一种用于水下洞室和陡壁检查的吸附爬壁机器人的制作方法

本实用新型涉及引水发电洞的洞壁吸附爬壁机器人，属于工程检测领域。

背景技术：

水电站在运行期间经常要对水下隧洞、大坝等壁面进行检测和检查，一般采用专业潜水人员进行检查，人工潜水检查只能检查50米以内，还存在较大安全风险。也有采用旋桨式水下机器人进行检查，但旋桨推进机器人不能沿壁面检查，造成检查位置不确定或图像不清晰。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于水下洞室和陡壁检查的吸附爬壁机器人，代替人和旋桨机器人进行水下检查，该机器人可以沿洞壁、坝体表面爬行，检测深度范围大、安全、图像定位准确、图像清晰、工作效率高，可广泛用于大中型水电站的水下检查。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于水下洞室和陡壁检查的吸附爬壁机器人，包括吸附装置，所述吸附装置包括吸附履带，吸附履带内侧与负压室连通，负压室与抽水泵相连；

所述吸附履带包括若干相连的吸附室单元，吸附室单元外侧边缘设置有封闭式的吸附裙边，吸附裙边内侧为吸附腔，吸附腔内有一平滑面，平滑面上开有吸水孔，吸水孔与吸附腔连通，吸附室单元外表面两端设置有啮齿带；

所述负压室包括若干独立的负压腔体，负压腔体之间通过管道连通。

所述吸附履带内侧两端通过啮齿带分别与一个驱动轮啮合。

所述两个驱动轮之间为负压室，负压室与吸附履带的结合面长度小于两个驱动轮之间非啮合状态的吸附履带的长度。特别地，所述负压室两端与驱动轮之间间隔一块吸附室单元。

所述吸附裙边轮廓呈矩形。

所述吸附履带为一条整体非拼接塑料履带。吸附室单元的截面面积小于等于负压腔体的截面面积，从而一个负压腔体可对应于至少一个吸附室单元，确保吸附履带运动的平顺性。

除了吸附装置，水下洞壁吸附爬壁机器人还包括姿态控制装置，驱动装置，照明摄像装置。水下洞室和陡壁检查吸附爬壁车包括壁面吸附、壁行走和控制三部分，壁面吸附采用具有弹性和韧性的塑料材料制作的吸附履带，由吸附履带上的吸附室单元产生的吸附力和壁面间的摩擦力使装置被吸附在洞壁上，并可连续行走。吸附履带上有多个吸附室单元，各室都为独立的吸附单元，当装置向前或后移动时，吸附履带上与壁面接触的吸附室单元与背向的装置自动形成负压室，多个吸附室单元共同将装置吸附在壁面上，保证装置不被水冲走和不下坠。装置前进时，后方的吸附室单元自动离开与负压室的连通状态，从而失去吸附力，前方的吸附室进入负压室，自动连通负压腔体，实现周而复始的前进和吸附。随着装置行走，吸附履带上的吸附室单元在负压室上滑动，则能自动转换两室的连通状态。用微型抽水泵作负压泵，用管子连接每个负压腔体，在凸凹壁面，少量吸附室单元失去吸附力，不至于影响其它吸附室单元。行走时，电动机驱动吸附履带两端的驱动轮转动，驱动轮驱动吸附履带，改变左右履带速度差就能进行S型行走和改变方向。安装的三维姿态控制器，可显示装置在壁面倾斜姿态，可通过操作转向来调整姿态。

水下检测设备可搭载在检测装置上，以形成检测机器人，操作控制台通过电缆与检测机器人相连接，电缆为多芯，具有供电和多信号传输功能，可实现其它操作和控制功能。

本实用新型设计的水下吸附式爬壁电视检查机器人，不用人工潜水检查，具有安全、检查图像覆盖全洞段各方向、检查范围大、图像清晰、信息真实全面、检查效率高，可广泛用于大中型水电站的引水隧洞、大坝表面的水下检查工作。

附图说明

图1为本实用新型吸附装置结构示意图；

图2为本实用新型吸附室单元内侧面示意图；

图3为本实用新型吸附室单元外侧面示意图；

图4为图3的剖面图；

图5为吸附室单元的立体结构示意图；

图6为负压室与吸附履带的结合示意图；

图7为图6的爆炸图；

图8为本实用新型机器人的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于水下洞室和陡壁检查的吸附爬壁机器人，包括用于将机器人吸附在洞壁12上的吸附装置，吸附装置包括吸附履带1，吸附履带1为一条整体非拼接塑料履带。吸附履带1内侧与负压室2连通，负压室2与抽水泵7相连。

如图2、3、4和5所示，吸附履带1包括若干相连的吸附室单元10，吸附室单元10外侧边缘设置有封闭式的吸附裙边6，吸附裙边6轮廓呈矩形，吸附裙边6内侧为吸附腔3，吸附腔3内侧有一平滑面11，平滑面11上开有吸水孔4，吸水孔4与吸附腔3连通，吸附室单元10外表面两端设置有啮齿带5；如图7所示，负压室2包括若干独立的负压腔体8，负压腔体8之间通过管道连通。如图1和6所示，吸附履带1内侧两端通过啮齿带5分别与一个驱动轮9啮合。两个驱动轮9之间为负压室2，负压室2与吸附履带1的结合面长度小于两个驱动轮9之间非啮合状态的吸附履带1的长度，如图1，负压室2两端与驱动轮9之间间隔一块吸附室单元10。

如图7所示，水下洞壁吸附爬壁机器人还包括姿态控制装置16，驱动装置(两根驱动轴14)，照明摄像装置15。姿态控制装置16和照明摄像装置15均为现有技术，可在市场上购买相同功能的产品。驱动装置采用两根驱动轴14分别驱动前后各一对驱动轮9，其结构可参考现有全时四驱汽车的传动结构。水下洞室和陡壁检查吸附爬壁车包括壁面吸附、壁行走和控制三部分，壁面吸附采用具有弹性和韧性的塑料材料制作的吸附履带1，由履带上的吸附室单元10产生的吸附力和壁面间的摩擦力使装置被吸附在洞壁12上，并可连续行走。一条吸附履带1上有多个吸附室单元10，各室都为独立的吸附盘，当装置向前或后移动时，吸附履带1上与壁面接触的吸附室单元10与背向的装置自动形成负压室2，多个吸附室单元10共同将装置吸附在壁面上，保证装置不被水冲走和不下坠。装置前进时，后方的吸附单元10自动离开与负压室2的连通状态，从而失去吸附力，前方的吸附室单元10进入负压室2，自动连通负压室2，实现周而复始的前进和吸附。用微型抽水泵作负压泵，用管子连接每个负压腔体8，在凸凹壁面，少量吸附室单元10失去吸附力，不至于影响其它吸附室单元10。行走时，电动机13驱动吸附履带1两端的驱动轮9转动，驱动轮9驱动吸附履带1，改变左右吸附履带速度差就能进行S型行走和改变方向。安装的三维姿态控制装置16，可显示装置在壁面倾斜姿态，可通过操作转向来调整姿态。