CN112937803A - 一种基于5g通信的桥梁水下检测双目机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，包括机体、底座、动力臂、视频收集部件、通讯部件以及动力部件。通过设置的视频收集部件可以将桥梁的水下部分以视频的形式收集起来，通过动力部件可以驱动机器人在水下进行移动。在第一电机的驱动下，双目摄像机可以旋转以观察水下的各个方位，同时在电动顶块的配合下，可以驱动清洁部件对双目摄像机的镜头进行擦拭，使其在水下可以清晰地收集视频信息。最后通过通讯部件可以将视频信息传输给水上的工作人员，达到远程检测的效果，节省了水下检测成本和提高了检测的效率。

Description

一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人
技术领域
本发明涉及水下机器人领域，更具体的，涉及一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人。
背景技术
随着社会经济的发展，城市发展向好，大量跨江跨海桥梁被建设起来。桥梁在日常使用的过程中需要定期进行维护检修，以确保其车辆能够安全地通行。其中，桥面容易进行监测，但是桥墩深入水中，难以对其进行细致的观察检测。如果为了检测桥梁状况而派出潜水人员潜到水底进行检测需要较高的费用成本，同时检测的效率也不高。
发明内容
为了克服现有技术中桥梁水下检测成本高效率低的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其能代替人工进行水下检测，并且相对人工检测具有更低的使用成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，包括机体、底座、动力臂、视频收集部件、通讯部件以及动力部件。所述底座固定于所述机体的底部，两个以上所述动力臂均匀固定于所述机体的侧壁，每个所述动力臂的末端均固定有所述动力部件。所述视频收集部件包括机座、双目摄像机、电动顶块、第一电机、传动轴、清洁部件。所述机座为圆柱形结构，所述机座转动连接于所述机体的顶部，所述双目摄像机嵌于所述机座的内部，所述清洁部件包括传动臂、弧形板以及擦块，所述弧形板固定于所述传动臂一端的下侧，所述擦块固定于所述弧形板的内侧，所述传动臂位于所述机座的上方，所述擦块与所述双目摄像机贴合，所述第一电机位于所述机体内部，所述传动轴的一端与所述第一电机的动力输出轴连接，所述传动轴的另一端穿过所述机体、所述机座与所述传动臂的另一端固定连接。所述电动顶块固定于所述机座的内顶壁，所述传动轴上开设有固定孔，所述电动顶块与所述固定孔插接配合。所述通讯部件包括处理器与信号发射器，所述信号发射器、所述双目摄像机均与所述处理器电连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述动力部件包括第二电机以及桨叶，所述第二电机固定于所述动力臂的端部，所述桨叶固定于所述第二电机的动力输出端。
在本发明较佳的技术方案中，所述信号发射器包括信号发射模块、绕线轮、通讯线、浮标以及通讯天线。所述信号发射模块设置于所述机体内，所述机体的一侧开设有凹槽，所述绕线轮转动连接于所述绕线轮上，所述通讯线的一端与所述信号发射模块连接，所述通讯线的另一端与所述通讯天线连接，所述通讯天线固定于所述浮标上，所述通讯线绕设于所述绕线轮上。
在本发明较佳的技术方案中，所述基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人还包括安装架，所述安装架由安装板以及两个以上固定于所述安装板底部的安装柱组成，所述机体的顶部开设有两个以上安装孔，两个以上安装孔围绕所述机座设置，所述安装柱与所述安装孔插接配合。
在本发明较佳的技术方案中，所述安装架的顶部固定有紧急上浮部件以及照明灯。
在本发明较佳的技术方案中，所述紧急上浮部件包括气盒、橡胶球、气罐以及阀门，所述气盒上开设有通孔，所述气罐设置于所述气盒内，所述阀门设置于所述气罐的输出口上，所述橡胶球连接有充气管，所述充气管穿过所述通孔与所述气罐的输出口连接。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，通过设置的视频收集部件可以将桥梁的水下部分以视频的形式收集起来，然后通过动力部件可以驱动机器人在水下进行移动。在第一电机的驱动下，双目摄像机可以旋转以观察水下的各个方位，同时在电动顶块的配合下，可以驱动清洁部件对双目摄像机的镜头进行擦拭，使其在水下可以清晰地收集视频信息。最后通过通讯部件可以将视频信息传输给水上的工作人员，达到远程检测的效果，即节省了检测成本又提高了检测的效率。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人的结构示意图；
图2是图1中机座的俯视结构示意图。
图中：
11-机体，12-底座，13-动力臂，14-凹槽，21-机座，22-双目摄像机，23-电动顶块，24-第一电机，25-传动轴，26-传动臂，27-弧形板，28-擦块，29-固定孔，31-第二电机，32-桨叶，41-信号发射模块，42-绕线轮，43-通讯线，44-浮标，45-通讯天线，51-安装板，52-安装柱，6-照明灯，71-气盒，72-气罐，73-阀门，74-橡胶球，75-充气管。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-2所示，实施例中提供了一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，包括机体11、底座12、动力臂13、视频收集部件、通讯部件以及动力部件。底座12固定于机体11的底部，两个以上动力臂13均匀固定于机体11的侧壁，每个动力臂13的末端均固定有动力部件。视频收集部件包括机座21、双目摄像机22、电动顶块23、第一电机24、传动轴25、清洁部件。机座21为圆柱形结构，机座21转动连接于机体11的顶部，双目摄像机22嵌于机座21的内部，清洁部件包括传动臂26、弧形板27以及擦块28，弧形板27固定于传动臂26一端的下侧，擦块28固定于弧形板27的内侧，传动臂26位于机座21的上方，擦块28与双目摄像机22贴合，第一电机24位于机体11内部，传动轴25的一端与第一电机24的动力输出轴连接，传动轴25的另一端穿过机体11、机座21与传动臂26的另一端固定连接。电动顶块23固定于机座21的内顶壁，传动轴25上开设有固定孔29，电动顶块23与固定孔29插接配合。通讯部件包括处理器与信号发射器，信号发射器、双目摄像机22均与处理器电连接。
检测机器人投入水中，在动力部件的驱动下往桥梁的桥墩部位驶去。到达检测部位后，开始调整双目摄像机22的角度，使其对准桥墩。在调节双目摄像机22角度的情况下，电动顶块23处于伸长的状态，电动顶块23的自由端插入传动轴25的固定孔29上，此时机座21跟随着传动轴25转动，第一电机24配置为伺服电机，通过正转或反转带动机座21转动，即带动双目摄像机22进行转动。等双目摄像机22对准桥墩时，第一电机24停止转动，同时电动顶块23的自由端也从固定孔29中抽出，此时机座21并不与传动轴25共轴转动。通过动力部件的驱动，来收集桥梁的视频信息。在水下收集的过程中，水中的杂物有可能会粘附到双目摄像头上，影响视频的拍摄视野。此时第一电机24启动，带着传动臂26转动。传动臂26末端的弧形板27以及弧形板27上的擦块28也随之转动，擦块28对双目摄像机22的镜头进行擦拭，清楚其上面所粘附的杂物，避免摄像的视野受到影响。失去了电动顶块23的连接，在机座21与机体11之间阻尼的作用下，转动轴并不足以带动机座21转动，因此机座21会停留原处并不会转动，使擦块28可以正常地擦拭双目摄像机22。双目摄像机22收集到的视频信息，通过处理器的处理，再经由信号发射器发射到水面工作人员的终端上。本实施例中的处理器为通用的视频处理器，不对其具体型号作详细限定，而信号发射器可以采用5G信号发射器或其他无线通讯芯片。
这样的检测方式避免了潜水员潜水检修的麻烦，同时通过机器人小巧灵活，可以灵活方便地调整位置，提高了检测的效率。
具体地，动力部件包括第二电机31以及桨叶32，第二电机31固定于动力臂13的端部，桨叶32固定于第二电机31的动力输出端。第二电机31带动桨叶32旋转进而实现双目机器人的运行移动，通过不同动力臂13上的第二电机31输出不同的功率，实现机器人的转向以及定向移动。
具体地，信号发射器包括信号发射模块41、绕线轮42、通讯线43、浮标44以及通讯天线45。信号发射模块41设置于机体11内，机体11的一侧开设有凹槽14，绕线轮42转动连接于绕线轮42上，通讯线43的一端与信号发射模块41连接，通讯线43的另一端与通讯天线45连接，通讯天线45固定于浮标44上，通讯线43绕设于绕线轮42上。在水下信号不好时，浮标44浮到水面上，浮标44上的通讯天线45通过通讯线43连接到水下的信号发射模块41，通讯天线45在水面上将信号发射给工作人员，提高信号传输的可靠性。
具体地，基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人还包括安装架，安装架由安装板51以及两个以上固定于安装板51底部的安装柱52组成，机体11的顶部开设有两个以上安装孔，两个以上安装孔围绕机座21设置，安装柱52与安装孔插接配合。安装架上可以架设其他的检测设备，为水下检测提供拓展能力，增强检测能力。
具体地，相邻安装柱52之间固定有玻璃挡板。玻璃挡板可以对机座21提供保护，避免其被水下的鱼类动物所影响。
具体地，安装架的顶部固定有紧急上浮部件以及照明灯6。在水下光照条件不佳的情况下，可以启动照明灯6进行补光，提高双目摄像机22的视频收录效果。
具体地，紧急上浮部件包括气盒71、橡胶球74、气罐72以及阀门73，气盒71上开设有通孔，气罐72设置于气盒71内，阀门73设置于气罐72的输出口上，橡胶球74连接有充气管75，充气管75穿过通孔与气罐72的输出口连接。气罐72内储存有压缩气体，在动力部件发生故障或电量不足的情况下，阀门73打开。气罐72内的压缩气体随即通过充气管75充入橡胶球74内，橡胶球74慢慢地被吹大，其所获得的浮力也越来越大，最终带着机器人上浮到水面。
本实施例的其他技术采用现有技术。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：包括机体(11)、底座(12)、动力臂(13)、视频收集部件、通讯部件以及动力部件；
底座(12)固定于机体(11)的底部，两个以上动力臂(13)均匀固定于机体(11)的侧壁，每个动力臂(13)的末端均固定有动力部件；
视频收集部件包括机座(21)、双目摄像机(22)、电动顶块(23)、第一电机(24)、传动轴(25)以及清洁部件；
机座(21)为圆柱形结构，机座(21)转动连接于机体(11)的顶部，双目摄像机(22)嵌于机座(21)的内部，清洁部件包括传动臂(26)、弧形板(27)以及擦块(28)，弧形板(27)固定于传动臂(26)一端的下侧，擦块(28)固定于弧形板(27)的内侧，传动臂(26)位于机座(21)的上方，擦块(28)与双目摄像机(22)贴合，第一电机(24)位于机体(11)内部，传动轴(25)的一端与第一电机(24)的动力输出轴连接，传动轴(25)的另一端穿过机体(11)、机座(21)与传动臂(26)的另一端固定连接；
电动顶块(23)固定于机座(21)的内顶壁，传动轴(25)上开设有固定孔(29)，电动顶块(23)与固定孔(29)插接配合；
通讯部件包括处理器与信号发射器，信号发射器、双目摄像机(22)均与处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：
所述动力部件包括第二电机(31)以及桨叶(32)，
所述第二电机(31)固定于所述动力臂(13)的端部，所述桨叶(32)固定于所述第二电机(31)的动力输出端。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：
所述信号发射器包括信号发射模块(41)、绕线轮(42)、通讯线(43)、浮标(44)以及通讯天线(45)；
所述信号发射模块(41)设置于所述机体(11)内，所述机体(11)的一侧开设有凹槽(14)，所述绕线轮(42)转动连接于所述绕线轮(42)上，所述通讯线(43)的一端与所述信号发射模块(41)连接，所述通讯线(43)的另一端与所述通讯天线(45)连接，所述通讯天线(45)固定于所述浮标(44)上，所述通讯线(43)绕设于所述绕线轮(42)上。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：
还包括安装架，所述安装架由安装板(51)以及两个以上固定于所述安装板(51)底部的安装柱(52)组成，所述机体(11)的顶部开设有两个以上安装孔，两个以上安装孔围绕所述机座(21)设置，所述安装柱(52)与所述安装孔插接配合。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：
所述安装架的顶部固定有紧急上浮部件以及照明灯(6)。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的桥梁水下检测双目机器人，其特征在于：
所述紧急上浮部件包括气盒(71)、橡胶球(74)、气罐(72)以及阀门(73)，所述气盒(71)上开设有通孔，所述气罐(72)设置于所述气盒(71)内，所述阀门(73)设置于所述气罐(72)的输出口上，所述橡胶球(74)连接有充气管(75)，所述充气管(75)穿过所述通孔与所述气罐(72)的输出口连接。
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