[發明專利]一種堤壩裂縫檢測水下機器人及使用方法

在審

• 申請號: 202010071446.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111239746A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 孫玉山;冉祥瑞;張國成;曹建;王相斌;徐昊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01N21/88;G05D1/10;B63C11/52
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人包括載體框架、動力系統、裂縫檢測系統、導航定位系統、浮力平衡系統、耐壓艙及下位機系統(19)；所述動力系統、所述裂縫檢測系統、所述導航定位系統、所述浮力平衡系統、耐壓艙及下位機系統(19)均安裝在所述載體框架內。

2.根據權利要求1所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述載體框架包括底板(1)、上面板(13)、兩個側面固定板(7)和四個拉筋(4)，上面板(13)、底板(1)由上至下依次水平設置，兩個側面固定板(7)豎直并排設置在上面板(13)與底板(1)之間，且側面固定板(7)的上邊緣與上面板(13)固定連接，側面固定板(7)的下邊緣與底板(1)固定連接，四個拉筋(4)分別拉住底板(1)中心與上面板(13)的四個角。

3.根據權利要求1或2所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述動力系統包括兩個垂向推進器(5)和四個水平推進器(6)，兩個垂向推進器(5)分別安裝在兩個側板(3)上，四個水平推進器(6)分別安裝在上面板(13)的四個角。

4.根據權利要求1或2所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述裂縫檢測系統包括多波束聲納(12)、水下燈(15)、測距聲納(16)、攝像頭(17)和云臺(18)，水下燈(15)、測距聲納(16)和攝像頭(17)安裝在云臺(18)上，云臺(18)安裝在所述載體框架的前端，多波束聲納(12)安裝在上面板(13)的前端。

5.根據權利要求1或2所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述導航定位系統包括深度計(2)、高度計(3)、USBL超短基線定位系統(9)、GPS定位系統(10)和磁羅經(11)，深度計(2)、高度計(3)安裝在底板(1)上，USBL超短基線定位系統(9)、GPS定位系統(10)、磁羅經(11)安裝在上板面(12)的上表面上。

6.根據權利要求1或2所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人，其特征在于：所述浮力平衡系統包括浮力材(8)和四個壓載(14)，浮力材(8)安裝在上面板(13)的上表面上，四個壓載(14)分別安裝在底板(1)的四個角。

7.一種堤壩裂縫檢測水下機器人使用方法，其特征在于：所述一種堤壩裂縫檢測水下機器人使用方法的具體步驟如下：

步驟一：首先在待檢測建筑物附近布置機器人岸基設備，包括：水面控制臺、圖像處理系統及釋放回收裝置，釋放機器人載體，通過機器人所搭載的攝像裝置查看水下環境，利用控制臺或遙控器遙控機器人到達指定位置；

步驟二：通過上位機將預知信息及檢測要求，包括：海洋環境信息、需要掃描的區域、掃描時間、掃描精度，發送給機器人載體；

步驟三：調整機器人的姿態，使其視覺成像以及視覺成像設備與建筑物相對狀態達到要求；然后根據裂縫檢測的精度要求以及聲學和光學傳感器參數確定機器人距水下結構物表面的距離；

步驟四：規劃機器人自上而下，從左至右以S形路線梳狀掃描建筑物結構，利用自動控制算法實現自主檢測作業；

步驟五：在掃描過程中，機器人將檢測到的光學圖像及聲學圖像數據、機器人的位置實時上傳至上位機，供操作人員觀察。