CN110388567B - 一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置及其方法，属于水下船舶清洗器械技术领域。它解决了现有水下清洗机器人的高压水管发生漏水时难以发现的问题。本发明包括外护套以及设置于外护套上的锁紧机构、压力传感器、推进机构、电源以及控制单元，锁紧机构分别连接在外护套的首尾两端，外护套内径大于高压水管的外径，且可沿高压水管长度方向自由滑行，压力传感器设置于外护套内侧，用于检测高压水管的压力变化，控制单元与锁紧机构、电源、推进机构、压力传感器连接，控制单元还与水下机器人通信连接，电源还分别与锁紧机构、推进机构以及压力传感器电连接。本发明具有方便高效、稳定可靠、减少对水下机器人工作影响的优点。

Description

一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置及其方法
技术领域
本发明属于水下船舶清洗器械技术领域，特别涉及一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置及其方法。
背景技术
在水下船舶清洗技术领域，高压空化射流水技术具有广泛的应用，尤其是与水下机器人相结合，能够实现高效、长时间的水下清洗作业。
然而通常高压水泵系统都是位于岸上或者船上，水泵发出的高压水通过高压水管连接到水下清洗机器人，再由清洗盘转化为高压空化射流水，喷射到船舶表面，达到清洗船舶的目的。如果高压水管某处破损，将导致传递到水下清洗机器人处的水压降低，影响清洗的效果，如果破损加剧，可能会导致水下清洗机器人无法完成清洗作业。
在水下清洗机器人入水前，对系统进行岸上测试，如果水管漏水可以发现，则更换水管可以解决；但是如果水管破损发生在水中，划伤或是自然老化导致，则难以发现，影响清洗作业效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置及其方法。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，包括外护套以及设置于外护套上的锁紧机构、压力传感器、推进机构、电源以及控制单元，所述的锁紧机构分别连接在外护套的首尾两端，所述的外护套内径大于高压水管的外径，所述的外护套可沿高压水管长度方向自由滑行，所述的压力传感器设置于外护套内侧，压力传感器用于检测高压水管的压力变化，所述的控制单元与锁紧机构、电源、推进机构、压力传感器连接，控制单元还与水下机器人通信连接，所述的电源还分别与锁紧机构、推进机构以及压力传感器电连接。
本发明的工作原理：运行时，控制单元收到水下清洗机器人的释放指令后，控制单元控制电源给锁紧机构通电，使得锁紧机构处于松开状态，此时锁紧机构的内径大于高压水管的外径，控制单元控制推进机构启动，使得外护套能够沿高压水管长度方向滑行，压力传感器实时监测高压水管的压力变化，并实时反馈给控制单元，当压力传感器检测到压力信号增大时，即此处存在漏水现象发生，此时控制单元立即关闭推动机构，停止滑行，同时给锁紧机构断电，使得锁紧机构扣紧高压水管，外护套正好能够遮挡住漏水处，完成漏水处的补漏工作。采用上述结构的设置，能够快速有效地对高压水管进行漏洞检测与处置，减少对水下清洗机器人的工作影响，保证清洗效果。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的锁紧机构包括防水外壳以及安装于防水外壳内的若干磁性锁紧环、若干伸缩支撑轴、电磁圈、若干弹簧，所述的磁性锁紧环安装于伸缩支撑轴上，磁性锁紧环可沿伸缩支撑轴长度方向做往复运动，所述的电磁圈位于磁性锁紧环外圈，所述的弹簧位于磁性锁紧环和电磁圈之间并安装在伸缩支撑轴上，当电磁圈通电时，电磁圈能够吸引磁性锁紧环往外圈移动，当电磁圈断电时，弹簧使磁性锁紧环复位，从而实现对高压水管的松开和夹紧。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的磁性锁紧环数量至少为2个，所述的伸缩支撑轴以及弹簧的数量和磁性锁紧环的数量一致。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的外护套由防水耐压非金属金属材料制成。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的外护套外表面还设有驱动安装支架，所述的驱动安装支架上设有若干绕外护套圆周方向均匀设置的安装板，安装板用于安装推进机构。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的驱动安装支架上还设有水流通孔，水流通孔用于减少阻力。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的推进机构包括推进电机和推进螺旋桨，所述的推进电机安装于驱动安装支架的安装板上并与电源和控制单元连接，所述的推进螺旋桨安装于推进电机上，推进螺旋桨用于旋转推进外护套。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的压力传感器采用环形或者带状结构，压力传感器使用嵌入式安装方式安装在外护套的内表面，安装位置位于外护套长度方向的正中间。
在上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置中，所述的外护套两端还设有柔性密封圈，所述的柔性密封圈能够被锁紧机构压紧从而密封外护套的两端开口。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：
一种用于水下机器人的漏洞检测与处置方法，包括上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：启动水下清洗机器人，接收预设的高压泵站工作压力P，高压水管长度L；
S2：检测高压水管末端的压力值P1；
S3：如果压力值P1小于P-L/100-1，说明高压水管某处存在漏水，否则继续检测高压水管末端压力值；
S4：如果高压水管存在漏水则释放漏洞检测与处置装置；
S5：控制单元控制电源给锁紧机构供电，使得锁紧机构内径大于高压水管外径；
S6：控制单元控制电源给推进机构供电，推进机构运行推动漏洞检测与处置装置；
S7：压力传感器实时地采集高压水管的压力值，并实时反馈给控制单元；
S8：当压力传感器检测到压力值增大时，控制单元控制推进机构停止工作，压力传感器持续检测此处压力值，如果压力值持续保持较高数值，则可以判断此处为漏水处；
S9：控制单元控制电源给锁紧机构断电，锁紧机构锁紧高压水管，外护套封堵住高压水管的漏水处。
本发明的优点有：本发明具有方便高效、稳定可靠、减少对水下机器人工作影响的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的另一角度示意图；
图3是本发明内部结构示意图；
图4是本发明锁紧机构结构示意图；
图中，1、外护套；2、锁紧机构；3、压力传感器；4、推进机构；5、电源；6、控制单元；7、防水外壳；8、磁性锁紧环；9、伸缩支撑轴；10、电磁圈；11、弹簧；12、驱动安装支架；13、安装板；14、水流通孔；15、推进电机；16、推进螺旋桨；17、柔性密封圈。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-4所示，本用于水下机器人的漏洞检测与处置装置包括外护套1以及设置于外护套1上的锁紧机构2、压力传感器3、推进机构4、电源5以及控制单元6，锁紧机构2分别连接在外护套1的首尾两端，外护套1内径大于高压水管的外径，且可沿高压水管长度方向自由滑行，压力传感器3设置于外护套1内侧，用于检测高压水管的压力变化，控制单元6与锁紧机构2、电源5、推进机构4、压力传感器3连接，控制单元6还与水下机器人通信连接，电源5还分别与锁紧机构2、推进机构4以及压力传感器3电连接。
进一步细说，锁紧机构2包括防水外壳7以及安装于防水外壳7内的若干磁性锁紧环8、若干伸缩支撑轴9、电磁圈10、若干弹簧11，磁性锁紧环8安装于伸缩支撑轴9上，可沿伸缩支撑轴9长度方向做往复运动，电磁圈10位于磁性锁紧环8外圈，弹簧11位于磁性锁紧环8和电磁圈10之间并安装在伸缩支撑轴9上，当电磁圈10通电时，电磁圈10能够吸引磁性锁紧环8往外圈移动，当电磁圈10断电时，弹簧11使磁性锁紧环8复位，从而实现对高压水管的松开和夹紧。稳定可靠，锁紧机构2的主要动作是扩张与收紧，扩张与收紧的程度可以由控制单元6通过施加的电压调节，电压越大，扩张越大。
进一步细说，为了能够有效地夹紧高压水管，磁性锁紧环8数量至少为2个，伸缩支撑轴9以及弹簧11的数量和磁性锁紧环8的数量一致。
进一步细说，为了保证外护套1能够有效堵住漏水处，外护套1由防水耐压非金属金属材料制成。材料优选为聚乙烯。
进一步细说，为了方便推进机构4的安装，同时使本装置能够滑行得更加稳定，减少受力不均匀时与高压水管摩擦减慢运行速度，外护套1外表面还设有驱动安装支架12，驱动安装支架12上设有若干绕外护套1圆周方向均匀设置的安装板13，用于安装推进机构4。
进一步细说，驱动安装支架12上还设有水流通孔14，用于减少阻力。
进一步细说，推进机构4包括推进电机15和推进螺旋桨16，推进电机15安装于驱动安装支架12的安装板13上并与电源5和控制单元6连接，推进螺旋桨16安装于推进电机15上，用于旋转推进外护套1。
进一步细说，压力传感器3采用环形或者带状结构，使用嵌入式安装方式，安装在外护套1的内表面，位置位于外护套1长度方向的正中间。压力传感器3为市面上常见的类型，压力传感器3主要作用是感知压力的变化。
进一步细说，为了保证锁紧机构2锁紧时不发生漏水，外护套1两端还设有柔性密封圈17，柔性密封圈17能够被锁紧机构2压紧从而密封外护套1的两端开口。柔性密封圈17优选为橡胶材质。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：
一种用于水下机器人的漏洞检测与处置方法，包括上述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，包括以下步骤：
S1：启动水下清洗机器人，接收预设的高压泵站工作压力P；
S2：检测高压水管末端的压力值P1；
S3：如果压力值P1小于P-L/100-1，说明高压水管某处存在漏水，否则继续检测高压水管末端压力值；其中L为高压水管长度。
S4：如果高压水管存在漏水则释放漏洞检测与处置装置；
S5：控制单元6控制电源5给锁紧机构2供电，使得锁紧机构2内径大于高压水管外径；
S6：控制单元6控制电源5给推进机构4供电，推进机构4运行推动漏洞检测与处置装置；
S7：压力传感器3实时地采集高压水管的压力值，并实时反馈给控制单元6；
S8：当压力传感器3检测到压力值增大时，控制单元6控制推进机构4停止工作，压力传感器3持续检测此处压力值，如果压力值持续保持较高数值，则可以判断此处为漏水处；
S9：控制单元6控制电源5给锁紧机构2断电，锁紧机构2锁紧高压水管，外护套1封堵住高压水管的漏水处。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了外护套1、锁紧机构2、压力传感器3、推进机构4、电源5、控制单元6、防水外壳7、磁性锁紧环8、伸缩支撑轴9、电磁圈10、弹簧11、驱动安装支架12、安装板13、水流通孔14、推进电机15、推进螺旋桨16、柔性密封圈17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，包括外护套(1)以及设置于外护套(1)上的锁紧机构(2)、压力传感器(3)、推进机构(4)、电源(5)以及控制单元(6)，所述的锁紧机构(2)分别连接在外护套(1)的首尾两端，所述的外护套(1)内径大于高压水管的外径，外护套(1)可沿高压水管长度方向自由滑行，所述的压力传感器(3)设置于外护套(1)内侧，压力传感器(3)用于检测高压水管的压力变化，所述的控制单元(6)与锁紧机构(2)、电源(5)、推进机构(4)、压力传感器(3)连接，所述的控制单元(6)还与水下机器人通信连接，所述的电源(5)还分别与锁紧机构(2)、推进机构(4)以及压力传感器(3)电连接；
所述的锁紧机构(2)包括防水外壳(7)以及安装于防水外壳(7)内的若干磁性锁紧环(8)、若干伸缩支撑轴(9)、电磁圈(10)、若干弹簧(11)，所述的磁性锁紧环(8)安装于伸缩支撑轴(9)上，磁性锁紧环(8)可沿伸缩支撑轴(9)长度方向做往复运动，所述的电磁圈(10)位于磁性锁紧环(8)外圈，所述的弹簧(11)位于磁性锁紧环(8)和电磁圈(10)之间并安装在伸缩支撑轴(9)上，当电磁圈(10)通电时，电磁圈(10)能够吸引磁性锁紧环(8)往外圈移动，当电磁圈(10)断电时，弹簧(11)使磁性锁紧环(8)复位，从而实现对高压水管的松开和夹紧；
所述的外护套(1)两端还设有柔性密封圈(17)，所述的柔性密封圈(17)能够被锁紧机构(2)压紧从而密封外护套(1)的两端开口。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，所述的外护套(1)由防水耐压非金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，所述的外护套(1)外表面还设有驱动安装支架(12)，所述的驱动安装支架(12)上设有若干绕外护套(1)圆周方向均匀设置的安装板(13)，安装板(13)用于安装推进机构(4)。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，所述的驱动安装支架(12)上还设有水流通孔(14)，水流通孔(14)用于减少阻力。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，所述的推进机构(4)包括推进电机(15)和推进螺旋桨(16)，所述的推进电机(15)安装于驱动安装支架(12)的安装板(13)上并与电源(5)和控制单元(6)连接，所述的推进螺旋桨(16)安装于推进电机(15)上，推进螺旋桨(16)用于旋转推进外护套(1)。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，所述的压力传感器(3)采用环形或者带状结构，压力传感器(3)使用嵌入式安装方式安装在外护套(1)的内表面，安装位置位于外护套(1)长度方向的正中间。
7.一种用于水下机器人的漏洞检测与处置方法，包括权利要求1-6任一项所述的一种用于水下机器人的漏洞检测与处置装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：启动水下清洗机器人，接收预设的高压泵站工作压力P，高压水管长度L；
S2：检测高压水管末端的压力值P1；
S3：如果压力值P1小于P-L/100-1，说明高压水管某处存在漏水，否则继续检测高压水管末端压力值；
S4：如果高压水管存在漏水则释放漏洞检测与处置装置；
S5：控制单元(6)控制电源(5)给锁紧机构(2)供电，使得锁紧机构(2)内径大于高压水管外径；
S6：控制单元(6)控制电源(5)给推进机构(4)供电，推进机构(4)运行推动漏洞检测与处置装置；
S7：压力传感器(3)实时地采集高压水管的压力值，并实时反馈给控制单元(6)；
S8：当压力传感器(3)检测到压力值增大时，控制单元(6)控制推进机构(4)停止工作，压力传感器(3)持续检测此处压力值，如果压力值持续保持较高数值，则可以判断此处为漏水处；
S9：控制单元(6)控制电源(5)给锁紧机构(2)断电，锁紧机构(2)锁紧高压水管，外护套(1)封堵住高压水管的漏水处。
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