本实用新型涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种管道变形检测装置及管道爬行器。
背景技术：
城市中的排水管道众多，为保证排水管道的正常使用，需要定期对管道进行检测，如果发现管道发生变形，便需要及时进行维修或者更换。
目前，用于检测管道的设备的主要由圆形的激光灯和摄像机等组成。利用激光灯发出的圆形激光束在管道的内壁上形成光圈，再通过摄像机拍摄光圈，然后将拍摄的光圈与标准光圈进行比对，由此判断管道是否发生变形。
当前采用的摄像机视角较小，为了拍摄光圈，摄像机与激光灯之间需要设置一定的距离。在检测内径较大的管道时，摄像机与激光灯之间的距离可能会超过2米，而这会给设备的使用造成很大的困难。
但如果采用广角镜头，拍出来的光圈会存在比较严重的变形，从而影响检测的结果。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种管道变形检测装置及管道爬行器，用以解决现有技术中用于检测管道的设备存在使用不方便的问题。
为解决上述问题，本实用新型提供了：一种管道变形检测装置，包括：
激光发射器，用于产生点光源；
内反射圆锥面，用于反射所述点光源发射出的光线，并在管道的内壁上形成光圈；
摄像机，用于拍摄所述光圈；
其中，所述摄像机的视角不小于所述内反射圆锥面的圆锥角。
作为上述技术方案的进一步改进，所述内反射圆锥面和所述摄像机的镜头，两者的轴线共线；
所述点光源位于所述内反射圆锥面的轴线上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发射器和所述内反射圆锥面均固定于一连接件的内部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述连接件包括可透光的管体。
作为上述技术方案的进一步改进，所述连接件通过支架与所述摄像机相连。
本实用新型还提供了：一种管道爬行器，包括行走机构和如上所述的管道变形检测装置；
所述管道变形检测装置设置于所述行走机构上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述行走机构包括壳体和设置于所述壳体的底部的滚轮。
作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体内部设置有用于驱使所述滚轮转动的驱动电机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动电机电性连接有电源模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括锂电池。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种管道变形检测装置，包括激光发射器、内反射圆锥面和摄像机。
将管道变形检测装置放置于管道内；开启激光发射器，点光源发射的激光经过内反射圆锥面后形成锥状的光束，光束照在管道的内壁上形成光圈；通过摄像机拍摄下光圈。之后，工作人员将排水的光圈与标准光圈进行对比，便可分析出光圈所在位置处的管道是否发生变形。
其中，由于摄像机的视角不小于内反射圆锥面的圆锥角，所以，激光发射器只需设置于摄像机前便可，而无须设置较大的间距。
该管道变形检测装置尺寸小巧且使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了一种管道检测装置的示意图；
图2示出了一种标准光圈的示意图；
图3示出了一种变形光圈的示意图；
图4示出了一种连接件的示意图；
图5示出了一种管道爬行器的示意图。
主要元件符号说明：
1-管道变形检测装置；2-激光发射器；3-内反射圆锥面；4-摄像机；5-标准光圈；6-变形光圈；7-连接件；8-支架；9-行走机构；10-滚轮；11-管道。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
为了加强对城市排水管道的管理，需要定期对排水管道进行检测和维护，由此保障排水管道的正常运行。
排水管道的布局与结构比较复杂，在检测排水管道的变形情况时，需要使用尺寸小巧的检测装置。如果检测装置的尺寸太大，不仅难以放置到排水管道内，而且也很难在排水管道内完成转弯等操作。
为此，在本实施例中，提出了一种管道变形检测装置1，其尺寸小巧且使用方便。
请参阅图1，一种管道变形检测装置1，包括激光发射器2、内反射圆锥面3、摄像机4。其中，
激光发射器2，用于产生点光源；
内反射圆锥面3，用于反射点光源发射出的光线，并在管道的内壁上形成光圈；
摄像机4，用于拍摄光圈。
在本实施例中，摄像机4的视角不小于内反射圆锥面3的圆锥角。
在本实施例中，激光发射器2可以采用激光灯发光二极管，其中，激光灯发光二极管可以提供红色的点光源。
如图5所示，摄像机4的视角为α，内反射圆锥面3的圆锥角为β，其中，α≥β。图5中，管道变形检测装置1及行走结构均位于管道11内。
由于光圈是通过点光源经内反射圆锥面3后照射在管道的内壁上形成的，所以，点光源在内反射圆锥面3作用下形成的光束也会圆锥形，同时，光束的圆锥角也为β。
在本实施例中，内反射圆锥面3可设置于一反射件内。反射件的内部为圆锥状的中空结构，其中，中空结构的内壁上设置有可反射光线的反射层，由此便形成内反射圆锥面3。
反射件可以采用玻璃、金属等材料制成。其中，反射件外轮廓可以设置呈圆柱体形或长方体形等。
在本实施例中，管道变形检测装置1的使用方法大致如下：
排出管道内的水液，并关闭相关的阀门；
将管道变形检测装置1放置于管道内，调整管道变形检测装置1的位置，尽可能保证点光源位于管道的轴线上，一般情况下，点光源与管道的轴线之间的垂直距离不大于5cm；
开启激光发射器2，点光源发射的激光经过内反射圆锥面后光束，光束照射在管道的内壁上形成光圈；
通过摄像机4拍摄下光圈；
工作人员将排水的光圈与标准光圈5进行对比，分析得出光圈所在位置处的管道是否发生变形。
如图2所示，为标准光圈5的示意图；如图3所示，为变形的管道内所拍摄的变形光圈6的示意图。
标准光圈5可以通过管道变形检测装置1预先获得。工作人员可将管道变形检测装置1放置到圆度符合规范的标准管道内，然后拍摄下光圈，并将其储存在相应的计算机等终端上，此时，拍摄获得光圈即为标准光圈5。其中，该标准管道的规格和尺寸应与待测的管道相同。
除了上述比对的方法外，也可通过mathematica等软件计算所拍摄光圈的圆度等参数，获得管道的变形率，由此判断管道是否符合使用规范。其中，利用软件计算的方法获得结果更加准确。
其中，有关管道检测的标准及规范可以参照《中华人民共和国行业标准(cjj181-2012备案号j1441-2012):城镇排水管道检测与评估技术规程》。工作人员可以根据相关标准，分析判断所检测的管道的变形程度是否符合规范要求。
在本实施例中，由于摄像机4的视角不小于内反射圆锥面3的圆锥角，所以，激光发射器2只需设置于摄像机4前便可，而无须设置较大的间距。
一般情况下，激光发射器2与摄像机4的镜头之间的距离可设置在0～50cm之间。如果有特殊需求，也可以根据实际情况进行调整。
需要注意的是，摄像机4的可视距离不小于光圈与摄像机4的镜头之间的距离。
为了获得更好的拍摄效果，内反射圆锥面3和摄像机4的镜头，两者的轴线共线，同时，点光源位于内反射圆锥面3的轴线上。
在本实施例中，激光发射器2和内反射圆锥面3可均固定于一连接件7的内部。
如图4所示，激光发射器2可安装于连接件7的左端，内反射圆锥面3可设置于连接件7的右端。其中，在进行安装时，内反射圆锥面3的尖端朝向于激光发射器2，如此，才能保证射出的光束呈锥状。
当激光发射器2开启后，点光源发出的光线便会进入到内反射圆锥面3内；之后，经过内反射圆锥面3的反射后便形成了锥状的光束；而后，光束从连接件7中射出，并在管道的内壁上形成光圈。
连接件7包括可透光的管体，由此方便光束从连接件7中右端射出，从而管道的内壁上形成光圈。
管体可采用玻璃、塑料等透光性高的材料制成。为避免光线从连接件7的侧壁射出，可在连接件7侧壁的外表面设置不透光层，例如包裹上黑色胶带等。
在本实施例中，内反射圆锥面3可直接设置于连接件7内部。在连接件7的右侧开设圆锥孔，再在圆锥孔的内壁上涂覆或喷洒上可反射光线的反射膜，由此便可形成内反射圆锥面3。
为方便安装连接件7，连接件7可通过支架8与摄像机4相连。
在本实施例中，支架8在沿摄像机4的镜头的轴线方向上可伸缩。工作人员通过改变支架8的长度，可以调节连接件7与摄像机4之间的距离。
其中，支架8可采用伸缩杆等制成。
实施例二
为了提高管道变形检测装置1的机动性，可通过行走机构9驱使管道变形检测装置1在管道内行走，由此，便可以更加高效的检测出管道的变形程度。
参阅图5，在本实施例中，提出了一种管道爬行器，包括行走机构9和管道变形检测装置1，管道变形检测装置1设置于行走机构9上。其中，管道变形检测装置1的结构可参照实施例一。
行走机构9包括壳体和设置于壳体的底部的滚轮10。为防止打滑，滚轮10上可设置有防滑纹路。
在壳体内部可设置驱动电机。通过驱动电机驱使滚轮10转动，由此实现管道爬行器的运动。其中，为提高输出扭矩，驱动电机可通过齿轮箱等机构与安装有滚轮10的轮轴传动连接。
为对驱动电机等用电单元提供电力，驱动电机及摄像机4等可电性连接有电源模块。其中，电源模块可采用锂电池或干电池。
电源模块可安装于壳体的内部。为防止因进水而出现短路，壳体可采用密封盒，其中，壳体的内部可设置有密封圈等密封件。
在本实施例中，壳体上可设置有升降装置，其中，管道变形检测装置1可安装于升降装置上。在进行检测前，工作人员可通过升降装置调整管道变形检测装置1的高度。
优选的，升降装置可使用微型气缸或电动推杆等。
在本实施例中，管道爬行器可通过有线或无线的方向进行操控，同时，也可以通过有线或无线的方式进行信号的传输。相应的，管道变形检测装置1的摄像机4所拍摄的信息，也通过有线或无线的方式传输到计算机等终端上。
在本实施例中，壳体上可设置有控制模块和无线传输模块等。控制模块可包括处理器，无线传输模块可包括蓝牙模块、wifi模块、红外线接收模块等。
管道爬行器进入管道，开启激光发射器2和摄像机4。管道爬行器在管道内行进的过程中，光圈会沿着管道的内壁不断移动，此时，摄像机4会拍摄和记录光圈的形状变化。
摄像机4拍下的内容可存储在存储单元或实时传输到终端，以供工作人员进行分析。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种管道变形检测装置，其特征在于，包括：
激光发射器，用于产生点光源；
内反射圆锥面，用于反射所述点光源发射出的光线，并在管道的内壁上形成光圈；
摄像机，用于拍摄所述光圈；
其中，所述摄像机的视角不小于所述内反射圆锥面的圆锥角。
2.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述内反射圆锥面和所述摄像机的镜头，两者的轴线共线；
所述点光源位于所述内反射圆锥面的轴线上。
3.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述激光发射器和所述内反射圆锥面均固定于一连接件的内部。
4.根据权利要求3所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述连接件包括可透光的管体。
5.根据权利要求3所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述连接件通过支架与所述摄像机相连。
6.一种管道爬行器，其特征在于，包括行走机构和权利要求1-5中任一项所述的管道变形检测装置；
所述管道变形检测装置设置于所述行走机构上。
7.根据权利要求6所述的管道爬行器，其特征在于，所述行走机构包括壳体和设置于所述壳体的底部的滚轮。
8.根据权利要求7所述的管道爬行器，其特征在于，所述壳体内部设置有用于驱使所述滚轮转动的驱动电机。
9.根据权利要求8所述的管道爬行器，其特征在于，所述驱动电机电性连接有电源模块。
10.根据权利要求9所述的管道爬行器，其特征在于，所述电源模块包括锂电池。
技术总结