阅读说明：本技术 管道机器人、排水管道的修复方法及存储介质 (Pipeline robot, repairing method of drainage pipeline and storage medium ) 是由 吴涵 吴兴华 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管道机器人包括牵引卡位、机械臂以及驱动装置；其中,牵引卡位用于固定高压注浆管道,以使所述管道机器人可以将所述高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置；所述机械臂用于将所述高压注浆管道固定至所述破损位置,所述驱动装置用于驱动所述管道机器人在所述排水管道内移动。本发明还公开了一种排水管道修复方法及计算机可读存储介质,达成了提高排水管道修复时的安全性的效果。(The invention discloses a pipeline robot, which comprises a traction clamping position, a mechanical arm and a driving device, wherein the traction clamping position is arranged on the mechanical arm; the traction clamping position is used for fixing the high-pressure grouting pipeline so that the pipeline robot can pull the high-pressure grouting pipeline to the damaged position of the drainage pipeline; the arm is used for with high pressure slip casting pipeline is fixed to the damaged position, drive arrangement is used for the drive pipeline robot is in drainage pipe removes. The invention also discloses a drainage pipeline repairing method and a computer readable storage medium, which achieve the effect of improving the safety of the drainage pipeline during repairing.)

管道机器人、排水管道的修复方法及存储介质

技术领域

本发明涉及市政工程技术领域，尤其涉及管道机器人、排水管道的修复方法及计算机可读存储介质。

背景技术

城市排水管道是排除城市污水和雨水的重要途径，城市里纵横交错的地下排水管道是一种极为重要的市政设施，甚至成为城市稳定发展的基础设施，其正常运行是保障城市生产生活正常秩序的重要保证。由于城市排水管道内部环境恶劣，因此管道容易出现管道破损、渗漏等管道故障，而影响城市排水管道的正常排水功能，从而影响城市人们的生产和生活。

在传统施工方式中，当管道出现故障时，需要人工进入地下排水管道内，并通过人工将高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置，并对其进行固定。由于排水管道内存在多种有毒气体，这样存在管道修复安全性较低的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种管道机器人、排水管道的修复方法及计算机可读存储介质，旨在达成提高管道修复安全性的效果。

为实现上述目的，本发明提供一种管道机器人，所述管道机器人包括牵引卡位、机械臂以及驱动装置；其中，牵引卡位用于固定高压注浆管道，以使所述管道机器人可以将所述高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置；所述机械臂用于将所述高压注浆管道固定至所述破损位置，所述驱动装置用于驱动所述管道机器人在所述排水管道内移动。

可选地，管道机器人还包括钻头，所述钻头用于对所述破损位置进行钻孔作业。

可选地，道机器人还包括检测装置，其中，所述检测装置包括视频检测模块和声呐检测模块。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种排水管道的修复方法，所述排水管道的修复方法应用于如上所述的管道机器人，所述排水管道的修复方法包括以下步骤：

在检测到牵引卡位处于锁定状态时，控制所述管道机器人移动至排水管道的破损位置；

通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置，以通过所述高压注浆管道对所述破损位置进行高压注浆。

可选地，所述机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定在所述破损位置的步骤之前，还包括：

通过钻头对所述破损位置进行钻孔作业，以在所述破损位置形成注浆孔；

所述通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置的步骤包括：

通过所述机械臂将所述高压注浆管道的出浆口固定至所述注浆孔处，以使所述高压注浆管道中的水泥浆通过所述注浆孔灌注至所述破损位置。

可选地，所述控制所述管道机器人移动至排水管道的破损位置的步骤之前，还包括：

通过检测装置对所述排水管道进行破损检测，并根据检测结果确定所述破损位置。

可选地，通过检测装置对所述排水管道进行破损检测，并根据检测结果确定所述破损位置的步骤包括：

通过所述视频检测模块获取所述排水管道的检测视频数据；

对所述检测视频数据进行图像分析，确定所述破损位置。

可选地，所述对所述检测视频数据进行图像分析，确定所述破损位置的步骤之后，还包括：

通过所述声呐检测模块对所述破损位置进行扫描，并根据扫描结果确定空洞体积；

根据所述空洞体积确定所述破损位置对应的注浆量，并将所述注浆量发送至其他终端。

可选地，所述管道机器人还设置有防水涂料存储装置以及防水涂料喷嘴，所述通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置的步骤之后，还包括：

在对所述破损位置完成高压注浆之后，通过所述防水涂料喷嘴向所述破损位置喷射所述防水涂料存储装置中存储的防水涂料。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有排水管道修复程序，所述排水管道修复程序被处理器执行时实现如上所述的排水管道的修复方法的步骤。

本发明实施例提出的一种管道机器人，排水管道的修复方法及计算机可读存储介质，所述管道机器人主要包括：牵引卡位、机械臂、检测装置以及驱动装置；其中，牵引卡位用于固定高压注浆管道，以使所述管道机器人可以将所述高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置；所述机械臂用于将所述高压注浆管道固定至所述破损位置，所述驱动装置用于驱动所述管道机器人在所述排水管道内移动。

由于管道机器人设置有牵引卡位和驱动装置，因此，可以通过所述管道机器人将高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置，并通过管道机器人上的机械臂将所述注浆管道固定至所述破损位置，以对破损位置进行高压注浆。这样避免了工人进入排水管道，从而达成了提高排水管道修复时的安全性的效果。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的管道机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例涉及的高压注浆管道的出浆端的结构示意度；

图3为本发明实施例涉及的高压注浆管道固定在排水管道内壁上的截面图；

图4为本发明排水管道的修复方法的一实施例的流程示意图；

图5为本发明另一实施例的流程示意图；

图6为本发迷再一实施例的流程示意图；

图7为本发明又一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由于，城市排水管道是排除城市污水和雨水的重要途径，城市里纵横交错的地下排水管道是一种极为重要的市政设施，甚至成为城市稳定发展的基础设施，其正常运行是保障城市生产生活正常秩序的重要保证。由于城市排水管道内部环境恶劣，因此管道容易出现管道破损、渗漏等管道故障，而影响城市排水管道的正常排水功能，从而影响城市人们的生产和生活。

在传统施工方式中，当管道出现故障时，需要人工进入地下排水管道内，进行管道修复。这样存在管道修复安全性较低的缺点。

为解决上述缺陷，本发明实施例提出一种管道机器人、排水管道的修复方法及计算机可读存储介质，所述管道机器人主要包括：

牵引卡位、机械臂、检测装置以及驱动装置；其中，牵引卡位用于固定高压注浆管道，以使所述管道机器人可以将所述高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置；所述机械臂用于将所述高压注浆管道固定至所述破损位置，所述驱动装置用于驱动所述管道机器人在所述排水管道内移动。

由于管道机器人设置有牵引卡位和驱动装置，因此，可以通过所述管道机器人将高压注浆管道牵引至排水管道的破损位置，并通过管道机器人上的机械臂将所述注浆管道固定至所述破损位置，以对破损位置进行高压注浆。这样避免了工人进入排水管道，从而达成了提高排水管道修复时的安全性的效果。

如图1所示，作为一种实施方式，所述管道机器人包括牵引卡位10，高压注浆机的高压注浆管道的出浆端可以通过插拔的连接方式固定在所述牵引卡位10上。使得所述高压注浆管道的出浆端根据所述管道机器人同步移动。所述管道机器人还包括机械臂20，所述机械臂20包括至少一个转动关节21，所述机械臂20可以基于所述转动关节21转动。其中，可以通过液压装置或电机驱动所述转动关节21转动。其中，所述机械臂20用于将高压注浆管道的出浆端固定至排水管道的破损位置，以通过高注浆管对所述排水管道的破损位置进行高压注浆。

具体地，如图2所示，高压注浆管道的出浆端设置定位板101，所述定位板101可以设置为矩形、圆形或者三角形等形状。在所述定位板101的边缘开设有定位孔102。其中所述定位孔102为相对于所述定位板的通孔。所述高压注浆管道的出浆口103位于所述定位板101的内部。通过固定到的定位板101可以固定所述出浆口103。

在所述机械臂20对所述定位板101进固定时，可以先将定位板101与排水管道的破损位置贴合，然后穿过所述定位孔102，在所述排水管道上进行打孔操作。并在打孔完成后，在所述通过螺丝将所述定位板101固定在排水管道上。

如图3所示，图3为高压注浆管道与排水管道破损位置固定时的截面图。其中，螺丝103通过定位孔102后与排水管道105连接，使得可以通螺丝将定位板101锁定在排水管道105的内壁上。高压注浆管道104的出浆口与排水管道的破损位置106相对设置，使得可以通过高压注浆管道104向所述破损位置进行高压注浆。

所述管道机器人还包括驱动装置30，所述驱动装置30包括设置在管道机器人两侧的车轮31，以及与所述车轮31动力连接的驱动电机32。所述驱动电机32转动时，带动所述车轮31转动，从而可以驱动所述管道机器人在排水管道内前进或者后退。所述驱动装置30还可以包括储电装置33。所述储电装置33与所述驱动电机32电性连接，用于为所述驱动电机32提供动力电。

示例性的，所述储电装置33可以是锂离子电池组。

可选地，所述管道机器人还包括钻头40，所述钻头40用于对排水管道的破损位置进行钻孔作业。以在排水管道的内壁上形成注浆孔。然后管道机器人可以将高压注浆管道固定在所述注浆孔上，以通过所述注浆孔向所述排水管道外壁处的空洞内进行注浆操作。从而填报排水管道外壁对应的空洞。

可选地，所述管道机器人还包括防水涂料存储装置50以及防水涂料喷嘴60，所述防水涂料喷嘴60通过管道与防水涂料存储装置50连接，所述防水涂料喷嘴60选择性地开启或者关闭。当防水涂料喷嘴60开启时，可以将防水涂料存储装置50中存储的防水涂料向外喷射。

可选地，所述管道机器人还包括检测装置70，其中，所述检测装置70包括视频检测模块71和声呐检测装置72。视频检测模块71可以对排水管道进行视频拍摄，以确定所述排水管道内破损位置。所述声呐检测模块可以对所述破损位置进行扫描，以确定所述破损位置处空洞体积。

在另一实施方式中，基于上述管道机器人，所述管道机器人还可以包括处理器，存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的排水管道修复程序，所述管道机器人的处理器运行所述排水管道修复程序时，控制管道机器人执行以下步骤：

在检测到牵引卡位处于锁定状态时，控制所述管道机器人移动至排水管道的破损位置；

通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置，以通过所述高压注浆管道对所述破损位置进行高压注浆。

进一步地，所述管道机器人执行所述排水管道的修复程序时，还执行以下步骤：

通过钻头对所述破损位置进行钻孔作业，以在所述破损位置形成注浆孔；

所述通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置的步骤包括：

通过所述机械臂将所述高压注浆管道的出浆口固定至所述注浆孔处，以使所述高压注浆管道中的水泥浆通过所述注浆孔灌注至所述破损位置。

进一步地，所述管道机器人执行所述排水管道的修复程序时，还执行以下步骤：

通过检测装置对所述排水管道进行破损检测，并根据检测结果确定所述破损位置。

进一步地，所述管道机器人执行所述排水管道的修复程序时，还执行以下步骤：

通过所述视频检测模块获取所述排水管道的检测视频数据；

对所述检测视频数据进行图像分析，确定所述破损位置。

进一步地，所述管道机器人执行所述排水管道的修复程序时，还执行以下步骤：

通过所述声呐检测模块对所述破损位置进行扫描，并根据扫描结果确定空洞体积；

根据所述空洞体积确定所述破损位置对应的注浆量，并将所述注浆量发送至其他终端。

进一步地，所述管道机器人执行所述排水管道的修复程序时，还执行以下步骤：

在对所述破损位置完成高压注浆之后，通过所述防水涂料喷嘴向所述破损位置喷射所述防水涂料存储装置中存储的防水涂料。

参照图4，在本发明排水管道的修复方法的一实施例中，所述排水管道的修复方法包括以下步骤：

步骤S10、在检测到牵引卡位处于锁定状态时，控制所述管道机器人移动至排水管道的破损位置；

在本实施例中，施工者可以将高压注浆管道的出浆端固定在管道机器人的牵引卡位上。所述管道机器人的牵引卡位上还可以设置有检测装置。当检测到所述牵引卡位处于锁定状态时，管道机器人判定当前高压注浆管道以固定到所述牵引卡位上，从而可以控制驱动装置启动，以驱动管道机器人向排水管道的破损位置移动。由于高压注浆管道已固定至所述管道机器人的牵引卡位上，因此，当管道机器人向所述破损位置移动时，可以将所述高压注浆管道牵引至所述破损位置。

当所述牵引卡位未处于锁定状态时，管道机器人可以输出注浆管道未锁定的提示信息，以提示用户将高压注浆管道固定至所述牵引卡位上。

具体地，管道机器人输出提示信息的方式包括通过显示面板显示，通过语音播报的方式播报所述提示信息及/或向第三方终端发送提示信息等。其中，所述当通过显示面板显示时，所述管道机器人可以设置有显示面板。当通过所述语音播报的方式输出提示信息时，所述管道机器人可以设置有如喇叭等的语音播放装置；当通过向第三终端发送提示信息的方式输出所述提示信息时，所述管道机器人还可以设置有通信装置，用于管道机器人与所述第三方终端进行通信，从而实现向第三方终端发送所述提示信息的目的。

步骤S20、通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置，以通过所述高压注浆管道对所述破损位置进行高压注浆。

在本实施例中，当所述管道机器人移动至所述破损位置后，可以通过机械臂将所述高压注浆管道的出浆端股东在所述破损位置。以通过所述高压注浆管道对所述破损位置进行高压注浆。

具体地，当所述管道机器人移动至所述破损位置后，可以先控制所述牵引卡位进行移动，以使所述高压注浆管道的出浆端的定位板与所述排水管道的内壁上的破损位置重合。

可以理解的是，所述牵引卡位也可以设置为固定而不可移动的，当所述牵引卡位设置为固定且不可移动时，可以通过机械臂拆分所述高压注浆管道，并将所述高压注浆管道移动至与所述排水管道的内壁上的破损位置重合的状态。

进一步地，当所述排水管道与所述排水管道的内壁上的破损位置重合后，可以控制机械臂穿过所述定位板上的定位孔，对所述排水管道的内壁进行打孔作业，以在所述排水管道的内壁上形成与定位板上的定位孔对应的固定孔。然后控制机械臂穿过所述定位孔向所述固定孔中拧入螺丝，以将所述定位板锁定在所述排水管道的内壁上。

可以理解的是，在对所述排水管道进行打孔，以形成固定孔时，也可以直接通过固定螺丝进行打孔操作。这样使得可以省略向定位孔及固定孔中拧入螺丝的步骤。

需要说明的是，所述管道机器人的视频检测装置可以实时拍摄所述管道机器人的作业信息，然后将所述视频数据同步传输至其它终端。以通过所述其它终端实时输出所述管道机器人的作业视频。

所述机械臂及/或所述牵引卡位的移动量，可以通过与管道机器人分离设置的控制装置进行控制。所述控制装置及所述管道机器人均设置有通信模块。通过所述通信模块可以将控制装置接收到的用户的控制操作，实时传输至所述管道机器人上，以使所述管道机器人根据所述控制装置的控制信息移动所述机械臂及/或所述牵引卡位。

可选地，作为一种实现方式，所述管道机器人的驱动装置也可以通过所述控制装置进行远程控制。使得用户可以通过控制装置控制管道机器人的整体的位置。

当所述管道机器人将所述高压注浆管道固定至所述破损位置后，可以向其他终端或者控制装置发送高压注浆管道已固定的提示信息。以提示用户启动高压注浆机器，对所述破损位置进行高压注浆作业。

在本实施例公开的技术方案中，在检测到牵引卡位处于锁定状态时，控制所述管道机器人移动至排水管道的破损位置，然后通过机械臂将所述牵引卡位上的高压注浆管道固定至所述破损位置，以通过所述高压注浆管道对所述破损位置进行高压注浆。由于可以通过管道机器人牵引并固定高压注浆管道，这样达成了提高排水管道修复的安全性的效果。

可选地，参照图5，基于上述实施例，在另一实施例中，所述步骤S20之前，还包括：

步骤S30、通过钻头对所述破损位置进行钻孔作业，以在所述破损位置形成注浆孔；

在本实施例中，当管道机器人移动至所述破损位置后，可以先通过钻头对所述破损位置进行打孔作业，以在排水管道的内壁上形成一注浆孔。然后通过机械臂及/或所述牵引卡件移动所述注浆管道的出浆口与所述注浆孔重合。并将所述出浆口固定在所述注浆孔上，以使所述高压注浆管道中的水泥浆通过所述注浆孔灌注至所述破损位置。

示例性地，当排水管道内壁上破损较为轻微，但与排水管道的外壁结合的土层流失较多时，会在所述排水管道的外壁与土层之间形成空洞，这样会导致排水管道出现严重损坏的风险，因此，可以先在内壁上开始注浆孔，以对外部空洞进行注浆作业。从而填充排水管道的外部空洞。

在本实施例公开的技术方案中，可以先在排水管道的内壁上开设注浆孔，从而使得可以通过高压注浆填充外部空洞，这样达成了填充排水管道的外部空洞的效果。

可选地，参照图6，基于上述任一实施例，在再一实施例中，所述步骤S10之前，还包括：

步骤S40、通过检测装置对所述排水管道进行破损检测，并根据检测结果确定所述破损位置。

在本实施例中，可以先获取待测排水管道的管道信息，例如待测排水管道的管线分布信息、管道管径信息以及管道长度信息等，其中，管道管径信息包括管道内径和管道外径。

具体地，所述管道信息可以通过其他终端向管道机器人传输，其中，所述其它终端可以是服务器或者PC机等。当所述其它终端为服务器时，管道机器人还可以包括通信模块，以通过所述通信模块与所述服务器建立通信连接。当所述管道机器人与所述服务器建立通信连接后，可以从服务器中下载所述管道信息。当所述其它终端为PC机时，管道机器人可以通过USB数据线与PC机建立通信连接，进而使得PC机可以向管道机器人发送所述管道信息。

当所述管道机器人获取到所述管道信息后，可以获取自身当前所在位置，然后结合所述所在位置及所述管线分布信息确定管道机器人在排水管道内的行进路线。以使得管道机器人可以以最短的行进距离，遍历全部待检测的管道，以对全部管道进行堵塞检测。其中，管道机器人在对当前所在位置对应的排水管道进行检测时，可以通过所述视频检测模块获取所述排水管道的检测视频数据，对所述检测视频数据进行图像分析，确定所述破损位置。

可选地，当确定所述破损位置后，还可以通过声呐检测模块对所述破损位置进行扫描，并根据扫描结果确定空洞体积，根据所述空洞体积确定所述破损位置对应的注浆量，并将所述注浆量发送至其他终端。

具体地，所述空洞体积包括排水管道管它破损空间的体积，以及排水管道外壁与土层结合处，因土层流失产生的空间体积。

其中，所述其它终端可以输出所述注浆量，从而使得用户可以通过所述注浆量确定高压注浆机的注浆量。

在本实施例公开的技术方案中，管道机器人可以对排水管道先进行破损检测，然后根据检测结果确定破损位置。这样达成了提升排水管道破损检测的效率的效果。

可选地，参照图7，基于上述任一实施例，在又一实施例中，所述步骤S20之后，还包括：

步骤S50、在对所述破损位置完成高压注浆之后，通过所述防水涂料喷嘴向所述破损位置喷射所述防水涂料存储装置中存储的防水涂料。

在本实施例中，所述管道机器人可以设置有防水涂料存储装置，其中，所述防水涂料存储装置中存储的防水涂料可以通过防水涂料喷嘴向外喷射。

当通过高压注浆机对所述破损位置完成高压注浆后，可以对向所述破损位置喷射防水涂料，以在所述破损位置上方形成防水涂层。

可选地，当对所述破损位置进行高压灌浆是只向破损位置灌注水泥浆。当在对所述破损位置灌注水泥浆之后，在所述水泥将凝固后，再次通过管道机器人将粘合材料灌注管道牵引至所述破损位置，并通过机械臂将所述粘合材料灌注管道固定在所述破损位置。以通过所述粘合材料灌注管道向所述破损位置进行粘合材料的高压灌注。

示例性地，可以通过管道机器人将环氧树脂灌注管道牵引至所述破损位置，并通过机械臂将所述环氧树脂灌注管道固定在所述破损位置，进而向所述破损位置进行环氧树脂的高压灌注。其中，所述环氧树脂的灌注压力大于所述水泥浆的灌注压力。

在本实施例公开的技术方案中，由于可以在破损位置上形成防水涂层，这样避免了破损位置遭到二次破坏，从而达成了延迟排水管道的使用寿命的效果。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有排水管道修复程序，所述排水管道修复程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的排水管道的修复方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是管道机器人等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。