CN107179399A - 一种混凝土高坝表面自动巡测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土高坝表面自动巡测设备及方法，包括气垫、底板、巡测装置、控制箱、风扇、通风口、保护支架、导流板；所述的底板有四块，通过底板铰链连接，每块底板下安装有一个驱动轮和一个气垫；所述的控制箱和巡测装置安装在底板上，制箱上部为风扇和通风口；保护支架分为四块，分别固定在四块底板上上，将巡测装置、制箱、风扇和通风口罩住，导流板固定在保护支架上；本发明能够在大坝表面，进行长时间、无供电、高效的巡测作业。

Description

一种混凝土高坝表面自动巡测设备及方法

技术领域

本发明涉及工程监测巡查领域，特别是高坝表面的自动化巡测设备。

背景技术

随着现代科学技术的进步，对高层工程的监测和检测从人工逐渐实现了自动化，各种自动化机械设备具有轻便、自动、智能的特点，工作效率高、费用低，同时能够替代人工在一些危险的环境中进行工作，避免了作业人员面临的危险。

现代混凝土高坝，通常高度超过100m，超高坝甚至达到了300m上，大坝表面处于雨淋日晒的环境中，同时结构受力，使得表面出现裂缝、剥落、破损、老化等病害；管理人员难于近距离进行检查，特别是大型的拱坝，水平和竖直切面上都为弧形，形成双曲拱坝，结构表面无有效着力点，搭接吊篮等设备，也难以靠近高坝表面。

在这些危险区域需要采用自动机器人或自动设备代替人的工作，现有的检查设备通常需要导轨、吊轨或者吊篮以便于设备或人员行走，或者需要保证表面基本为平面、整洁光滑，这些都难以适应高坝表面的的苛刻条件；同时，高坝表面面积大，需要设备长时间供电，高空风力影响大，危机设备安全，使得现有设备具有局限性。

为此，需要一种有效的巡测设备，实现长时间、无供电、高效的巡测作业的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土高坝表面自动巡测设备及方法，实现混凝土高坝表面的自动化巡测目的。

本发明所采用的技术方案是一种混凝土高坝表面自动巡测设备，包括气垫、底板、巡测装置、控制箱、风扇、通风口、保护支架、导流板；所述的底板有四块，通过底板铰链连接，每块底板下安装有一个驱动轮和一个气垫；所述的控制箱和巡测装置安装在底板上，制箱上部为风扇和通风口；保护支架分为四块，分别固定在四块底板上，将巡测装置、制箱、风扇和通风口罩住，导流板固定在保护支架上；

其中，控制箱包括无线通讯模块，能够与远程操作人员通讯；控制箱能够控制巡测装置、驱动轮、风扇的运行；

其中，气垫为环形圈，与高坝表面接触的内圈和外圈侧各有一圈围边，围边为柔性材料，不透气，受气压影响，可贴合在非光滑的高坝表面；

其中，驱动轮能够前后滚动和左右转向；所述的电源为可充电锂电池；所述的底板尾部有钩环，可挂接安全绳；所述的保护支架中间填充有发泡塑料，作为撞击缓冲；所述的巡测装置可安装摄像、拍照、量测、探测设备，进行巡测。

作为优选，控制箱和风扇之间有柔性管包围，共同形成一个空腔，控制箱有通向空腔的管道，分别连接四块底板，底板有孔口，联通4个气垫中心；风扇转动，使空腔及各个气垫环抱区域形成负压，气垫贴合在高坝表面。

作为优选，控制箱挂接在四块底板上，四块底板以及保护支架、导流板、气垫可以相对搓动和变形，每个气垫中间有一个驱动轮；针对拱坝及坝墩等表面为双曲面的情况，所述底板能够变形贴合高坝表面，同时四个驱动轮能够贴合高坝表面；同时，针对大坝表面有沟槽、大裂缝、破损、表面剥落的情况，避免气垫失效坠落。

作为优选，导流板向上凸起，有一定的弧度，用于减小风阻及被风吹落的危险；导流板上贴有有太阳能膜，能转化光能为电能，存储在电源中。

一种混凝土高坝表面自动巡测设备的方法，包括以下方法：

步骤一：架设，操作人员在坝顶高处，架设安全绳，挂接本发明，将本发明贴在近大坝表面，开启设备，同时控制设备移动和巡测；

步骤二：移动，设备可在水平和竖直面移动，通过曲面，底板下的气垫和驱动轮自动贴合表面；

步骤三：回收，安全绳防止本发明坠落损毁，同时用于工作完毕后的迅速回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过驱动轮、气垫、风扇和驱动轮的作用，实现本发明紧贴混凝土表面移动的目标，同时能够上贴在水平面或侧帖在竖直面进行移动。

通过四块底板、气垫的链接，可以使气垫和驱动轮贴合凹凸的曲面，特别适用于水平竖直方向都是曲面的双曲面形状的停留和移动；同时，避免了在通过接缝、裂缝、墙皮剥落区域时，单个气垫失效导致的坠落。

利用太阳能，做为电源之一，使本发明能够较长时间运行。

保护支架，实现掉落和撞击保护。

具有凸出形状的导流板，减小风阻和被封吹落的风险。

附图说明

图1 为本发明一实施例布置示意图。

图2为本发明结构关系示意图。

图3 为本导流板结构关系示意图。

图4 为本保护支架结构关系示意图。

图5 为本发明底面结构关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对发明的原理和特征进行进一步说明。

如图1到图5所示，包括气垫、底板、巡测装置、控制箱、风扇、通风口、保护支架、导流板；巡测装置为视频摄像头

工作时段选在晴朗、无风或微风天气，操作人员在坝顶通过滑轮和安全绳，连接2个本发明的实施例，分别布置在上游河下游的混凝土高坝墙面上，操作人员远程操作本发明实施例的移动和巡测工作。

本发明实施例进行水平移动，进行巡测；完成后，向下一层，进行水平移动巡测；逐层向下进行；当发现混凝土高坝表面的破损、裂缝、剥落、损坏等现象后，拍照记录。

当位于高坝表面为双曲面时，4个气垫能自动贴合高坝表面，具有一定气密性，保证了空腔为负压，大气压、空腔负压和本发明自重综合作用力，使本发明能够停驻在高坝表面；四个驱动轮的接触面贴合高坝表面，确保了有效的抓地力，实现移动。

工作结束，为了快速回收，可将风扇关闭，同时使用安全绳拉回。

太阳能膜与太阳能发电板功能一致，但能够像贴纸一样贴在物体表面，可选用Sunflare公司的SUN2太阳能发电膜，或者其他同样功能的产品。

上述实施例为发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混凝土高坝表面自动巡测设备，其特征在于，包括气垫、底板、巡测装置、控制箱、风扇、通风口、保护支架、导流板；所述的底板有四块，通过底板铰链连接，每块底板下安装有一个驱动轮和一个气垫；所述的控制箱和巡测装置安装在底板上，制箱上部为风扇和通风口；保护支架分为四块，分别固定在四块底板上，将巡测装置、制箱、风扇和通风口罩住，导流板固定在保护支架上；

所述的控制箱包括无线通讯模块，能够与远程操作人员通讯；控制箱能够控制巡测装置、驱动轮、风扇的运行；

所述的气垫为环形圈，与高坝表面接触的内圈和外圈侧各有一圈围边，围边为柔性材料，不透气，受气压影响，可贴合在非光滑的高坝表面；

所述的驱动轮能够前后滚动和左右转向；所述的电源为可充电锂电池；所述的底板尾部有钩环，可挂接安全绳；所述的保护支架中间填充有发泡塑料，作为撞击缓冲；所述的巡测装置可安装摄像、拍照、量测、探测设备，进行巡测。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土高坝表面自动巡测设备，其特征在于，所述的控制箱和风扇之间有柔性管包围，共同形成一个空腔，控制箱有通向空腔的管道，分别连接四块底板，底板有孔口，联通4个气垫中心；风扇转动，使空腔及各个气垫环抱区域形成负压，气垫贴合在高坝表面。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土高坝表面自动巡测设备，其特征在于，所述的控制箱挂接在四块底板上，四块底板以及保护支架、导流板、气垫可以相对搓动和变形，每个气垫中间有一个驱动轮；针对拱坝及坝墩等表面为双曲面的情况，所述底板能够变形贴合高坝表面，同时四个驱动轮能够贴合高坝表面；同时，针对大坝表面有沟槽、大裂缝、破损、表面剥落的情况，避免气垫失效坠落。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土高坝表面自动巡测设备，其特征在于，所述的导流板向上凸起，有一定的弧度，用于减小风阻及被风吹落的危险；导流板上贴有有太阳能膜，能转化光能为电能，存储在电源中。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土高坝表面自动巡测设备的方法，其特征在于，使用包括以下方法：

步骤一：架设，操作人员在坝顶高处，架设安全绳，挂接本发明，将本发明贴在近大坝表面，开启设备，同时控制设备移动和巡测；

步骤二：移动，设备可在水平和竖直面移动，通过曲面，底板下的气垫和驱动轮自动贴合表面；

步骤三：回收，安全绳防止本发明坠落损毁，同时用于工作完毕后的迅速回收。