飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人及桥墩检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115032197A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210563687.4G01B21/16(2006.01)(22)申请日2022.05.23G01S15/89(2006.01)B63C11/52(2006.01)(71)申请人武汉二航路桥特种工程有限责任公B63H11/02(2006.01)司地址430061湖北省武汉市武昌区小洪山东区湖北省科技创业大厦A座A单元21层2101-2104号(72)发明人周欢乐绍林喻国良张民曦朱世峰赵亚峰桑毅彩刘昂马小云杨曦徐文豪(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理有限公司11369专利代理师王莹(51)Int.Cl.G01N21/88(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人及桥墩检测方法(57)摘要本发明公开了一种飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人及桥墩检测方法，包括：密闭舱式壳体、罩体、图像检测装置、主动力机构；对称设置于壳体外壁两侧中部的转向机构；设置于转向机构之上的飞翼；设置于壳体内部的浮力调节机构；设置于壳体外壁下沿的数据采集装置；设置于壳体内的电源系统；设置于壳体的综合缆；终端设备，与综合缆一端连接，用于采集、存储、分析图像检测装置与数据采集装置的回传信号。本发明能够自由地在水面和水下航行，可以简便地实现上浮和下沉，并可实现急流环境中的定点驻留，非常适用于复杂水流条件下桥墩或桩柱附近的水下检测，亦可用于各类水下调查、监测，为江、河、湖、海的开发利用提供先进设备。CN115032197ACN115032197A权利要求书1/2页1.一种飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，包括：密闭舱式壳体；设置于壳体前端的罩体，用于作为机器人的前置视野观察窗口；设置于罩体内部的图像检测装置，用于拍摄桥墩的水下图像并监测机器人周围的实时环境；设置于壳体尾端的主动力机构，用于提供机器人在急流环境中前进或倒退的推进动力；对称设置于壳体外壁两侧中部的转向机构，用于控制调节机器人前进方向的副动力机构的转动方向；设置于转向机构之上的飞翼；设置于壳体内部的浮力调节机构，用于通过存放压载水调节控制机器人的比重，控制机器人的上升与下潜；设置于壳体外壁下沿的数据采集装置；设置于壳体内的电源系统，用于给机器人运行提供电力能源；设置于壳体的综合缆，用于给机器人供应电力和传输信号；终端设备，与综合缆一端连接，用于采集、存储、分析图像检测装置与数据采集装置的回传信号。2.如权利要求1所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述图像检测装置包括摄像机和转向云台，其中，所述摄像机安装在转向云台上。3.如权利要求1所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述浮力调节机构包括储水腔室、双向水泵和进出水涵道；所述储水腔室设置在壳体内底部，作为存储压载水体的容器；所述双向水泵设置在所述储水腔室进出水口处，用于控制储水腔室内水体的抽入与排出；所述进出水涵道设置于壳体外壁中下部。4.如权利要求1所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述数据采集装置包括水压力传感器和水下地形测量传感器；其中，所述水压力传感器用于获取测量处机器人距水面的距离；所述水下地形测量传感器用于探测测量处距底床的距离，以获取桥墩附近的水下地形。5.如权利要求3所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述电源系统包括蓄电池、降压器和调速构件，所述蓄电池安装在壳体内顶部；降压器的输入端连接综合缆的供电线，输出端连接蓄电池；蓄电池再通过电线连接图像检测装置、数据采集装置和调速构件；调速构件的输出端分别连接各转向机构、主动力机构和副动力机构。6.如权利要求5所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述机器人还包括遥控器，其通过信号线与调速构件和转向机构连接，向所述调速构件和转向机构输入外部指令。7.如权利要求6所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人，其特征在于，所述综合缆包括供电线和信号线，其中，供电线的一端连接外部电源，供电线的另一端分别连接所述蓄电池和双向水泵；信号线的一端分别连接遥控器和终端设备，信号线的另一端分别连接调速构件、图像检测装置和数据采集装置，用于传输控制和数据采集信号。8.一种利用如权利要求7所述的飞翼型喷水推进的桥墩水下检测机器人进行桥墩检测2CN115032197A权利要求书2/2页的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将机器人投放至桥墩附近，控制主动力机构推进机器人航行，并控制转向机构调节飞翼的角度和副动力机构的推进方向来控制机器人的航行方向，使机器人航行至桥墩附近的目标水域；2)待机器人到达目标水域后，通过调节