍照、摄像,磁力探伤和超声波探伤均属于无损探伤,在不损坏油罐罐底的前提下,对罐底的腐蚀状态进行检测;其中,摄像头单元能够发现位于罐底表面的宏观缺陷;磁感应探伤单元可以检测罐底表面或近表面的微观缺陷;超声波探伤单元可以检测罐底表面和内部的微观缺陷。

拍照、摄像,磁力探伤和超声波探伤配合使用,有利于工作人员全面了解罐底的腐蚀状态。具体地,可以首先使用摄像头单元,通过摄像头单元和定位机构3000确定疑似含有缺陷的子区域,在子区域内随机设置观察点,在观察点上进行磁力探伤、超声波探伤,从而了解是否存在微观缺陷,及微观缺陷的严重程度。

本实施方式由于采用了监测机构2000包括如下至少一种:摄像头单元、磁感应探伤单元、超声波探伤单元的技术手段,有利于在不损坏油罐罐底的前提下,对罐底的腐蚀状态进行检测,其中,摄像头单元有利于宏观地了解罐底各个子区域表面的腐蚀状态;磁感应探伤单元有利于检测罐底表面或近表面的微观缺陷;超声波探伤单元有利于检测罐底表面和内部的微观缺陷。而拍照、摄像,磁力探伤和超声波探伤配合使用,有利于工作人员全面了解罐底的腐蚀状态。

如图1和图2所示,可选地,本实施方式的执行机构5000还包括连接臂5200,连接臂5200包括第一连接臂5210和第二连接臂5220,第一连接臂5210的一端和第二连接臂5220的一端铰接;第一连接臂5210的另一端可旋转地固定在机器人100的主体上;第二连接臂5220的另一端固定有监测机构2000。

如图2所示,连接臂5200包括第一连接臂5210和第二连接臂5220,第一连接臂5210的一端和第二连接臂5220的一端铰接,即,第二连接臂5220可以相对连接第二连接臂5220和第一连接臂5210的铰接轴进行360度转动。图2中的箭头j2表示第二连接臂5220的转动方向。

如图2所示,第一连接臂5210的另一端可旋转地固定在机器人100的主体上,即,第一连接臂5210可以绕自身的转动轴进行360度旋转,即固定在第一连接臂5210上的铰接轴可以进行360度旋转。图2中的箭头j1表示第一连接臂5210的旋转方向。

继而,在机器人100的爬行单元静止时,固定在第二连接臂5220另一端的监测机构2000的运动区域可以覆盖球的整个球面,其中,球的球心位于第一连接臂5210的顶端,球的半径为第二连接臂5220的长度。

固定在第二连接臂5220另一端的监测机构2000可以灵活运动,有利于其避让障碍物、遮挡物,采集到油罐罐底各个子区域内预设观察点的相关数据,例如表面状况、探伤结果。

本实施方式由于采用了执行机构5000还包括连接臂5200,连接臂5200包括第一连接臂5210和第二连接臂5220,第一连接臂5210的一端和第二连接臂5220的一端铰接;第一连接臂5210的另一端可旋转地固定在机器人100的主体上;第二连接臂5220的另一端固定有监测机构2000的技术手段;有利于监测机构2000灵活运动,从而有利于监测机构2000避让障碍物、遮挡物,采集到油罐罐底各个子区域内预设观察点的相关数据。

可选地,本实施方式的连接臂5200与控制机构4000通信连接,控制机构4000通过第一旋转电机5230控制第一连接臂5210相对于主体的旋转角度,控制机构4000通过第二旋转电机5240控制第二连接臂5220相对于第一连接臂5210的转动角度。

控制机构4000通过第一旋转电机5230控制第一连接臂5210相对于主体的旋转角度。第一旋转电机5230的转动轴与第一连接臂5210的转动轴同轴设置,因此,第一连接臂5210可以绕自身的转动轴进行360度旋转,并在控制机构4000的控制下,旋转或静止。旋转可以使第一连接臂5210到达预设角度,静止可以使第一连接臂5210固定在预设角度。

控制机构4000通过第二旋转电机5240控制第二连接臂5220相对于第一连接臂5210的转动角度。第二旋转电机5240的转动轴与第一连接臂5210和第二连接臂5220间的铰接轴同轴设置。因此,第二连接臂5220可以相对连接第二连接臂5220和第一连接臂5210的铰接轴进行360度转动,并在控制机构4000的控制下,旋转或静止。旋转可以使第二连接臂5220到达预设角度,静止可以使第二连接臂5220固定在预设角度。

继而,在机器人100的爬行单元静止时,固定在第二连接臂5220上的监测机构2000的运动区域可以覆盖球的整个球面,并静止在球面上的任一点,其中,球的球心位于第一连接臂5210的顶端,球的半径为第二连接臂5220的长度。

连接臂5200可以在控制机构4000的指令下灵活的旋转或静止,有利于监测机构2000避让障碍物、遮挡物,采集到油罐罐底各个子区域内预设观察点的相关数据,例如表面状况、探伤结果。

本实施方式由于采用了连接臂5200与控制机构4000通信连接,控制机构4000通过第一旋转电机5230控制第一连接臂5210相对于主体的旋转角度,控制机构4000通过第二旋转电机5240控制第二连接臂5220相对于第一连接臂5210的转动角度的技术手段,有利于机器人100在控制机构4000的指令下,转动第一连接臂5210、第二连接臂5220,从而有利于监测机构2000避让障碍物、遮挡物,采集到油罐罐底各个子区域内预设观察点的相关数据。

可选地,本实施方式的监测机构2000包括摄像头单元,摄像头单元包括摄像组件2110和照明组件2120;摄像组件2110包括自动对焦摄像头。

照明组件2120为拍照、摄像提供光源,有利于摄像组件2110获取清晰的图像、影像。自动对焦摄像头可以自动改变焦距,有利于提高罐底图像、影像的清晰度。

摄像头单元与控制机构4000通信连接,从而通过控制机构4000将图像、影像数据传输至位于地面的终端设备200,终端设备200的显示屏实时播放摄像头单元获取的图像、影像。工作人员可根据图像、影像做出更加准确、快速的判断,并向机器人100下达进一步地指令。

本实施方式由于采用了监测机构2000包括摄像头单元,摄像头单元包括摄像组件2110和照明组件2120;摄像组件2110包括自动对焦摄像头的技术手段,有利于机器人100获取清晰的图像、影像。

可选地,本实施方式的定位机构3000包括如下至少一种:角度距离传感器单元、无线电定位单元、超声波定位单元、激光定位单元。

定位机构3000主要作用是对机器人100在罐底的位置进行定位,从而了解机器人100所反馈的腐蚀状态数据的来源,继而对观察、检测到的严重腐蚀区域进行快速定位。

具体地,可以将油罐罐底区域通过网格分成若干子区域,并分配给每个子区域一个对应的编号。通过定位机构3000,确定机器人100所在子区域的编号,从而了解该子区域的腐蚀状态。

角度距离传感器单元包括角度传感器和距离传感器,从而记录机器人100每一次移动的位移,通过叠加位移继而得到机器人100的准确位置。

无线电定位单元可以包括gps信号接收机,从而通过gps获取机器人100的准确位置。无线电定位单元也可以包括超宽带定位标签。同时在油罐上安装多个定位基站。机器人100的定位标签发射出超宽带位置数据,多个定位基站接收上述位置数据,并计算出位置数据到达不同定位基站的时间差,从而利用超宽带技术获取机器人100的准确位置。

超声波定位单元可以包括声呐探头3310。同时在油罐上安装多个接收器。机器人100的声呐探头3310发射出超声波信号,接收器接收后又反射传输给声呐探头3310,从而根据回波和发射波的时间差计算出机器人100和接收器的距离,继而确定机器人100的准确位置。超声波定位的精度可达到厘米级,且结构简单。

激光定位单元可以包括激光发射接收器。同时在油罐内安装多个反射板。机器人100的激光发射接收器扫描一周,计算出激光发射接收器与反射板的距离,继而确定机器人100的准确位置。

本实施方式由于采用了定位机构3000包括如下至少一种:角度距离传感器单元、无线电定位单元、超声波定位单元、激光定位单元的技术手段,从而对罐底的机器人100进行定位,有利于获取机器人100所反馈的腐蚀状态数据的位置来源,从而有利于对严重腐蚀的区域进行快速定位。

如图1所示,可选地,本实施方式的爬行单元包括车轮5110和履带5120,履带5120绕设于车轮5110;履带5120背离车轮5110的表面设置有防滑结构。

履带5120的设置使得机器人100转弯半径小,有利于机器人100可以快速地响应转向指令,灵活地避让障碍物,例如油罐内的悬浮物。在工作人员发现一个子区域沿某一方向腐蚀严重时,机器人100可以通过履带5120快速拐动至该方向并沿该方向前行,从而快速直观地获得该严重腐蚀区域的范围。

履带5120背离车轮5110的表面设置有防滑结构,如图3所示,防滑结构可以是条状的防滑纹5121或圆形的防滑凸起5122,防滑结构的目的在于增大机器人100和油罐底面的接触面积,从而有利于提高机器人100行进的稳定性,有利于避免机器人100发生滑动、翻倒。

本实施方式由于采用了爬行单元包括车轮5110和履带5120,履带5120绕设于车轮5110;履带5120背离车轮5110的表面设置有防滑结构的技术手段,履带5120的设置使得机器人100转弯半径小,有利于机器人100可以快速地响应转向指令,防滑结构增大机器人100和油罐底面的接触面积,从而有利于提高机器人100行进的稳定性,有利于避免机器人100发生滑动、翻倒。

如图5所示,可选地,本实施方式的机器人100还包括安全机构7000;安全机构7000包括压力传感器单元,压力传感器单元包括压力传感器;压力传感器固定在机器人100上;压力传感器与控制机构4000通信连接;安全机构7000还包括后视镜头单元7200,后视镜头单元7200包括后视镜头组件和后视照明组件;安全机构7000还包括存储备份单元7300;存储备份单元7300与控制机构4000通信连接。

压力传感器单元包括压力传感器;压力传感器固定在机器人100上;压力传感器与控制机构4000通信连接。由于机器人100密封性能、抗压力性能的制约,机器人100只能在环境压力在压力阈值以下时正常工作。

具体地,压力阈值可以为1.5巴。压力传感器固定在机器人100上,压力传感器可以实时监测机器人100所处环境的压强,并将结果反馈与压力传感器通信连接的控制机构4000。控制机构4000将压力传感器的实时监测结果与压力阈值进行对比。

在监测结果超过压力阈值时,控制机构4000控制位于地面终端设备200的压力指示灯发出红光提示;在环境压力在压力阈值以下时,控制机构4000控制位于地面终端设备200的压力指示灯发出绿光提示,从而有利于工作人员快速直观的了解机器人100环境压力是否在安全范围内,有利于保证机器人100的安全,避免机器人100在高压环境下瘫痪。

另外,压力传感器通过测量得到的具体压力值,也可以直接通过控制机构4000传输至位于地面终端设备200的显示屏,有利于工作人员准确了解机器人100环境压力,并基于压力数值做出相应判断,有利于机器人100的安全。

安全机构7000还包括后视镜头单元7200,后视镜头单元7200包括后视镜头组件和后视照明组件。后视镜头单元7200用于在回收机器人100期间,观察倒车及线缆300回收情况,有利于避免机器人100与油罐侧壁相撞,也有利于避免线缆300缠绕机器人100,从而有利于避免机器人100的损坏。

安全机构7000还包括存储备份单元7300;存储备份单元7300与控制机构4000通信连接。存储备份单元7300可以存储、备份控制机构4000传递至其的监测、观察数据,定位数据和时间数据。当机器人100的控制机构4000向地面终端传输数据受阻时,油罐内的机器人100可以自行保存自身获取的各项数据,有利于机器人100回到地面后,工作人员提取数据并系统分析罐底的腐蚀情况。

本实施方式由于采用了机器人100还包括安全机构7000;安全机构7000包括压力传感器单元,压力传感器单元包括压力传感器;压力传感器固定在机器人100上;压力传感器与控制机构4000通信连接;安全机构7000还包括后视镜头单元7200,后视镜头单元7200包括后视镜头组件和后视照明组件;安全机构7000还包括存储备份单元7300;存储备份单元7300与控制机构4000通信连接的技术手段,其中,压力传感器单元有利于保证机器人100的安全,避免机器人100在高压环境下瘫痪;后视镜头单元7200有利于避免机器人100与油罐侧壁相撞,也有利于避免线缆300缠绕机器人100,从而有利于避免机器人100的损坏;存储备份单元7300有利于机器人100可以自行保存自身获取的各项数据,机器人100回到地面后,有利于工作人员提取数据并系统分析罐底的腐蚀情况。

如图1和图5所示,可选地,本实施方式的机器人100还包括取样机构8000,取样机构8000包括设置在主体外壳1100上的取样口8100;取样口8100处盖设有取样门,取样门在取样阀门控制下开闭,取样阀门与控制机构4000通信连接。

取样机构8000使得机器人100可以提取油罐底部的油料,在机器人100回到地面后,工作人员可以对所提取的油料进行质量分析,从而有利于实现对油罐底部油料质量的实时监控。另外,机器人100上还可以设置多个取样口8100,从而实现油罐罐底的多点取样。

具体地,当工作人员决定取样后,取样命令通过控制机构4000下达至取样阀门,取样阀门控制取样门打开,取样口8100与外界连通,油料进入取样口8100,经预设时间后,取样口8100内外压力平衡,取样阀门控制取样门关闭,完成取样。其中,预设时间为经验值。

本实施方式由于采用了机器人100还包括取样机构8000,取样机构8000包括设置在主体外壳1100上的取样口8100;取样口8100处盖设有取样门,取样门在取样阀门控制下开闭,取样阀门与控制机构4000通信连接的技术手段,有利于实现对油罐底部油料质量的实时监控。

如图6所示,本实施方式还提供一种监测系统10,包括位于地面的终端设备200以及上述的机器人100;机器人100的控制机构4000与终端设备200通信连接;终端设备200包括有连接臂复位键、压力指示灯及显示屏,其中,连接臂复位键与控制机构4000通信连接;压力指示灯与控制机构4000通信连接;显示屏与控制机构4000通信连接。

具体地,当工作人员按下连接臂复位键,控制机构4000接受指令并将指令传达给第一旋转电机5230和第二旋转电机5240。在第一旋转电机5230和第二旋转电机5240的带动下,连接臂5200回到原始状态,此时,第一连接臂5210和第二连接臂5220间的夹角达到最小值,第二连接臂5220位于第一连接臂5210机器人100行进方向的正前方,即第一旋转电机5230的转动角度为零且第二旋转电机5240的转动角度为零。连接臂复位键有利于工作人员控制连接臂5200快速复位。

压力指示灯与控制机构4000通信连接,控制机构4000与压力传感器通信连接。在压力传感器的监测结果超过压力阈值时,控制机构4000控制压力指示灯发出红光提示;在压力传感器的监测结果低于压力阈值时,控制机构4000控制位于地面终端设备200的压力指示灯发出绿光提示,从而有利于工作人员快速直观的了解机器人100环境压力是否在安全范围内,有利于保证机器人100的安全,避免机器人100在高压环境下瘫痪。

显示屏与控制机构4000通信连接。显示屏可以显示监测机构2000、定位机构3000所得到的所有数据,例如摄像头单元获取的罐底的图像或录像,定位机构3000获取的机器人100定位。显示屏也可以显示机器人100各个部分的工作状态,例如,备用电池的电量、第一旋转电机5230的转动角度、第二旋转电机5240的转动角度。显示屏可以直观展示数据,有利于工作人员快速判断油罐底部的腐蚀状态。

监测系统10包括位于地面的终端设备200以及上述的机器人100。由于无需在使用监测系统10前清空油罐,机器人100可以随时对油罐罐底进行观察、监测,及时反馈油罐罐底的腐蚀情况,有利于避免油罐泄漏。

本实施方式由于采用了一种监测系统10,包括位于地面的终端设备200以及上述的机器人100;机器人100的控制机构4000与终端设备200通信连接;终端设备200包括有连接臂复位键、压力指示灯及显示屏,其中,连接臂复位键与控制机构4000通信连接;压力指示灯与控制机构4000通信连接;显示屏与控制机构4000通信连接的技术手段,由于机器人100可以随时对油罐罐底进行观察、监测,及时反馈油罐罐底的腐蚀情况,有利于避免油罐泄漏;如此,无需人工巡检,也无需在巡检时清空油罐,还利于保证生产效率。其中,连接臂复位键有利于工作人员控制连接臂5200快速复位;压力指示灯有利于工作人员快速直观的了解机器人100环境压力是否在安全范围内,有利于保证机器人100的安全,避免机器人100在高压环境下瘫痪;显示屏可以直观展示数据,有利于工作人员快速判断油罐底部的腐蚀状态。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征:

1.一种机器人,用于油罐罐底的监测,其特征在于,所述机器人包括机器人主体,所述机器人主体包括主体外壳,所述主体外壳用于连接线缆,以通过线缆控制所述机器人在所述油罐内下潜的深度;所述机器人包括监测机构、定位机构、控制机构、执行机构和电源模块;其中,

所述监测机构用于监测所述罐底的腐蚀状态;

所述定位机构用于对所述机器人进行定位;

所述执行机构包括爬行单元,所述机器人通过所述爬行单元在所述罐底爬行;

所述控制机构通过所述爬行单元控制所述机器人的运动状态;

所述电源模块用于为所述机器人提供电能。

2.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述监测机构包括如下至少一种:摄像头单元、磁感应探伤单元、超声波探伤单元。

3.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述执行机构还包括连接臂,所述连接臂包括第一连接臂和第二连接臂,所述第一连接臂的一端和所述第二连接臂的一端铰接;所述第一连接臂的另一端可旋转地固定在所述机器人的主体上;所述第二连接臂的另一端固定有所述监测机构。

4.根据权利要求3所述的机器人,其特征在于,所述连接臂与所述控制机构通信连接,所述控制机构通过第一旋转电机控制所述第一连接臂相对于所述主体的旋转角度,所述控制机构通过第二旋转电机控制所述第二连接臂相对于所述第一连接臂的转动角度。

5.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述监测机构包括摄像头单元,所述摄像头单元包括摄像组件和照明组件;所述摄像组件包括自动对焦摄像头。

6.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述定位机构包括如下至少一种:角度距离传感器单元、无线电定位单元、超声波定位单元、激光定位单元。

7.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述爬行单元包括车轮和履带,所述履带绕设于所述车轮;所述履带背离所述车轮的表面设置有防滑结构。

8.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,还包括安全机构;所述安全机构包括压力传感器单元,所述压力传感器单元包括压力传感器;所述压力传感器固定在所述机器人上;所述压力传感器与所述控制机构通信连接;

所述安全机构还包括后视镜头单元,所述后视镜头单元包括后视镜头组件和后视照明组件;

所述安全机构还包括存储备份单元;所述存储备份单元与所述控制机构通信连接。

9.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,还包括取样机构,所述取样机构包括设置在所述主体外壳上的取样口;所述取样口处盖设有取样门,所述取样门在取样阀门控制下开闭,所述取样阀门与所述控制机构通信连接。

10.一种监测系统,其特征在于,包括位于地面的终端设备以及如权利要求1-9任一项所述的机器人;所述机器人的控制机构与所述终端设备通信连接;所述终端设备包括有连接臂复位键、压力指示灯及显示屏,其中,

所述连接臂复位键与所述控制机构通信连接;

所述压力指示灯与所述控制机构通信连接;

所述显示屏与所述控制机构通信连接。

技术总结
本实用新型提供一种机器人及监测系统,涉及油罐维护领域。机器人,用于油罐罐底的监测,机器人包括机器人主体,机器人主体包括主体外壳,主体外壳用于连接线缆,以通过线缆控制机器人在油罐内下潜的深度;机器人包括监测机构、定位机构、控制机构、执行机构和电源模块。由于机器人可以随时对油罐罐底进行观察、监测,及时反馈油罐罐底的腐蚀情况,有利于避免油罐泄漏;如此,无需人工巡检,也无需在巡检时清空油罐,还利于保证生产效率。

技术研发人员:高春海;王轩;陈利新;袁晓满;朱轶;杨小华;刘传家
受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
技术研发日:2019.07.15
技术公布日:2020.06.09

转载请注明原文地址: https://bbs.8miu.com/read-15236.html

最新回复(0)