第29春，第2期 2017年4月
浙江水利水电学院学损
J. Zhejiang Univ of Wat. Res & Electrie Pow
新型水库涵管隐患检测机器人的研制
赵华成，潘聪华，何理瑞，李增芳
（浙江水利本电学院工程实验实训中心，浙江杭州310018）
Vol.29Na.2 Apr.2017
摘要：日前市场上现有的管道机器人在管内调整姿态实现避障的功能较差.根据水库涵管的内部环境，设计了新型的伸缩式带转向功能的温管隐患检测机器人，分析了机器人的变径机构和转向机构，并对管内拖动力进行了计算.检测机落人采用摄像头观测涵管内的缺陷，通过图像分新实现管内导航，通过可转向的驱动轮，调整检测机器人在管道中的姿态.控制系统采用摄像头成像，可实观管内图像记录和避障检测，为水库的安全运行提供了技术支持，
关键词：水库通管；检测机器人；仲缩式；白行避障
中图分类号：TP242
文献标志码：A
文章编号：1008536X(2017)04-0071-05
Study on Novel Pipeline Detection Robot Used in Reservoir Culvert
ZHAO Hua-cheng, PAN Cong-hua, HE Li-rui, LI Zeng-fang( Engineering Experimental Training Center, Zhejiang University of Water
Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China)
Abstract: At present, the function of existing pipeline robots of adusting their posture to avoid obstacles. According to the interior environment of the reservoir culvert, the novel detection robot is designed. The robot uses telescopic support wheels and the drive wheels can be turmed when the robot is walking. The telescopic and steering mechanism of pipeline detection rsbot is analyzed. And the drag force is calculated. The defects of the pipeline are observed by a camera, and the naviga tion in pipeline is done through the analysis of the image. The robot avoids the obstacle in the pipe by adjusting its attitude
angle. The development of new detection robot provides technical support for the safe operation of the reservoir. Key words : reservoir culvert; detection robot; telescopic ; automatic avoidance
目前，我国存在大量应用项下理埋涵小型水库，坝下埋涵易出现渗漏导致管涌或埋涵断裂引起溃坝等风险，水库运行期间工作人员需要定期检查监测工作.工作人员对水库涵管的检测主要采取人工观察测量、局部破损检测等办法，此类检测方法对于涵管距离稍远或遇到障碍物时，难以继续检测(1-2)
市场已有的管道机器人主要针对工业管道和细小的输送管道而设计，主要结构形式有PIG、螺旋驱动式、车轮式、足式和履带式的管道机器人(3-6). 这些管道机器人或本质上无法实现避障，或未针对
收稿日期：2016-10-26
基金项目：2015年浙江省水利厅科技计划项目（RC1508）；浙江省高等教育教学改革项目（JG2013204）
作者简介：赵华成（1989-），男，安微合肥人，硕士，助理实验
师，研究方向为机模工程实训万方数据
管内调整委态实现避障进行研究.因此，本文设计一种可实现管道内部调整运行姿态而完成避障的水库涵管隐患检测机器人，并对该机构进行分析、设计，水库涵管隐患检测机器人可以方便检测水库涵管的运行情况，为水库的安全运行提供了技术支持，
涵管隐患检测机器人的工作原理
水库涵管隐患检测机器人总体示意图（见图 1）.检测机器人在涵管内通过电缆取得动力能源并与外界通讯，上位机负责图像采集与数据处理，下位机负责接收与解析运行指令，并驱动运行电机. 同时，下位机还可以接受人工输人的指令，实现人工控制，即可实现自动导航及检测，又可脱离上位机由人工控制.为满足检测摄像头在圆形截面的涵