[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

一種堤壩裂縫檢測水下機器人及使用方法，它涉及一種機器人及使用方法，具體涉及一種堤壩裂縫檢測水下機器人及使用方法。本發明為了解決當前水下堤壩裂縫檢測難度大、精度低的問題。本發明所述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；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均安裝在所述載體框架內。本發明屬于水下機器人領域。

技術領域

本發明涉及一種機器人及使用方法，具體涉及一種堤壩裂縫檢測水下機器人及使用方法，屬于水下機器人領域。

背景技術

智能水下機器人Autonomous Underwater Vehicle，AUV作為一種水下關鍵技術裝備，在海洋民用、軍用和科研等領域已經成為實用有效的開發工具，是海洋開發探索的重要手段，在水利工程中具有十分重要的作用。

在水利工程中，堤壩是一種十分常見的工程項目，由于建筑工程的所用材料不同，堤壩也有很多種類，比如混凝土壩、干砌石壩、土石壩、土壩等，由于建筑成本及地理特點等因素，土質堤壩相比于其他種類的堤壩相對要多一些，因為其施工容易，成本較低，許多地方可以就地取材進行施工，而且周期也較短，但土質堤壩也相對容易出現裂縫、滲漏、背水滑塌、臨水崩塌、漫溢和決口等險情。裂縫是堤壩常見的病害，水下裂縫的產生破壞混凝土結構整體性，會加速堤壩的老化，準確了解水下裂縫的位置及其形態是水下堤壩維護的必要條件。

采用遙控式水下機器人ROV進行裂縫檢測是目前水下堤壩檢測最有效的手段之一。通過對水下機器人的遙控操作，可以準確到達預定位置，可實現水下全方位掃描檢測，重點部位可以“駐足”觀測，不僅可以快速檢測到大壩的整體情況，而且可以仔細檢查局部病變的細節。水下機器人可以代替潛水員作業，保障人員安全。水下機器人可搭載水下攝像頭和前視聲納，實現光學和聲學相結合，實現堤壩裂縫檢測。

發明內容

本發明為解決當前水下堤壩裂縫檢測難度大、精度低的問題，進而提出一種堤壩裂縫檢測水下機器人及使用方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明所述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；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均安裝在所述載體框架內。

進一步的，所述載體框架包括底板、上面板、兩個側面固定板和四個拉筋，上面板、底板由上至下依次水平設置，兩個側面固定板豎直并排設置在上面板與底板之間，且側面固定板的上邊緣與上面板固定連接，側面固定板的下邊緣與底板固定連接，四個拉筋分別拉住底板中心與上面板的四個角。

進一步的，所述動力系統包括兩個垂向推進器和四個水平推進器，兩個垂向推進器分別安裝在兩個側板上，四個水平推進器分別安裝在上面板的四個角。

進一步的，所述裂縫檢測系統包括多波束聲納、水下燈、測距聲納、攝像頭和云臺，水下燈、測距聲納和攝像頭安裝在云臺上，云臺安裝在所述載體框架的前端，多波束聲納安裝在上面板的前端。

進一步的，所述導航定位系統包括深度計、高度計、USBL超短基線定位系統、GPS定位系統和磁羅經，深度計、高度計安裝在底板上，USBL超短基線定位系統、GPS定位系統、磁羅經安裝在上板面的上表面上。

進一步的，所述浮力平衡系統包括浮力材和四個壓載，浮力材安裝在上面板的上表面上，四個壓載分別安裝在底板的四個角。

本發明所述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；