一种用于水库大坝载人巡检的多功能行走装置的制作方法

本实用新型涉及水利水利工程施工技术领域，具体说是涉及一种用于水库大坝载人巡检的多功能行走装置。

背景技术：

在抽水蓄能电站大坝换证定检过程中，通常会发现大坝防浪墙开合缝、大坝面板消落区、大坝面板结合缝及止水带、面板横缝修补区等出现相关的技术问题，因此需纳入定期巡检观测范围，且频次应不低于一周一次。然而，现有的大坝面板巡检工作方法较为落后，检查人员需带安全绳下到坡底检查。加之大坝湿滑，检查人员无法长时间保持一个正确的姿态，完成细致的检查工作，甚至工作人员存在摔伤溺水的安全隐患。

因此，为了确保检修人员的人身安全和工作的稳定进行，有必要针对这一技术问题进行解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于水库大坝载人巡检的多功能行走装置，解决了检查人员利用安全绳到坡底检查时，安全度很低的问题，确保了检修人员的人身安全和工作的稳定进行。

一种用于水库大坝载人巡检的多功能行走装置，包括水平设置在水库大坝顶端的连接架、设置在所述大坝外侧且与所述连接架一侧连接的车架、水平设置在所述车架底部且与所述大坝外侧面接触的外侧支撑轮、设置在所述车架底部的驱动轮、设置在所述车架下端部的卷扬机、设置在所述大坝内侧且通过钢丝绳与所述卷扬机连接的载人小车、设置在所述大坝顶端面且与所述连接架底部连接的坝顶支撑轮、水平设置在所述连接架另一侧下端且与所述大坝内侧面接触的内侧支撑轮，所述载人小车底部设置有着地轮，所述驱动轮设置在底座上，所述底座上端与所述车架底部连接；

所述内侧支撑轮通过竖直放置的侧支撑架与所述连接架连接，所述载人小车设置在所述侧支撑架的底端，所述钢丝绳绕过设置在所述连接架上的定滑轮与所述卷扬机连接。

通过坝顶支撑轮，使得连接架和车架获得支撑，通过外侧支撑轮和内侧支撑轮，控制整个装置左右偏离的程度，载人小车设置在大坝内部的斜面上，载人小车的顶端通过所述钢丝绳与卷扬机连接，载人小车底部设置有着地轮，通过着地轮可以在斜面上往复滑动，操作人员在载人小车上，即可实现对大坝内部斜面的巡视工作；

操作人员从坝顶下降并进入载人小车上，可以通过安全绳或者扶梯，即在侧支撑架竖直方向上设置有安全绳或扶梯，供操作人员上升或下降。

所述卷扬机通过减速机构与设置在所述车架下端部的电机连接；

所述减速机构包括与所述卷扬机同轴连接的第一从动齿轮、与所述第一从动齿轮啮合的第一主动齿轮、与所述第一主动齿轮同轴连接的蜗轮以及与所述蜗轮啮合连接的蜗杆，所述蜗杆端部与电机连接，所述第一从动齿轮、所述第一主动齿轮、所述蜗轮、所述蜗杆均通过铰接座设置在底板上，所述底板固定设置在所述车架下端部。

所述侧支撑架与所述大坝内侧面之间还设置有相机，所述相机顶部与第一连杆的底端铰接连接，所述第一连杆的侧部与第二连杆的底端铰接连接，所述第一连杆的顶端与设置在所述第二连杆上的第二电动推杆铰接连接，所述第二连杆的侧部铰接设置在所述侧支撑架上，所述第二连杆的顶端与第一电动推杆铰接连接，所述第一电动推杆固定设置在所述连接架上；

所述第二连杆的侧部铰接处设置在所述第一电动推杆的上端。

第二电动推杆拉动第二连杆，第二连杆绕侧部铰接处旋转，第一连杆和相机随之向上旋转，再利用第一电动推杆，推动第一连杆，第一连杆绕与第二连杆底端的铰接处旋转，相机向靠近坝坡面方向运动。

所述载人小车上端部两侧分别通过钢丝绳与所述卷扬机连接；

所述载人小车包括一端与所述侧支撑架下端部铰接连接的上层车架、设置在所述上层车架底端部的上层底板、上端与所述上层车架另一端连接的下层车架、一端与所述下层车架上端部铰接连接的铰接杆、设置在所述下层车架下端的着地轮以及设置在所述上层车架下端的着地轮，所述铰接杆的另一端与所述上层车架靠近所述侧支撑架的一端铰接连接，所述上层车架通过铰接座与所述侧支撑架下端部铰接连接；

所述上层车架远离所述侧支撑架的一端设置有第一延伸部，所述第一延伸部底部位于所述上层车架底部上端，所述第一延伸部底部与连杆的一端铰接连接，所述连杆的另一端与所述下层车架的上端铰接连接，所述下层车架靠近所述上层车架的一侧设置有第二延伸部，所述第二延伸部的顶端略高于所述上层车架的底端面。

上层车架上端面设置有钢丝绳座，当钢丝绳被提拉时，上层车架带动第一延伸部和下层车架绕铰接座中心旋转运动，在旋转过程中，由于下层车架的重力作用，使得下层车架绕连杆顶端铰接中心旋转，使得下层车架底部的着地轮始终位于下端。

所述侧支撑架外侧面设置有爬梯，所述爬梯四周设有护栏，所述载人小车设置在所述爬梯的下端部。

本实用新型的目的是实现对上水库大坝进行载人检修和无人自动巡检，控制方式分为：手动、自动和远程遥控。

本装置可以实现上水库面板巡检载人自动行走，沿大坝行走、载人、对大坝面板进行检修、自动巡检拍照筛选故障点等功能，其特征是：主要针对抽水蓄能电站上水库大坝检修而研制生产的巡检载人自动行走装置，装置动力源为镍氢电池，电池输出48v直流电源通过驱动器驱动安装在车身固定座下边的两个驱动轮，驱动轮带动车身行走，车身另一端在大坝顶部对应位置安装有坝顶支撑轮，大坝下边安装有载人小车，人员通过安装在车身边缘的爬梯从车身位置到达载人小车，爬梯四周设有护栏。载人小车可根据检修需要进行折叠和展开，折叠时载人小车离开大坝底部面板，紧贴在大爬梯护栏外侧，展开时载人小车四个着地轮与大坝底部面板坡面重合，载人小车由两根钢丝绳牵引，钢丝绳的另一端与卷扬机卷筒相连接，卷筒通过电机带动旋转，中间经过减速机减速，实现载人小车沿大坝底部面板上下行走。

本实用新型的设计思路是：本实用新型主要是为上水库大坝的检修提供了一套完善的巡检装置，提出了一种在不破坏大坝的情况下装置的行走方式。并依据研究成果，制作一套试验验证机构来验证大坝巡检载人自动行走装置行走方式的可行性。为解决大坝面板上人员工作存在溺水及巡检工作开展困难等问题提供了技术支撑和安全保障。

上水库面板巡检载人自动行走装置行走范围覆盖长500m，垂直距离近30米的大坝面板，自动行走方式工作范围广，移动距离远，行走及传动机构没有出现倾翻、斜面移动等复杂工况。且上水库面板巡检载人自动行走装置位于室外，充分考虑了动力机构的安全防护结构等特殊状况。

该实用新型对提高抽水蓄能电站大坝的安全稳定运行起到了重大的保障作用，对同类其他抽水蓄能电站的大坝检测手段升级具有借鉴作用。

本实用新型达成以下显著效果：

（1）本实用新型中，载人小车在卷扬机和电机的作用下可实现折叠和展开，有助于对载人小车进行保护，此外，实现两根钢丝绳同时拉载人小车两端时，载人小车不发生侧倾和偏斜；

（2）自动相机对大坝进行全方位检测，拍摄图片并合成全景图像，极大地节省了人力，此外，相机安装桁架在电动推杆的作用下可实现上升和下降功能；

（3）本实用新型给大坝检修工提供了一个完整的检修装置，提高了大坝检修人员的安全性，降低了巡检检修的劳动强度，为后续大坝检修装置的研制开发和改进奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本实用新型实施例中行走装置的主视图。

图2为本实用新型实施例中行走装置的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例中载人小车打开状态的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例中减速机构的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中相机的连接结构示意图。

图6为本实用新型实施例中载人小车的结构示意图。

其中，附图标记为：1、驱动轮；2、卷扬机；3、电机；4、电池组；5、钢丝绳；6、车身；7、支撑面板；8、梯子；9、第一电动推杆；10、定滑轮；11、侧支撑架；12、爬梯；13、护栏；14、内侧支撑轮；15、相机；15-1、第一连杆；15-2、第二电动推杆；15-3、第二连杆；15-4、铰接座；16、平台；17、载人小车；17-1、铰接座；17-2、钢丝绳座；17-3、上层车架；17-31、第一延伸部；17-32、连杆；17-4、铰接杆；17-5、下层车架；17-51、第二延伸部；17-6、着地轮；17-7、下层底板；17-8、上层底板；17-9、着地轮；18、大坝；19、坝顶支撑轮；20、外侧支撑轮。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1、图2和图3，一种用于水库大坝载人巡检的多功能行走装置，包括水平设置在水库大坝顶端的连接架、设置在大坝外侧且与连接架一侧连接的车架、水平设置在车架底部且与大坝外侧面接触的外侧支撑轮20、设置在车架底部的驱动轮1、设置在车架下端部的卷扬机2、设置在大坝内侧且通过钢丝绳5与卷扬机2连接的载人小车17、设置在大坝18顶端面且与连接架底部连接的坝顶支撑轮19、水平设置在连接架另一侧下端且与大坝内侧面接触的内侧支撑轮14，载人小车17底部设置有着地轮，驱动轮1设置在底座上，底座上端与车架底部连接；

内侧支撑轮14通过竖直放置的侧支撑架11与连接架连接，载人小车17设置在侧支撑架11的底端，钢丝绳5绕过设置在连接架上的定滑轮10与卷扬机2连接。

通过坝顶支撑轮19，使得连接架和车架获得支撑，通过外侧支撑轮20和内侧支撑轮14，控制整个装置左右偏离的程度，载人小车17设置在大坝内部的斜面上，载人小车17的顶端通过钢丝绳5与卷扬机2连接，载人小车17底部设置有着地轮，通过着地轮可以在斜面上往复滑动，操作人员在载人小车17上，即可实现对大坝内部斜面的巡视工作；

操作人员从坝顶下降并进入载人小车17上，可以通过安全绳或者扶梯，即在侧支撑架11竖直方向上设置有安全绳或扶梯，供操作人员上升或下降；

卷扬机和动力机构通过设置在车架上的电池组4供电；

由于连接架水平放置且具有一定的长度，所以连接架的两端均设置有定滑轮，以便对钢丝绳进行支撑，因此设置在驱动轮正上方的定滑轮转轴通过竖直放置的支撑面板7设置在连接架上。

驱动轮1与大坝外侧的地面接触，在动力机构的作用下旋转运动。

卷扬机2通过减速机构与设置在车架下端部的电机3连接；

参见图4，减速机构包括与卷扬机2同轴连接的第一从动齿轮、与第一从动齿轮啮合的第一主动齿轮、与第一主动齿轮同轴连接的蜗轮以及与蜗轮啮合连接的蜗杆，蜗杆端部与电机3连接，第一从动齿轮、第一主动齿轮、蜗轮、蜗杆均通过铰接座17-1设置在底板上，底板固定设置在车架下端部。

参见图5，侧支撑架与大坝内侧面之间还设置有相机1，相机1顶部与第一连杆15-1的底端铰接连接，第一连杆15-1的侧部与第二连杆15-3的底端铰接连接，第一连杆15-1的顶端与设置在第二连杆15-3上的第二电动推杆15-2铰接连接，第二连杆15-3的侧部通过固定座15-4铰接设置在侧支撑架上，第二连杆15-3的顶端与第一电动推杆铰接连接，第一电动推杆固定设置在连接架上；

第二连杆15-3的侧部铰接处设置在第一电动推杆的上端。

第二电动推杆15-2拉动第二连杆15-3，第二连杆15-3绕侧部铰接处旋转，第一连杆15-1和相机1随之向上旋转，再利用第一电动推杆，推动第一连杆15-1，第一连杆15-1绕与第二连杆15-3底端的铰接处旋转，相机1向靠近坝坡面方向运动。

参见图6，载人小车17上端部两侧分别通过钢丝绳5与卷扬机2连接；

载人小车17包括一端与侧支撑架11下端部铰接连接的上层车架17-3、设置在上层车架17-3底端部的上层底板17-8、上端与上层车架17-3另一端连接的下层车架、一端与下层车架上端部铰接连接的铰接杆17-4、设置在下层车架下端的着地轮17-6以及设置在上层车架17-3下端的着地轮17-9，铰接杆17-4的另一端与上层车架17-3靠近侧支撑架11的一端铰接连接，上层车架17-3通过铰接座17-1与侧支撑架11下端部铰接连接；

上层车架17-3远离侧支撑架11的一端设置有第一延伸部17-31，第一延伸部17-31底部位于上层车架17-3底部上端，第一延伸部17-31底部与连杆17-32的一端铰接连接，连杆17-32的另一端与下层车架17-5的上端铰接连接，下层车架17-5靠近上层车架17-3的一侧设置有第二延伸部17-51，第二延伸部17-51的顶端略高于上层车架17-3的底端面，所述下层车架17-5上端部还设置有下层底板17-7；

上层车架17-3上端面设置有钢丝绳座17-2，当钢丝绳5被提拉时，上层车架17-3带动第一延伸部17-31和下层车架17-5绕铰接座17-1中心旋转运动，在旋转过程中，由于下层车架17-5的重力作用，使得下层车架17-5绕连杆17-32顶端铰接中心旋转，使得下层车架17-5底部的着地轮17-6始终位于下端。

侧支撑架11外侧面设置有爬梯12，爬梯12四周设有护栏13，载人小车17设置在爬梯12的下端部。

本实用新型的目的是实现对上水库大坝进行载人检修和无人自动巡检，控制方式分为：手动、自动和远程遥控。

本装置可以实现上水库面板巡检载人自动行走，沿大坝行走、载人、对大坝面板进行检修、自动巡检拍照筛选故障点等功能，其特征是：主要针对抽水蓄能电站上水库大坝检修而研制生产的巡检载人自动行走装置，装置动力源为镍氢电池，电池输出48v直流电源通过驱动器驱动安装在车身6固定座下边的两个驱动轮1，驱动轮1带动车身6行走，车身6另一端在大坝顶部对应位置安装有坝顶支撑轮19，大坝下边安装有载人小车17，人员通过安装在车身6边缘的爬梯12从车身6位置到达载人小车17，爬梯12四周设有护栏。载人小车17可根据检修需要进行折叠和展开，折叠时载人小车17离开大坝底部面板，紧贴在大爬梯12护栏外侧，展开时载人小车17四个着地轮与大坝底部面板坡面重合，载人小车17由两根钢丝绳5牵引，钢丝绳5的另一端与卷扬机2卷筒相连接，卷筒通过电机3带动旋转，中间经过减速机减速，实现载人小车17沿大坝底部面板上下行走。

本实用新型的设计思路是：本实用新型主要是为上水库大坝的检修提供了一套完善的巡检装置，提出了一种在不破坏大坝的情况下装置的行走方式。并依据研究成果，制作一套试验验证机构来验证大坝巡检载人自动行走装置行走方式的可行性。为解决大坝面板上人员工作存在溺水及巡检工作开展困难等问题提供了技术支撑和安全保障。

上水库面板巡检载人自动行走装置行走范围覆盖长500m，垂直距离近30米的大坝面板，自动行走方式工作范围广，移动距离远，行走及传动机构没有出现倾翻、斜面移动等复杂工况。且上水库面板巡检载人自动行走装置位于室外，充分考虑了动力机构的安全防护结构等特殊状况。

该实用新型对提高抽水蓄能电站大坝的安全稳定运行起到了重大的保障作用，对同类其他抽水蓄能电站的大坝检测手段升级具有借鉴作用。

本实用新型具体工作过程：

行车部分：驱动轮1通过螺栓与车身6的固定座相连，驱动轮1动力来源为48v300ah镍氢电池，电池通过驱动器来控制驱动轮1，车身6的左侧大坝正上方位置安装有坝顶支撑轮19，在驱动轮1的带动下上水库面板巡检载人自动行走装置实现沿大坝直线行走。大坝左侧通过与车身6连接的侧支撑架11安装两组侧支撑轮，起到侧支撑作用。上水库面板巡检载人自动行走装置既可通过操作手柄进行手动控制又可通过自动程序进行自动行走；

吊车部分：载人小车17通过两根不锈钢钢丝绳5绕过两个定滑轮10，与固定在车身6固定座上的卷扬机2相连，卷扬机2由电机3经过蜗轮蜗杆减速机提供动力，实现将钢丝绳5卷起或放出，进而带动载人小车17沿大坝斜面上下行走，载人小车17不用时可折叠如图2。检修人员可以通过梯子8经车身6从大爬梯12到达平台16，在由平台16到达载人小车17，检修人员可以在载人小车17上进行对大坝的巡检和检修工作；

相机15部分：相机15通过第一电动推杆9的伸出和收回实现水平和竖直位置的切换，图1相机15处于垂直位置，相机15工作时处在水平位置，可对大坝进行连续高清拍照，并进行自动储存，储存的照片经过合成运算能够自动识别出大坝裂缝的大小和位置，确定裂缝的位置后检修人员可以定点维修；

注：本实用新型通过手动操作手柄和程序自动控制沿大坝直线行走，载人小车17可通过操作手柄和远程遥感控制进行沿大坝面板坡面上下滑行，此外，本实用新型还设置有行车警报功能，当装置动作时进行语音警示，远程摇感控制和行车报警装置在现有技术下均可以实现，在此不再详述；

此外，驱动轮属于动力轮，汽车发动机的动力经过变速箱后，通过驱动桥传输到驱动轮，为车辆的行驶提供动力，驱动轮的作用不只是支撑汽车的重量，同时还输出功率和扭矩。关于驱动轮的安装和运动均为现有技术，在此不再详述；

最后，检察人员在载人小车上对大坝坡面进行巡检时，实际也要连接安全绳，以防不测，因此，安全绳的使用贯穿本实用新型整个巡检过程。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。