水封涵洞检测机器人系统及实施方法与流程

本发明是涉及一种水封涵洞检测机器人系统及实施方法，具体地说是涉及一种可以为水下或海洋工程提供工作端挂载的智能平台，适应多变水下环境和复杂地形，水下机器人可以准确地到达水下指定位置，航程大、受天气影响小，可以通过在执行装置上搭载不同的工作端，完成多种水下任务。

背景技术：

21世纪是人类向海洋进军的世纪。深海作为人类开发的宝地和高技术领域之一，已经成为各国的重要战略目标，也是近几年国际上竞争的焦点之一。无人遥控潜水器（Remote Operated Vehicles, ROV），也称水下机器人。一种工作于水下的极限作业机器人，能潜入水中代替人完成某些操作，又称潜水器。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。其功能多种多样，不同类型的ROV用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，提供了一种可以为水下或海洋工程提供工作端挂载的智能平台，适应多变水下环境和复杂地形，水下机器人可以准确地到达水下指定位置，航程大、受天气影响小，可以通过在执行装置上搭载不同的工作端，完成多种水下任务，完成人所不能及的工作任务的水封涵洞检测机器人系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种水封涵洞检测机器人系统及实施方法，其系统组成包括外部遥控装置和水下机器人两部分；所述的外部遥控装置包括主控计算机、控制手柄、显示系统和水下通信接口及脐带缆、缆绳收放设备、电源系统；所述的水下机器人采用框架式模块化结构，包括艇身、照明装置、水下密封推进器、探测传感装置、电子控制系统密封舱、惯性导航模块、执行装置。

所述的水下机器人部分中的艇身框架采用聚丙烯复合材料，其他部分配装高强度浮力材料。

所述的水下机器人部分中的照明装置是由4个防水照明灯组成，其中艇身前端防水照明灯1个为监控工作环境提供光源，颈部围绕艇身三百六十度方向上均布照明灯3个为监控工作端的具体操作提供光源。

所述的水下机器人部分中的水下密封推进器是由外壳、推进电机、减速器、密封盖、螺旋桨和挡流圈组成，其中推进电机和减速器相连，固定在外壳内，外壳与密封盖之间用密封圈密封，外壳内其它空间用变压器油密封，减速器轴末端装有螺旋桨。

所述的水下机器人部分中的探测传感装置包括广角摄像头4个，其中可拍照的摄像头1个，可录制视频的摄像头3个，4个摄像头均可三百六十度旋转拍摄，其位置为：1个拍照摄像头和1个录制视频的摄像头位于艇身的首端，另外2个可录制视频的摄像头分别位于艇身的左右两侧。

所述的水下机器人部分中的电子控制系统密封舱是由端盖、圆舱身、光端交换机、电源板、主板、密封圈、控制板、驱动板和惯性导航模块组成，端盖与圆舱身之间采用螺栓连接方式，圆舱身四周用密封圈密封，舱内空间注满变压器油。

所述的密封舱端盖上有防水信号线插槽。

本发明克服了水下机器人的关键部位防水问题，能够长时间水下工作，不仅能在各种环境的水中作业，也可以在地形复杂的水底工作。

附图说明

图1为本发明提供的水下密封推进器的结构示意图；

图2为本发明提供的水下电子控制系统密封舱结构示意图；

图3为本发明提供的水下机器人结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

一种水封涵洞检测机器人系统，其系统组成包括外部遥控装置和水下机器人两部分；所述的外部遥控装置包括主控计算机、控制手柄、显示系统和水下通信接口及脐带缆、缆绳收放设备、电源系统；所述的水下机器人采用框架式模块化结构，包括艇身、照明装置、水下密封推进器、探测传感装置、电子控制系统密封舱、惯性导航模块、执行装置。

所述的水下机器人部分中的艇身框架采用聚丙烯复合材料，其他部分配装高强度浮力材料，配装高强度浮力材料的目的是实现水下机器人部分的零浮力，使其在水下姿态更加稳定。

所述的水下机器人部分中的照明装置是由4个防水照明灯组成，其中艇身前端防水照明灯1个为监控工作环境提供光源，颈部围绕艇身三百六十度方向上均布照明灯3个为监控工作端的具体操作提供光源。

所述的水下机器人部分中的水下密封推进器是由外壳1、推进电机2、减速器3、密封盖4、螺旋桨5和挡流圈6组成，其中推进电机2和减速器3相连，固定在外壳1内，外壳1与密封盖4之间用密封圈密封，外壳1内其它空间用变压器油密封，减速器3轴末端装有螺旋桨5。

所述的水下机器人部分中的探测传感装置包括广角摄像头4个，其中可拍照的摄像头1个，可录制视频的摄像头3个，4个摄像头均可三百六十度旋转拍摄，其位置为：1个拍照摄像头和1个录制视频的摄像头位于艇身的首端，另外2个可录制视频的摄像头分别位于艇身的左右两侧。

所述的水下机器人部分中的电子控制系统密封舱是由端盖7、圆舱身8、光端交换机9、电源板10、主板11、密封圈12、控制板13、驱动板14和惯性导航模块15组成，端盖7与圆舱身8之间采用螺栓连接方式，圆舱身8四周用密封圈12密封，舱内空间注满变压器油。

所述的密封舱端盖上有防水信号线插槽。

进一步，具体的在进行水下工作时，首先要把水下机器人吊放进水中，然后水上的外部遥控装置通过脐带缆对水下机器人传送指令，密封舱内的控制板分析下达指令，驱动板驱动水下密封推进器使机器人按照预定方向前行，与此同时照明装置和探测传感装置也开始照明、摄像与探测，水上的显示系统可显示出其拍摄的视频以及详细的探测信息，并存储下来。

综上所述，本发明克服了水下机器人的最关键防水问题，能够长时间水下工作，不仅能在各种环境的水中作业，也可以在地形复杂的水底工作，有利于水下机器人行业的发展。