CN117163260A - 一种新型履带式水下检测机器人及其控制方法 - Google Patents

一种新型履带式水下检测机器人及其控制方法 Download PDF

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CN117163260A CN202311372984.1A CN202311372984A CN117163260A CN 117163260 A CN117163260 A CN 117163260A CN 202311372984 A CN202311372984 A CN 202311372984A CN 117163260 A CN117163260 A CN 117163260A
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吕志忠
康亚威
张俊新
刘嘉威
吴勋
李林朋
刘裕康
文浩
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Abstract

本发明涉及了一种新型履带式水下检测机器人及其控制方法,通过包括水下推进机构、履带夹角调节机构、履带吸盘行走吸附机构、履带从动轮张紧机构等来实现,相较于传统的使用真空气源设备的方式,本发明利用水下推进装置和履带式吸盘的杠杆原理相结合的方式,使机器人能够稳定地吸附在工作表面上并进行连续可靠的运动,完成检测需求;此外,本发明通过调节两个履带之间夹角的夹角来适应不同结构表面的检测需求。同时,本发明的机器人还可以搭载清洗设备、机械手等其他功能模块,形成具有多功能用途水下机器人。本发明的特点包括结构简单、检测效率高、适用范围更广以及工程实用性更强等,具有一定的推广使用价值。

Description

一种新型履带式水下检测机器人及其控制方法
技术领域
本发明属于机器人领域,具体涉及一种新型履带式水下检测机器人及其控制方法。
背景技术
传统的水下作业主要依赖潜水员进行,但存在一定的局限性。潜水员需要背负庞大的潜水设备,在水下作业时间、空间均受限,且在深水区域、湍流和暗流等复杂环境下,人工作业的效率低且无法保证作业精度。更重要的是,这种方式存在较大的安全隐患,对人的生命构成威胁。随着机器人技术和自动化的普及,水下机器人的作业需求越来越多,积极发展水下机器人技术替代现有的人工水下作业已成为大势所趋。
随着我国公路、铁路等基础建设的快速发展,许多道路和桥梁的桥墩需要建设在水下,随着流水的冲刷,桥墩损坏程度也会不同,而水下道路桥墩的检测成为维护和管理桥梁安全的重要任务。目前,水下道路桥墩的检测主要采用以下几种方法:
1)潜水员检测:通过潜水员下水后采用目视检查、触摸检测和拍摄记录等进行人工检测,也有使用特殊设备对桥墩进行检查等。然而,这种方法费时费力且存在安全风险。
2)水下机器人:利用遥控水下机器人进行桥墩检测,可以通过实时视频监视和其他传感器收集数据,提供高清图像和视频以及定量评估桥墩的损坏程度。这种方法能够减少人工潜水的风险,并提高检测效率。
目前的水下机器人均为水下作业设计,在检测时,水流速度对机器人的稳定性影响较大,对小的裂纹或损坏较小的结构检测时,精度无法满足要求,本发明的水下检测机器人主要针对桥墩或立柱等水下建筑结构进行检测,可有效使水下机器人在检测时能够稳定可靠的完成检测任务,达到检测要求,其广泛应用具有非常重要的意义。
水下机器人的应用可以确保从业人员的生命安全,减少水下作业人员的伤亡,并显著提高作业效率;它能够更加可靠地完成各种水下检测任务。使用水下机器人可以避免潜水员承受沉重的装备负担以及水下作业时间受限的问题。同时,水下机器人还能够适应复杂的水下环境,确保作业的准确性和效率。
鉴于上述,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是针对现有的水下建筑物的检测,提供一种新型履带式水下检测机器人结构,采用水下推进器和电机驱动履带吸盘及履带夹角调节机构相结合,可用于水下多种建筑结构的检测工作,代替人工作业,降低检测成本,提高检测效率。
为达成上述目的,本发明的的技术方案是:
一种新型履带式水下检测机器人,由水下推进机构、履带夹角调节机构、履带吸盘行走吸附机构、履带从动轮张紧机构组成;其中,水下推进机构包括探照灯、水平推进器固定板、防护架、左机架、水下推进器、摄像头导流罩、密封舱固定架、密封舱、右机架、密封舱后盖,所述探照灯安装在左机架和右机架上;所述水平推进器固定板固定在左机架和右机架的内侧上成矢量对称分布;所述防护架安装在左机架和右机架的外侧上;所述水下推进器垂直安装在左机架和右机架的外侧上;所述水下推进器相对中线左右各偏转45°位置安装,水平推进器在固定板下端呈矢量环形布置;所述摄像头导流罩安装在密封舱的前端;所述密封舱后盖安装在密封舱的后端;所述密封舱固定在密封舱固定架上;所述密封舱固定架与水平推进器固定板连接固定在左机架和右机架之间。
所述履带夹角调节机构包括固定杆、支撑杆、转动杆、调节电机、电机固定板、“L”型连接杆、连杆;所述履带夹角调节机构通过固定杆安装在水下推进机构的下端;所述固定杆安装在水下推进机构的左机架和右机架之间上;所述电机固定板安装在固定杆之间;所述调节电机固定在电机固定板中间位置上;所述“L”型连接杆通过支撑杆安装在固定杆之间,呈左右对称分布;所述连杆中间与调节电机轴连接,两端与转动杆中间位置连接;所述转动杆安装在“L”型连接杆之间且可以灵活转动;通过控制调节电机带动连杆转动,从而带动“L”型连接杆绕着支撑杆向内侧转动一定角度,达到调节两条履带的夹角,以适应建筑结构完成吸附功能,实现行走的目的。
所述履带吸盘行走吸附机构呈左右对称分布且结构一样,包括内侧板、外侧板、驱动电机、履带、履带从动轮、轴承、轴承座、从动轮轴、履带压板、固定架、履带主动轮、主动轮轴、吸盘;所述履带吸盘行走吸附机构与“L”型连接杆固定连接安装在履带夹角调节机构上,呈左右对称分布且结构相同;所述内侧板和外侧板安装在固定架两侧;所述驱动电机与主动轮轴连接固定在内侧板上;所述主动轮轴安装在履带主动轮轴孔中,通过电机驱动履带主动轮带动机器人行走;所述轴承固定在轴承座内安装在履带从动轮轴孔的两端,所述履带从动轮安装在从动轮轴上;所述从动轮轴安装在张紧固定块中,张紧固定块安装在内侧板或外侧板上的槽口中;所述履带压板安装在内侧板和外侧板之间;所述吸盘呈等距排列安装在履带的中间线位置上;所述履带安装在履带从动轮和履带主动轮上且履带与履带从动轮和履带主动轮上的齿形完全啮合。
所述履带从动轮张紧机构包括张紧固定块、张紧杆、张紧杆固定块、螺母;所述履带从动轮张紧机构通过张紧固定块和张紧杆固定块固定在履带吸盘行走吸附机构的内侧板或外侧板的外侧尾端上,且内外两侧呈对称分布;所述张紧固定块的中间孔与从动轮轴连接固定在内侧板和外侧板的外侧上;所述张紧杆固定块安装在内侧板和外侧板的外侧上;所述张紧杆的螺纹端安装在张紧杆固定块的孔中,另一端与从动轮轴连接;所述螺母安装在张紧杆上且分布在张紧杆固定块的两侧,同时安装在从动轮轴上,通过调节螺母的位置起到张紧和紧固的作用。
所述机器人还包括控制系统及通讯电缆,所述通讯电缆用于连接机器人与所述岸上控制设备;所述岸上控制设备包括控制系统、显示器、电源等。
根据本发明的另一面,提供了一种用于水下部分结构检测的机器人的控制方法,所述控制方法包括:
S10、机器人完成衡重和自检后与岸上电脑遥控设备连接,电脑遥控设备用于控制机器人执行预设的各项动作;
S20、将机器人放置需要检测结构的附近岸边,启动机器人,利用履带驱动电机(303)驱动机器人移动到水中,再启动水下推进器(105)将机器人推送到被检测结构附近位置,通过岸上的支持设备(600)控制机器人的控制系统(500),调整机器人位置,将摄像头导流罩(106)对准被检测结构,利用水下推进器(105)对机器人姿态进行调整,使机器人能够前进、后退、转向、俯仰、翻转和升沉运动等多姿进行巡检作业;
S30、控制调节水下推进器(105)工作,控制机器人靠近待检测结构,结合水域情况选择最合适的检测位置保持;
S40、控制履带夹角调节机构(200)工作,控制调节电机(204)带动连杆(207)转动,通过转动杆(203)带动“L”型连接杆(206)向内侧或外侧转动,从而改变左右两侧的履带夹角调节机构(200)之间的夹角,使履带吸附面自适应待检测结构表面的角度,再控制调节水下推进器(105)协同工作,施加与履带吸附面垂直的推力,推力下通过履带压板(309)使履带吸附面吸附在待测结构表面,使机器人稳定工作,实施近距离检测;
S50、控制履带吸盘行走吸附机构(300)工作,控制驱动电机(303)驱动履带前后运动,在待测结构表面边行走边检测,通过安装在摄像头导流罩(106)中云台摄像头或声纳等传感器完成检测结构的表面信息采集,采集的信息传输到岸上显示设备,经处理拼接后输出实时图像;
S60、机器人脱离吸附工作,控制调节水下推进器(105)协同工作,使履带吸盘脱离检测结构表面,通过调节水下推进器(105)改变机器人姿态,使机器人处于悬浮运动,若仍需要检测,则进入动作S50,若不需要,则进入步骤S70;
S70、检测完毕后控制调节水下推进器(105)将机器人移动到下一个待检测结构位置;进入动作S50,若全部检测完毕,进入步骤S80;
S80、检测完毕后,控制调节水下推进器(105),使机器人移动到附近岸边,再控制驱动电机(303)驱动机器人爬上岸或人工打捞上岸,清洗保养后收机。
本发明至少具有以下有益效果:
本发明采用水下推进器矢量环形布置的方式,配备检测装置,可以实施多方位对水下结构进行巡检工作。
本发明采用履带吸盘式吸附装置,可以使机器人稳定可靠的吸附在待检测结构表面,可以实施对待检测结构定点检测,可以实施对待检测结构进行近距离监测和检测。
本发明采用履带行走机构,通过驱动履带可以使机器人在水底行走,可以实施对水底的检测和监测。
本发明采用履带夹角调节机构,通过控制履带夹角调节机构工作,改变左右两侧的履带夹角调节机构之间的夹角,使其自适应待检测结构表面的角度,既可以对平面结构进行检测,也可以对圆柱型结构或其他结构的物体进行检测,具有结构表面角度自适应装置,机器人自适应能力强,检测范围更广。
本发明采用透明的导流罩,云台摄像头,搭配水下探照灯补光的技术方案(采用纯声纳测量时,不需要补光技术),可以实现不同水域下的结构检测,在水域条件较差、水体比较浑浊的环境下,可以通过调节摄像头的焦距,改变导流罩与待检测结构之间的距离以及打开探照灯补光的方式,较好的解决水体浑浊工况下摄像头拍摄清晰度不足的问题,或者利用声纳传感器进行检测,也可利用摄像头与声纳相结合方式进行检测。
本发明采用履带吸盘实现行走和吸附,通过控制驱动电机的正反转可以实现机器人沿着待测结构表面上下运动或前后运动,增加了机器人检测时运动的稳定性,提高了机器人的检测效率。
本发明采用开架式结构,可以搭载清洗装置、机械手抓取装置等附加设备,具有安装空间大、安装适应性强、安装方便等特点。
本发明具有体积小、重量轻、能够适应不同的水下检测及水下作业要求,满足不同水下检测作业的需求,检测效率高等优点。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的机器人立体图;
图2是根据本发明一实施例的机器人的俯视图(含水下推进机构);
图3是根据本发明一实施例的机器人履带夹角调节机构的立体图;
图4是根据本发明一实施例的机器人履带夹角调节机构的主视图;
图5是根据本发明一实施例的机器人履带吸盘行走吸附机构的俯视图;
图6是根据本发明一实施例的机器人履带吸盘行走吸附机构的内部结构立体图;
图7是根据本发明一实施例的机器人履带从动轮张紧机构的俯视图;
图8是根据本发明一实施例的机器人履带从动轮张紧机构的主视图。
实施方式
下面结合附图对本发明进行清晰完整的描述,所描述的内容仅作为本发明的实施例,不作为对本发明的限定。
参见附图1一种新型履带式水下检测机器人,包括水下推进机构(100)、履带夹角调节机构(200)、履带吸盘行走吸附机构(300)、履带从动轮张紧机构(400)、控制系统(500)(图中没画出)以及岸上的支持设备(600)(图中没画出)。
所述履带夹角调节机构(200)通过固定杆(201)安装在水下推进机构(100)的下端;所述履带吸盘行走吸附机构(300)通过“L”型连接杆(206)与履带夹角调节机构(200)连接;所述履带从动轮张紧机构(400)通过张紧固定块(401)和张紧杆固定块(403)固定在履带吸盘行走吸附机构(300)的内侧板(301)和外侧板(302)的外侧尾端上;所述控制系统(500)包含机器人控制系统、检测装置等安装在水下推进机构(100)的密封舱(108)中,用于机器人的运动控制及检测记录;所述岸上的支持设备(600)主要用于水下机器人的运动控制及检测数据查看的装置。
参见附图2,所述水下推进机构(100)包括探照灯(101)、水平推进器固定板(102)、防护架(103)、左机架(104)、水下推进器(105)、摄像头导流罩(106)、密封舱固定架(107)、密封舱(108)、右机架(109)、密封舱后盖(110),所述多个探照灯(101)安装在左机架(104)和右机架(109)上;所述多个水平推进器固定板(102)固定在左机架(104)和右机架(109)内侧上成矢量对称分布;所述防护架(103)安装在左机架(104)和右机架(109)外侧上;所述多个水下推进器(105)垂直安装在左机架(104)和右机架(109)外侧上;所述多个水下推进器(105)相对中线左右各偏转45度位置安装在水平推进器固定板(102)下端呈矢量环形布置;所述摄像头导流罩(106)安装在密封舱(108)的前端;所述密封舱后盖(110)安装在密封舱(108)的后端;所述密封舱(108)固定在密封舱固定架(107)上;所述密封舱固定架(107)与水平推进器固定板(102)连接固定在左机架(104)和右机架(109)之间。
优选地,采用水下推进器矢量环形布置的方式,配备检测装置,可以实施多方位对水下结构进行检测工作。采用透明的摄像头导流罩(106)安装云台摄像头搭配水下探照灯(101)补光的技术方案,可以实现不同水域下的结构检测,在水域条件较差、水体比较浑浊的环境下,可以通过调节摄像头的焦距或者改变水下机器人与待检测结构之间的距离以及打开探照灯(101)补光的方式,解决水体浑浊工况下摄像头拍摄清晰度不足的问题,也可通过声纳传感器实现检测。
参见附图3和图4,所述履带夹角调节机构(200)包括固定杆(201)、支撑杆(202)、转动杆(203)、调节电机(204)、电机固定板(205)、“L”型连接杆(206)、连杆(207),所述固定杆(201)安装在水下推进机构(100)的左机架(104)和右机架(109)之间上;所述电机固定板(205)安装在固定杆(201)之间;所述调节电机(204)固定在电机固定板(205)中间位置上;所述“L”型连接杆(206)通过支撑杆(202)安装在两个固定杆(201)之间,呈左右对称分布;所述连杆(207)中间与调节电机(204)轴连接,两端与转动杆(203)中间位置连接;所述转动杆(203)安装在两个“L”型连接杆(206)之间且可以灵活转动。
优选地,当待检测结构由平面结构变成圆柱体表面结构时,机器人通过控制履带夹角调节机构(200)工作,当调节电机(204)转动时,带动连杆(207)运动,通过转动杆(203)带动“L”型连接杆(206)向内侧转动,从而改变左右两侧的履带吸盘行走吸附机构(300)之间的夹角,使其自适应待检测结构表面的角度,使机器人可靠的吸附在待检测结构的表面,提高机器人工作时的稳定性。
参见附图5和图6,所述履带吸盘行走吸附机构(300)呈左右对称分布且结构相同,包括内侧板(301)、外侧板(302)、驱动电机(303)、履带(304)、履带从动轮(305)、轴承(306)、轴承座(307)、从动轮轴(308)、履带压板(309)、固定架(310)、履带主动轮(311)、主动轮轴(312)、吸盘(313),所述履带吸盘行走吸附机构(300)与两个“L”型连接杆(206)固定连接安装在履带夹角调节机构(200)上,呈左右对称分布;所述内侧板(301)和外侧板(302)安装在固定架(310)两侧;所述驱动电机(303)与主动轮轴(312)连接固定在内侧板(301)上;所述主动轮轴(312)安装在履带主动轮(311)轴孔中,通过驱动电机(303)驱动履带主动轮(311)带动机器人行走;所述轴承(306)固定在轴承座(307)内,安装在履带从动轮(305)轴孔的两端,所述履带从动轮(305)安装在从动轮轴(308)上;所述从动轮轴(308)安装张紧固定块(401)上,张紧固定块(401)安装在内侧板(301)和外侧板(302)上的槽口中;所述履带压板(309)安装在内侧板(301)和外侧板(302)之间;所述吸盘(313)呈等距排列安装在履带(304)的中间线位置上;所述履带(304)安装在履带从动轮(305)和履带主动轮(311)上且履带(304)与履带从动轮(305)和履带主动轮(311)上的齿形完全啮合。
优选地,所述履带压板(309)安装在内侧板(301)和外侧板(302)之间,当机器人需要吸附在待测结构表面实施近距离检测时,通过控制调节水下推进器(105)协同工作,垂直于履带面施加推力,在履带压板(309)的作用下,将吸盘中的水排除,使吸盘吸附在待测结构表面。
优选地,机器人吸附在结构表面需要移动检测作业时,通过控制履带驱动电机(303)的正反转可以实现机器人沿着待测结构表面运动,直至检测完毕。
参见附图7和图8,所述履带从动轮张紧机构(400)包括张紧固定块(401)、张紧杆(402)、张紧杆固定块(403)、螺母(404),所述履带从动轮张紧机构(400)通过张紧固定块(401)和张紧杆固定块(403)固定在履带吸盘行走吸附机构(300)的内侧板(301)或外侧板(302)的外侧尾端上。所述张紧固定块(401)的中间孔与从动轮轴(308)连接固定在内侧板(301)或外侧板(302)的外侧尾端上;所述张紧杆固定块(403)安装在内侧板(301)或外侧板(302)的外侧上;所述张紧杆(402)的螺纹端安装在张紧杆固定块(403)中,轴孔端与从动轮轴(308)连接;所述螺母(404)安装在张紧杆(402)上且分布在张紧杆固定块(403)的两侧,安装在从动轮轴(308)上,起到张紧和紧固的作用。
如图1、2所示,四只所述水下推进器(105)分别安装在机器人的水平推进器固定板(102)下方位置、相对中线左右各偏转45°位置,四只所述水下推进器(105)分别垂直安装在机器人的左机架(104)和右机架(109)上,通过调节八只水下推进器(105)的推力大小即可实现对机器人运动方向的控制。
一种新型履带式水下检测机器人控制方法,该控制方法涉及一种新型履带式水下检测机器人,该控制方法包含控制系统(500)(图中没画出)以及岸上的支持设备(600),以实现机器人靠近检测结构、结构检测及机器人返回,其包括以下步骤:
S10、机器人完成衡重和自检后与岸上电脑遥控设备连接,电脑遥控设备用于控制机器人执行预设的各项动作;
S20、将机器人放置需要检测结构的附近岸边,启动机器人,利用履带驱动电机(303)驱动机器人移动到水中,再启动水下推进器(105)将机器人推送到被检测结构附近位置,通过岸上的支持设备(600)控制机器人的控制系统(500),调整机器人位置,将摄像头导流罩(106)对准被检测结构,利用水下推进器(105)对机器人姿态进行调整,使机器人能够前进、后退、转向、俯仰、翻转和升沉运动等多姿进行巡检作业;
S30、控制调节水下推进器(105)工作,控制机器人靠近待检测结构,结合水域情况和摄像机的焦距,选择最合适的检测位置保持;
S40、控制履带夹角调节机构(200)工作,控制调节电机(204)带动连杆(207)转动,通过转动杆(203)带动“L”型连接杆(206)向内侧或外侧转动,从而改变左右两侧的履带夹角调节机构(200)之间的夹角,使履带吸附面自适应待检测结构表面的角度,再控制调节水下推进器(105)协同工作,施加与履带吸附面垂直的推力,推力下通过履带压板(309)使履带吸附面吸附在待测结构表面,使机器人稳定工作,实施近距离检测;
S50、控制履带吸盘行走吸附机构(300)工作,控制驱动电机(303)驱动履带前后运动,在待测结构表面边行走边检测,通过安装在摄像头导流罩(106)中云台摄像头或声纳等传感器完成检测结构的信息采集,采集的信息传输到岸上显示设备,经处理拼接后输出实时图像;
S60、机器人脱离吸附工作,控制调节水下推进器(105)协同工作,使履带吸盘脱离检测结构表面,通过调节水下推进器(105)改变机器人姿态,使机器人处于悬浮运动,若仍需要检测,则进入动作S50,若不需要,则进入步骤S70;
S70、检测完毕后控制调节水下推进器(105)将机器人移动到下一个待检测结构位置;进入动作S50,若全部检测完毕,进入步骤S80;
S80、检测完毕后,控制调节水下推进器(105),使机器人游动到附近岸边,再控制驱动电机(303)驱动机器人爬上岸或人工打捞上岸,清洗保养后收机。
以上所述内容为本发明专利最优实施例而已,并不用于限制本发明专利,凡在本发明专利的原理和精神范围之内做的修改、替换、变型或者改进等,均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型履带式水下检测机器人,其特征在于:包括水下推进机构(100)、履带夹角调节机构(200)、履带吸盘行走吸附机构(300)、履带从动轮张紧机构(400);其中,水下推进机构(100)包括探照灯(101)、水平推进器固定板(102)、防护架(103)、左机架(104)、水下推进器(105)、摄像头导流罩(106)、密封舱固定架(107)、密封舱(108)、右机架(109)、密封舱后盖(110),履带夹角调节机构(200)包括固定杆(201)、支撑杆(202)、转动杆(203)、调节电机(204)、电机固定板(205)、“L”型连接杆(206)、连杆(207),履带吸盘行走吸附机构(300)呈左右对称分布且结构相同,包括内侧板(301)、外侧板(302)、驱动电机(303)、履带(304)、履带从动轮(305)、轴承(306)、轴承座(307)、从动轮轴(308)、履带压板(309)、固定架(310)、履带主动轮(311)、主动轮轴(312)、吸盘(313),履带从动轮张紧机构(400)包括张紧固定块(401)、张紧杆(402)、张紧杆固定块(403)、螺母(404),所述履带夹角调节机构(200)通过固定杆(201)安装在水下推进机构(100)的下端;所述履带吸盘行走吸附机构(300)通过“L”型连接杆(206)与履带夹角调节机构(200)连接;所述履带从动轮张紧机构(400)通过张紧固定块(401)和张紧杆固定块(403)固定在履带吸盘行走吸附机构(300)的内侧板(301)和外侧板(302)的外侧上。
2.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其特征在于:所述探照灯(101)安装在左机架(104)和右机架(109)上;所述水平推进器固定板(102)固定在左机架(104)和右机架(109)内侧上成矢量对称分布;所述防护架(103)安装在左机架(104)和右机架(109)外侧上;所述水下推进器(105)垂直安装在左机架(104)和右机架(109)外侧上;所述水下推进器(105)相对中线左右各偏转45度位置安装在水平推进器固定板(102)下端呈矢量环形布置;所述摄像头导流罩(106)安装在密封舱(108)的前端;所述密封舱后盖(110)安装在密封舱(108)的后端;所述密封舱(108)固定在密封舱固定架(107)上;所述密封舱固定架(107)与水平推进器固定板(102)连接固定在左机架(104)和右机架(109)之间。
3.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其特征在于:所述固定杆(201)安装在水下推进机构(100)的左机架(104)和右机架(109)之间上;所述电机固定板(205)安装在固定杆(201)之间;所述调节电机(204)固定在电机固定板(205)中间位置上;所述“L”型连接杆(206)通过支撑杆(202)安装在固定杆(201)之间,呈左右对称分布;所述连杆(207)中间与调节电机(204)轴连接,两端与转动杆(203)中间位置连接;所述转动杆(203)安装在“L”型连接杆(206)之间且可以转动。
4.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其特征在于:所述履带吸盘行走吸附机构(300)与“L”型连接杆(206)固定连接安装在履带夹角调节机构(200)上,呈左右对称分布;所述内侧板(301)和外侧板(302)安装在固定架(310)两侧;所述驱动电机(303)与主动轮轴(312)连接固定在内侧板(301)上;所述主动轮轴(312)安装在履带主动轮(311)轴孔中,通过电机驱动履带主动轮(311)带动机器人行走;所述轴承(306)固定在轴承座(307)内安装在履带从动轮(305)轴孔的两端成对称布置,所述履带从动轮(305)安装在从动轮轴(308)上;所述从动轮轴(308)安装在内侧板(301)和外侧板(302)上的槽口中;所述履带压板(309)安装在内侧板(301)和外侧板(302)之间;所述吸盘(313)呈等距排列安装在履带(304)的中间横线位置上;所述履带(304)安装在履带从动轮(305)和履带主动轮(311)上且履带(304)与履带从动轮(305)和履带主动轮(311)上的齿形完全啮合。
5.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其特征在于:所述张紧固定块(401)的中间孔与从动轮轴(308)连接固定在内侧板(301)和外侧板(302)的外侧上;所述张紧杆固定块(403)安装在内侧板(301)和外侧板(302)的外侧上;所述张紧杆(402)的螺纹端安装在张紧杆固定块(403)中,轴孔端与从动轮轴(308)连接;所述螺母(404)安装在张紧杆(402)上且分布在张紧杆固定块(403)的两侧,安装在从动轮轴(308)上,起到张紧和紧固的作用。
6.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其水下推进机构位于履带吸盘行走吸附机构的上部。
7.根据权利要求1所述的一种新型履带式水下检测机器人,其履带夹角调节机构位于两侧履带之间,可调节履带吸盘行走吸附机构中履带吸附面的夹角。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种新型履带式水下检测机器人的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
S10、机器人完成衡重和自检后与岸上电脑遥控设备连接,电脑遥控设备用于控制机器人执行预设的各项动作;
S20、将机器人放置需要检测结构的附近岸边,启动机器人,利用履带驱动电机(303)驱动机器人移动到水中,再启动水下推进器(105)将机器人推送到被检测结构附近位置,通过岸上的支持设备(600)控制机器人的控制系统(500),调整机器人位置,将摄像头导流罩(106)对准被检测结构,利用水下推进器(105)对机器人姿态进行调整,使机器人能够前进、后退、转向、俯仰、翻转和升沉运动等多姿进行巡检作业;
S30、控制调节水下推进器(105)工作,控制机器人靠近待检测结构,结合水域情况选择最合适的检测位置保持;
S40、控制履带夹角调节机构(200)工作,控制调节电机(204)带动连杆(207)转动,通过转动杆(203)带动“L”型连接杆(206)向内侧或外侧转动,从而改变左右两侧的履带夹角调节机构(200)之间的夹角,使履带吸附面自适应待检测结构表面的角度,再控制调节水下推进器(105)协同工作,施加与履带吸附面垂直的推力,推力下通过履带压板(309)使履带吸附面吸附在待测结构表面,使机器人稳定工作,实施近距离检测;
S50、控制履带吸盘行走吸附机构(300)工作,控制驱动电机(303)驱动履带前后运动,在待测结构表面边行走边检测,通过安装在摄像头导流罩(106)中云台摄像头或声纳等传感器完成检测结构的表面信息采集,采集的信息传输到岸上显示设备,经处理拼接后输出实时图像;
S60、机器人脱离吸附工作,控制调节水下推进器(105)协同工作,使履带吸盘脱离检测结构表面,通过调节水下推进器(105)改变机器人姿态,使机器人处于悬浮运动,若仍需要检测,则进入动作S50,若不需要,则进入步骤S70;
S70、检测完毕后控制调节水下推进器(105)将机器人移动到下一个待检测结构位置;进入动作S50,若全部检测完毕,进入步骤S80;
S80、检测完毕后,控制调节水下推进器(105),使机器人移动到附近岸边,再控制驱动电机(303)驱动机器人爬上岸或人工打捞上岸,清洗保养后收机。
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CN117662906A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 浙江大学 一种推进器吸附的海底超声无损检测爬壁机器车
CN118707055A (zh) * 2024-08-30 2024-09-27 江苏盛世华为系统科技有限公司 一种无尘室洁净度快速检测装置

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