【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于計(jì)量技術(shù)與智能測控儀器領(lǐng)域，具體涉及一種城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置。
技術(shù)介紹
1、城市排水管道猶如城市的血管，堵塞不暢將會導(dǎo)致城市的整體癱疾。隨著城市化的快速發(fā)展，城市污水溢流和雨澇等問題日益嚴(yán)重，很多大中城市在雨季來臨時(shí)都存在排水不暢等問題，影響人們的日常生活，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失、人身傷亡和嚴(yán)重的環(huán)境污染，城市排水系統(tǒng)的安全保障正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，已成為迫切需要解決的民生問題。對城市排水管道狀況進(jìn)行定期的探測是解決這一問題的關(guān)鍵。通過探測獲取管道的幾何參數(shù)，流通能力特性，污水流動參數(shù)，管道內(nèi)有毒有害氣體成分等信息，從而獲得城市污水系統(tǒng)多元循環(huán)的物質(zhì)流、能量流變化規(guī)律，城市再生水生態(tài)儲存與多尺度循環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)控制原理與途徑，最終構(gòu)建城市污水儲存、輸送和利用的良性循環(huán)新模式，保障城市水系統(tǒng)生態(tài)安全。因此對管道定期檢測修復(fù)是城鎮(zhèn)建設(shè)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。對管道缺陷及管道流動介質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，及時(shí)掌握缺陷及介質(zhì)流動狀態(tài)和發(fā)展規(guī)律，對于保障管道正常運(yùn)行和減少損失具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、一種城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，所述裝置包括：
4、智能探測機(jī)器人，包括小車底盤模塊、動力模塊、陸空升降模塊、頂路滾動模塊和主板模塊；
5、多傳感器測量系統(tǒng)，包括多普勒流量測量模塊、空氣參數(shù)采集模塊、重金屬參數(shù)采集模塊、雙目視差攝像機(jī)
6、所述智能探測機(jī)器人通過所述多傳感器測量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集并傳輸?shù)叵鹿芫W(wǎng)的流動參數(shù)、氣體成分、重金屬成分及管道健康狀態(tài)數(shù)據(jù)。
7、進(jìn)一步地，所述小車底盤模塊為可升降重心結(jié)構(gòu)，所述可升降重心結(jié)構(gòu)由三角形可伸縮連桿構(gòu)成，所述三角形可伸縮連桿的兩個邊為固定等長邊，底邊為可伸縮邊，由三段液壓連桿構(gòu)成。
8、進(jìn)一步地，所述動力模塊包括電池組、驅(qū)動電機(jī)和螺旋槳電機(jī)，所述電池組為機(jī)器人提供動力，所述驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人前進(jìn)，所述螺旋槳電機(jī)驅(qū)動所述陸空升降模塊提供升降功能，當(dāng)升到一定高度時(shí)，所述頂路滾動模塊用于防止智能探測機(jī)器人的攝像頭損傷。
9、進(jìn)一步地，所述主板模塊包括運(yùn)動控制模塊、多參數(shù)采集模塊、定位模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；
10、所述運(yùn)動控制模塊用于控制智能探測機(jī)器人在地下排水管道中的移動及越障功能；
11、所述多參數(shù)采集模塊用于控制多傳感器測量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)：
12、所述定位模塊用于實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人位置及障礙物的坐標(biāo)信息；
13、所述無線通信模塊用于通過4g和wi-fi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸；
14、所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
15、進(jìn)一步地，所述多普勒流量測量模塊包括超聲波發(fā)射單元、超聲波接收單元和信號處理單元；所述超聲波發(fā)射單元用于向管道內(nèi)污水發(fā)射超聲波信號，超聲波接收單元用于接收反射回來的超聲波信號；所述信號處理單元根據(jù)接收到的超聲波信號的頻率偏移量，計(jì)算管道內(nèi)污水的流速和流量。
16、進(jìn)一步地，所述空氣參數(shù)采集模塊包括多個氣體傳感器，用于檢測污水管道內(nèi)的有害氣體的濃度，所述有害氣體包括但不限于一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、甲烷、硫化氫和氨氣。
17、進(jìn)一步地，所述重金屬參數(shù)采集模塊包括多個重金屬離子傳感器，用于監(jiān)測污水管道內(nèi)的重金屬離子濃度，所述重金屬離子包括鉛、銅和鎘。
18、進(jìn)一步地，所述雙目視差攝像機(jī)模塊由兩個攝像機(jī)組成，通過雙目視覺原理獲取管道內(nèi)的深度信息，并利用三維重建算法生成管道的三維模型，用于檢測管道內(nèi)的障礙物、裂縫或變形。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
20、本專利技術(shù)的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置結(jié)合了多普勒流量測量、空氣與污水參數(shù)監(jiān)測、三維建模和定位導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全方位探測。裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，集成超聲波傳感器、雙目攝像機(jī)、北斗定位模塊等，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與上位機(jī)實(shí)時(shí)連接，能夠高效采集、傳輸和處理管道內(nèi)的流速、流量、氣體成分、重金屬濃度等多維數(shù)據(jù)。機(jī)器人小車設(shè)計(jì)有重心升降和陸空兩棲功能，能夠適應(yīng)復(fù)雜地形，越過障礙并在狹窄空間中靈活移動。數(shù)據(jù)存儲在安全的sql?server數(shù)據(jù)庫中，便于后續(xù)分析與維護(hù)。相比傳統(tǒng)技術(shù)，該裝置具有高精度、智能化和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢，可顯著提升地下排水管網(wǎng)的監(jiān)測效率和管理水平，為城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化、防洪排澇和污染治理提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，助力智慧城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述小車底盤模塊為可升降重心結(jié)構(gòu)，所述可升降重心結(jié)構(gòu)由三角形可伸縮連桿構(gòu)成，所述三角形可伸縮連桿的兩個邊為固定等長邊，底邊為可伸縮邊，由三段液壓連桿構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述動力模塊包括電池組、驅(qū)動電機(jī)和螺旋槳電機(jī)，所述電池組為機(jī)器人提供動力，所述驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人前進(jìn)，所述螺旋槳電機(jī)驅(qū)動所述陸空升降模塊提供升降功能，當(dāng)升到一定高度時(shí)，所述頂路滾動模塊用于防止智能探測機(jī)器人的攝像頭損傷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述主板模塊包括運(yùn)動控制模塊、多參數(shù)采集模塊、定位模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述多普勒流量測量模塊包括超聲波發(fā)射單元、超聲波接收單元和信號處理單元；所述超聲波發(fā)射單元用于向管道內(nèi)污水發(fā)射超聲波信號，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述空氣參數(shù)采集模塊包括多個氣體傳感器，用于檢測污水管道內(nèi)的有害氣體的濃度，所述有害氣體包括但不限于一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、甲烷、硫化氫和氨氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述重金屬參數(shù)采集模塊包括多個重金屬離子傳感器，用于監(jiān)測污水管道內(nèi)的重金屬離子濃度，所述重金屬離子包括鉛、銅和鎘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述雙目視差攝像機(jī)模塊由兩個攝像機(jī)組成，通過雙目視覺原理獲取管道內(nèi)的深度信息，并利用三維重建算法生成管道的三維模型，用于檢測管道內(nèi)的障礙物、裂縫或變形。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述小車底盤模塊為可升降重心結(jié)構(gòu)，所述可升降重心結(jié)構(gòu)由三角形可伸縮連桿構(gòu)成，所述三角形可伸縮連桿的兩個邊為固定等長邊，底邊為可伸縮邊，由三段液壓連桿構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述動力模塊包括電池組、驅(qū)動電機(jī)和螺旋槳電機(jī)，所述電池組為機(jī)器人提供動力，所述驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人前進(jìn)，所述螺旋槳電機(jī)驅(qū)動所述陸空升降模塊提供升降功能，當(dāng)升到一定高度時(shí)，所述頂路滾動模塊用于防止智能探測機(jī)器人的攝像頭損傷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述主板模塊包括運(yùn)動控制模塊、多參數(shù)采集模塊、定位模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下排水管道多參數(shù)智能探測裝置，其特征在于，所述多普勒流量測量模塊包...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉霜，方立德，陳東杰，劉瀚陽，王論沙，
申請(專利權(quán))人：河北大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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