[發(fā)明專利]一種有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人及檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910457680.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN110082353A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩軍;金華輝;張濤;劉勤功;徐輝;蔡爽龍;沈晶鑫;祝青;劉磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;B25J11/00
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33250
• 代理人: 姜雯

1.一種有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，包括機(jī)身殼體、檢測(cè)倉(cāng)、荷載倉(cāng)、距離倉(cāng)、動(dòng)力系統(tǒng)、前視高清水下攝像機(jī)和水深儀，其特征在于：所述的機(jī)身殼體采用低阻力的流線型外形，沿機(jī)身殼體周向均勻布置有若干條穩(wěn)定防撞條鰭；所述的前視高清水下攝像機(jī)布置于機(jī)身的最前端，前視高清水下攝像機(jī)采集檢測(cè)機(jī)器人前端出洞信息，檢測(cè)機(jī)器人通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主出洞，最終實(shí)現(xiàn)自主回收。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的檢測(cè)倉(cāng)為圓柱形艙體，載有高清水下攝像機(jī)和照明燈；檢測(cè)倉(cāng)布置于機(jī)身殼體內(nèi)的最中間位置，高清水下攝像機(jī)和照明燈臨近布置，以便為高清水下攝像機(jī)提供照明，高清水下攝像機(jī)和照明燈沿檢測(cè)倉(cāng)內(nèi)壁周向等間距布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的荷載倉(cāng)由多節(jié)圓柱形艙體組成，載有控制系統(tǒng)和艦載硬盤；荷載倉(cāng)沿檢測(cè)倉(cāng)兩端均勻分布，中間內(nèi)部貫通，兩端連接距離倉(cāng)；控制系統(tǒng)和艦載硬盤按照質(zhì)量平衡原理均布在荷載倉(cāng)內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的距離倉(cāng)為短距圓柱形艙體，載有距離儀；距離倉(cāng)在荷載倉(cāng)前、后各布置一個(gè)；沿距離倉(cāng)內(nèi)壁周向等距布置多支距離儀，以便實(shí)時(shí)測(cè)量檢測(cè)機(jī)器人到洞壁距離，掌握檢測(cè)機(jī)器人運(yùn)行體態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的動(dòng)力系統(tǒng)包括前端水平動(dòng)力機(jī)、前端縱向動(dòng)力機(jī)、尾部縱向動(dòng)力機(jī)、尾部水平動(dòng)力機(jī)、尾部主推器和槽道；尾部主推器布置于機(jī)身尾部，為主要的推進(jìn)動(dòng)力來(lái)源；前端水平動(dòng)力機(jī)、前端縱向動(dòng)力機(jī)布置于機(jī)身距離倉(cāng)和前視高清水下攝像機(jī)之間，前端水平動(dòng)力機(jī)、前端縱向動(dòng)力機(jī)均布置于槽道中心；尾部水平動(dòng)力機(jī)、尾部縱向動(dòng)力機(jī)布置于機(jī)身距離倉(cāng)和尾部主推器之間，尾部水平動(dòng)力機(jī)、尾部縱向動(dòng)力機(jī)均布置于槽道中心；槽道為薄壁中空?qǐng)A筒，與機(jī)身殼體平滑連接；前端水平動(dòng)力機(jī)、前端縱向動(dòng)力機(jī)、尾部縱向動(dòng)力機(jī)、尾部水平動(dòng)力機(jī)用于機(jī)身運(yùn)行體態(tài)調(diào)節(jié)，使其始終處于輸水隧洞截面中心附近，最大化保證觀測(cè)效率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的水深儀，按照艦體質(zhì)量平衡原理布置于艦體前、后端，水深儀主要采集檢測(cè)機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中的水深變化，為檢測(cè)機(jī)器人后續(xù)檢測(cè)分析提供參考依據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述的機(jī)身殼體、檢測(cè)倉(cāng)、荷載倉(cāng)、距離倉(cāng)、動(dòng)力系統(tǒng)、前視高清水下攝像機(jī)、水深儀均密封連接和固定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的有壓輸水隧洞無(wú)纜水下檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、檢測(cè)前期，在陸地上，給檢測(cè)機(jī)器人下達(dá)任務(wù)指令，開啟距離儀和動(dòng)力系統(tǒng)，并在上游洞口或檢修支洞布放檢測(cè)機(jī)器人；

S2、檢測(cè)機(jī)器人根據(jù)前期設(shè)置參數(shù)，通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)入檢修洞口截面中心附近，檢測(cè)機(jī)器人到達(dá)輸水隧洞截面中心附近后自主關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，開啟照明燈、高清水下攝像機(jī)、前視高清水下攝像機(jī)和水深儀，開始正常檢測(cè)；

S3、檢測(cè)機(jī)器人自主關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)依靠輸水隧洞內(nèi)水流自主在隧洞截面中心漂流，距離儀實(shí)時(shí)測(cè)量檢測(cè)機(jī)器人距離洞壁的數(shù)據(jù)，并經(jīng)荷載倉(cāng)內(nèi)的控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，如發(fā)現(xiàn)檢測(cè)機(jī)器人偏移洞徑中心較大，開啟動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)整檢測(cè)機(jī)器人運(yùn)行體態(tài)，使檢測(cè)機(jī)器人始終處于輸水隧洞截面中心附近，最大化保證觀測(cè)效率；漂流過(guò)程中高清水下攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集周向攝像范圍圖像，前視高清水下攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集前端攝像范圍圖像，水深儀始終開啟自主采集輸水隧洞側(cè)壁高清圖像，并存儲(chǔ)在荷載倉(cāng)艦載硬盤上；

S4、在檢測(cè)輸水隧洞出口處布置標(biāo)識(shí)物和捕捉網(wǎng)，檢測(cè)機(jī)器人通過(guò)前視高清水下攝像機(jī)對(duì)標(biāo)識(shí)物進(jìn)行自主識(shí)別，并通過(guò)荷載倉(cāng)內(nèi)控制系統(tǒng)開啟動(dòng)力系統(tǒng)向檢修支洞或出口處推進(jìn)，最終通過(guò)捕捉網(wǎng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)機(jī)器人的自主回收；

S5、提取檢測(cè)機(jī)器人攝像、水深以及行程數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像和數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)有壓輸水隧洞的常態(tài)化檢測(cè)。