一種輪式氣井巡檢機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種輪式氣井巡檢機器人，包括用自主的方式對氣井進行巡檢，數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機，對緊急狀況報警和處理。所述的裝置包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊。運動傳感器模塊可實現(xiàn)自動循跡避障，數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器采集氣井管道數(shù)據(jù)，數(shù)字攝像頭采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片，并發(fā)送到Labview上位機和Onenet云平臺。Labview上位機，利用芯片IO、SPI、I2C、UART等接口實現(xiàn)對攝像頭模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺進行數(shù)據(jù)的分析儲存與共享；同時用布爾開關(guān)對甲烷天然氣的濃度過量進行報警。
【專利說明】
一種輪式氣井巡檢機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種輪式氣井巡檢機器人，包括以自主的方式對氣井進行巡檢，進行數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機，對緊急狀況報警和處理。避免了危險情況的發(fā)生，提高了工作效率，降低人工成本。
【背景技術(shù)】
[0002]石油、天然氣資源關(guān)系到國民經(jīng)濟的正常運行，所以石油、天然氣長輸管道的安全運行就尤為重要，隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對氣井進行智能數(shù)字化監(jiān)控也開始提上議程。目前大多數(shù)氣井還是需要人工進行抄表巡檢，而且是24小時全時段巡查。需要至少2-3人進行輪班檢查，到了晚上漏檢漏查的情況也是經(jīng)常發(fā)生，如果出了安全事故將會給國家?guī)順O大的經(jīng)濟損失和人員損失。
[0003]將機器人用到巡檢工作上，代替人工對現(xiàn)場設(shè)備運行情況進行及時了解，并對儀表數(shù)據(jù)進行錄像。若發(fā)生緊急情況，機器人能向監(jiān)控室發(fā)出警報，技術(shù)人員隨即趕往氣井進行針對處理。機器人替代人工巡檢將不會發(fā)生漏檢漏查情況，攜帶上精確地傳感器使采集數(shù)據(jù)更可靠，靈敏的傳感器也比人工更能感知異常狀況如氣體泄漏等問題。而且減少了人工費用和培訓(xùn)費用，增加了經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的是，提供一種輪式氣井巡檢機器人，用以對氣井進行自主巡檢，進行數(shù)據(jù)采集分析和異常檢查，最終通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到終端上位機，對緊急狀況報警和處理。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種輪式氣井巡檢機器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊，其特征在于中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來檢測氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字攝像頭模塊用來采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運動傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測距模塊，可以實現(xiàn)機器人自動循跡避障；Labview上位機，利用芯片1、SP1、12C、UART等接口實現(xiàn)對攝像頭模塊、溫度傳感器、氣體傳感器、時鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺進行數(shù)據(jù)的分析儲存與共享；同時用布爾開關(guān)對甲烷天然氣的濃度過量進行報警。
[0006]本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)在人們不需耗費太多精力時間和金錢的前提下便可以以自主的方式對氣井進行巡檢，機器比人有更高的靈敏性，避免了危險情況的發(fā)生，提高了工作效率，降低人工成本為公司創(chuàng)造價值，最終實現(xiàn)經(jīng)濟最大化。
【附圖說明】
[0007]圖1是系統(tǒng)總體模塊圖
[0008]圖2是系統(tǒng)軟件流程圖
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖給出具體實施例，進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
[0010]如圖1所示，一種輪式氣井巡檢機器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊，其特征在于中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來檢測氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字攝像頭模塊用來采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運動傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測距模塊，可以實現(xiàn)機器人自動循跡避障；Labview上位機，利用芯片10、SP1、I2C、UART等接口實現(xiàn)對攝像頭模塊、溫度傳感器、氣體傳感器、時鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺進行數(shù)據(jù)的分析儲存與共享；同時用布爾開關(guān)對甲烷天然氣的濃度過量進行報警。
[0011]紅外傳感器是由紅外發(fā)射管和接收管構(gòu)成，檢測到黑線時吸收紅外線，接收管不能接收到紅外線信號則向單片機發(fā)射高電平信號，單片機進行相應(yīng)的運動系統(tǒng)控制，運動系統(tǒng)通過紅外傳感器完成循跡與避障，靈活性高，穩(wěn)定性高。超聲波測距模塊通過發(fā)射聲波與接受聲波之間的時間差檢測距離位置，對氣井巡檢機器人進行定位。
[0012]攝像頭將數(shù)據(jù)采集到單片機，單片機對采集的像素數(shù)據(jù)進行濾波等預(yù)處理，再將處理好的像素數(shù)據(jù)進行圖片格式編碼，圖片也將暫存如SD卡中，等待數(shù)據(jù)集中打包發(fā)送，如此能遠程在生產(chǎn)控制中心清晰看到現(xiàn)場流程情況并讀出所有儀表數(shù)據(jù)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，并且攝像頭具有夜視功能，可以保證夜間巡檢正常有效進行。
[0013]天然氣傳感器內(nèi)部有二氧化錫的材料制成的電阻，當(dāng)可燃氣體的濃度超過初始值時，阻值會變大，傳送給單片機低電平，單片機將相應(yīng)的信號通過WIFI發(fā)送給上位機。DS18620溫度傳感器，通過該傳感器檢測管道的溫度值，將采集到的溫度值通過WIFi模塊發(fā)送給上位機?；鹧?zhèn)鞲衅?，檢測是否有著火的現(xiàn)象，對其進行報警已經(jīng)及時處理。
[0014]如圖2所示，機器人尋找黑線進行自動循跡避障，檢測到管道時通過各種傳感器模塊進行數(shù)據(jù)的采集與處理，并傳送到Iabview上位機和onenet云平臺以實時顯示氣井動態(tài)，供工作人員觀察分析。智能充電屋帶有太陽能電池板，做自動供電系統(tǒng)，完全實現(xiàn)無人控制，同時還可以節(jié)能減排。
[0015]本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，提出了一種基于移動機器人的多功能氣井巡檢系統(tǒng)，實現(xiàn)完全自動化巡檢，實時直觀的掌控氣井動態(tài)，靈活性高，穩(wěn)定性高，提高經(jīng)濟效益，降低人工成本，高效環(huán)保，有廣闊的市場前景和應(yīng)用價值。
【主權(quán)項】
1.一種輪式氣井巡檢機器人，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要包括中央控制模塊，電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊，所述的中央控制模塊分別與電源管理模塊，同步時鐘模塊，以太網(wǎng)模塊，數(shù)字攝像頭模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，運動傳感器模塊相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器，氣體傳感器，火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，用來檢測氣井管道的溫度及是否有著火漏氣現(xiàn)象;所述的數(shù)字攝像頭模塊用來采集管道及管道數(shù)據(jù)的圖片;所述的運動傳感器模塊包括紅外傳感器，超聲波測距模塊，可以實現(xiàn)機器人自動循跡避障。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種輪式氣井巡檢機器人，其特征在于，可以基于紅外傳感器實現(xiàn)自我循跡避障，定點停止進行數(shù)據(jù)采集與分析，靈活性高，穩(wěn)定性高。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種輪式氣井巡檢機器人，其特征在于，以太網(wǎng)模塊的Labvi ew上位機，利用芯片1、SP1、12C、UART等接口實現(xiàn)對攝像頭模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊、以太網(wǎng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，并送到Onenet云平臺進行數(shù)據(jù)的分析儲存與共享，可以實現(xiàn)實時多人共享數(shù)據(jù)，也可以儲存和分析數(shù)據(jù)，將各個數(shù)據(jù)做成圖表的格式進行數(shù)據(jù)的直觀顯示，以便實時掌控氣井狀況。
【文檔編號】B25J9/18GK106092201SQ201610546104
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】張亮, 張少將, 譚玥, 張鳴陽, 鄧建強, 張淑敏
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)