CN205872409U - 水下壁面移动与吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下壁面移动与吸附装置，包括运动箱体、线缆和控制中心；其中，运动箱体放置于水下，控制中心设于地面上，线缆连接运动箱体和控制中心；运动箱体上设有推动运动箱体往壁面靠近的推进器，底部或两侧设有在壁面上运动的车轮，四壁设有摄像头。本实用新型可以在水下壁面自由移动，到达目标后，可以吸附在壁面进行细致作业。

Description

水下壁面移动与吸附装置

技术领域

本实用新型涉及图像采集装置，尤其涉及一种水下壁面移动与吸附装置。

背景技术

近十几年来，随着我国经济的不断发展，各类建设的不断完善，水下建筑物也实现了蓬勃发展，兴建了大量涉水桥梁、水底隧道、海洋平台等。这些水下建筑在使用中受到自然老化、水体冲刷、腐蚀和水中携带物撞击损坏等因素影响，产生了不同程度的安全问题。因此，需要定期进行水下目标的巡查、评估、维护工作。这项工作通常由专业潜水员来完成，但各类水体的水下情况复杂多变，严重影响潜水人员的工作效率并存在人身安全问题，人在水下精力损耗大，难以保证必需的工作时长，人员数量有限，不能满足众多水下建筑的各类作业。

随着计算机和机器人技术的进步，人们尝试使用水下机器人完成这些水下作业。常见的水下作业目标集中于内河湖泊等水体内，这些水体携带有大量泥沙、生物碎片等，水体浑浊度高，通透性差。部分目标位于水体底部，压力大、水流条件复杂。针对以上情况，人们设计了一系列水下机器人。机器人在水中时容易受水流影响，难以精确保持在作业面不产生位移，到达以后如何保持在作业面不产生位移也是需要考虑的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种水下壁面移动与吸附装置，该装置可以在水下壁面自由移动，到达目标后，可以吸附在壁面进行细致作业。

技术方案：本实用新型所述的水下壁面移动与吸附装置，包括运动箱体、线缆和控制中心；其中，运动箱体放置于水下，控制中心设于地面上，线缆连接运动箱体和控制中心；运动箱体上设有推动运动箱体往壁面靠近的推进器，底部或两侧设有在壁面上运动的车轮，四壁设有摄像头。

进一步的，所述线缆包括承重线缆、电源线缆和数据传输线缆。

进一步的，所述运动箱体的前端设有深度计。

进一步的，所述运动箱体内设有编码器及调速传动单元、陀螺仪和总控单元，编码器及调速传动单元连接车轮，总控单元连接编码器及调速传动单元和陀螺仪。

进一步的，每一车轮分别连接一编码器及调速传动单元。

进一步的，每一车轮上设计有横向花纹。

进一步的，所述摄像头为防水摄像头。

进一步的，所述运动箱体为抗压水密箱体。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：1、本实用新型设立了具有独立运动能力的车轮，每一车轮分别连接一编码器及调速传动单元，可以精确感知和控制每个车轮的转速和旋转方向。使装置有灵活的运动能力；2、本实用新型设立了一组推进器，到达目标后，推动运动箱体往壁面靠近，稳定后可吸附在壁面上，具有较强的水下固定能力，能适应多种地形，降低侧向水流对装置的影响。3、本实用新型设立了一组传感器，通过控制中心可以获知运动箱体的各个姿态角、水深、图像等。4、本实用新型具有在100m水深下作业的能力，可以应用于水下桥墩病害检测、竣工新项目验收、水下结构物检测等。

附图说明

图1是本实用新型工作时的系统框图；

图2是图1中运动箱体的立体示意图；

图3是图1中运动箱体的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括运动箱体1、线缆2和控制中心3；其中，运动箱体1放置于水下，为抗压水密箱体，控制中心3设于地面上，线缆2连接运动箱体1和控制中心3，控制中心可实时获取运动箱体的各项运动参数并能根据任务需要控制运动箱体运动。线缆2包括承重线缆、电源线缆和数据传输线缆，控制中心3通过承重线缆拉动运动箱体2上下移动；数据传输线缆用于传输运动箱体1采集的图像信息，电源线缆用于为装置供电。

如图2所示，运动箱体1上设有推动运动箱体1往壁面靠近的推进器5，底部或两侧设有在壁面上运动的车轮4，四壁设有摄像头6(图中仅显示两壁上的摄像头)。摄像头6安装有底部支架，可以180度旋转探测周围环境，摄像头可根据实际需要安装若干个。推进器5安装了防缠绕装置，在水下工作时不会因水下植物产生缠绕而失效。整个装置由推进器5形成的压力使运动箱体1与水下壁面贴合紧密，由车轮4提供运动动力。运动箱体1的前端设有深度计10，通过深度计可以确定装置在水下工作的深度。

如图3所示，运动箱体1内设有编码器及调速传动单元8、陀螺仪9和总控单元7，编码器及调速传动单元8连接车轮4，总控单元7连接编码器及调速传动单元8和陀螺仪9。陀螺仪9测量运动箱体1的偏航、横滚和俯仰三个方向的角度参数,作为运动箱体1姿态调整和移动控制的依据。总控单元7可以感知每个车轮的的转速及控制车轮的旋转速度，可以实时获取运动箱体1的各个姿态角。每一车轮4上设计有横向花纹增强抓地能力，且每一车轮4分别连接一编码器及调速传动单元8，能够独立提供运动动力，使装置可以灵活转向，复杂地形中部分车轮无法与地面良好接触，此时可以依靠剩余的车轮保证正常运动。为了协调各个车轮，确保全部车轮速度一致，在各车轮转动轴处有编码器，将车轮转动情况转化为脉冲数据，汇集到总控单元7。

本实施例的工作流程为：

1、检测装置各个部件是否完好，测试各功能是否正常工作，检查箱体水密性，将电源线缆和数据线缆与地面部分连接，吊装到卷扬机上。

2、使用卷扬机将装置吊入水中。如果工作环境为图3所示的垂直壁面或高坡度壁面，使用卷扬机拉紧承重线缆，使装置贴合于工作面。如果工作环境水平面或低坡度面，则承重线缆无需拉紧，主要依靠自重和推进器产生的压力提供附着力，使装置停靠于工作面。

3、相机设为测试状态，根据相机获得的测试图片调节相机焦距，使图像清晰。调节各车轮运动使装置达到起始位置，开启采集装置进行数据采集。

4、装置根据作业要求扫描所有作业面，对于如图3所示的立方体、圆柱体形工作面，为防止线缆发生缠绕，应采用“上-下-上-下”的运动方式。

5、通过水上控制中心记录装置深度及各姿态角。

6、检测完成后由卷扬机吊出水面，进行各部件清洗、保养。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：包括运动箱体(1)、线缆(2)和控制中心(3)；其中，运动箱体(1)放置于水下，控制中心(3)设于地面上，线缆(2)连接运动箱体(1)和控制中心(3)；运动箱体(1)上设有推动运动箱体(1)往壁面靠近的推进器(5)，底部或两侧设有在壁面上运动的车轮(4)，四壁设有摄像头(6)。

2.根据权利要求1所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：所述线缆(2)包括承重线缆、电源线缆和数据传输线缆。

3.根据权利要求1所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：所述运动箱体(1)的前端设有深度计(10)。

4.根据权利要求1所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：所述运动箱体(1)内设有编码器及调速传动单元(8)、陀螺仪(9)和总控单元(7)，编码器及调速传动单元(8)连接车轮(4)，总控单元(7)连接编码器及调速传动单元(8)和陀螺仪(9)。

5.根据权利要求4所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：每一车轮(4)分别连接一编码器及调速传动单元(8)。

6.根据权利要求4或5所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：每一车轮(4)上设计有横向花纹。

7.根据权利要求1所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：所述摄像头为防水摄像头。

8.根据权利要求1所述的水下壁面移动与吸附装置，其特征在于：所述运动箱体(1)为抗压水密箱体。