CN208248468U - 一种用于桥墩水下检测的机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测机器人系统，特别是一种用于桥墩水下检测的机器人系统。它包括运载船、卷扬机构、水上固定机构、水下检测机构、船上控制系统和电源系统，其中运载船上设有船上控制系统和电源系统，运载船的端部设有卷扬机构，卷扬机构的斜上方设有水上固定机构，水上固定机构的正下方设有水下检测机构，船上控制系统与电源系统电连接，卷扬机构、水上固定机构和水下检测机构均信号连接于船上控制系统。该系统较传统作业更为快捷、方便、安全，具有遥控控制和自动定深等功能，能够遥控水下检测机构的升降，使其自动到达指定位置进行观测，减小检测作业安全风险。

Description

一种用于桥墩水下检测的机器人系统

技术领域

本实用新型涉及一种检测机器人系统，特别是一种用于桥墩水下检测的机器人系统。

背景技术

随着城市的快速发展，为达到改善道路通行的目的，城市道路桥梁必然会穿过山川河流，桥墎由于常年累月浸泡于水下，受水自身环境及外界的影响较大，如通航船只的撞击，混泥土外表面受水体侵蚀、剥落、开裂等缺陷，严重情况下导致混泥土内部钢筋裸露在外，给桥梁上部结构的安全造成严重的影响。目前水下墩柱的检测大多采用蛙人下水进行人工摸排，借助水下摄像机进行外观检测，其缺点是：(1)检测工作全部依靠人工进行，检测结果受检测人员身体状况及操作水平影响较大；(2)检测随机性大、重复性差，结果定位不准确，局限性明显；(3)受天气影响较大，从安全性角度考虑不适宜长时间水下作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于桥墩水下检测的机器人系统，该系统较传统作业更为快捷、方便、安全，具有遥控控制和自动定深等功能，能够遥控水下检测机构的升降，使其自动到达指定位置进行观测，避免了桥墩水下检测部分的人工作业，减小检测作业安全风险。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于桥墩水下检测的机器人系统包括运载船、卷扬机构、水上固定机构、水下检测机构、船上控制系统和电源系统，其中所述运载船上设有船上控制系统和电源系统，所述运载船的端部设有卷扬机构，所述卷扬机构的斜上方设有水上固定机构，所述水上固定机构的正下方设有水下检测机构，所述船上控制系统与电源系统电连接，所述卷扬机构、水上固定机构和水下检测机构均信号连接于船上控制系统。用于桥墩水下检测的机器人系统由运载船、卷扬机构、水上固定机构、水下检测机构、船上控制系统和电源系统等六部分组成。其中运载船负责整个系统的水面移动。卷扬机构负责水下检测机构的上升或下降动作。水上固定机构固定于桥墩，负责将整个系统与桥墩连接为一体，还起到拉紧水下检测机构的作用，采集水下检测机构当前深度信息发送给船上控制系统。水下检测机构负责桥墩水面以下部分的表观缺陷检测，并将其工作状态时的当前的水下深度、采集到的图像信息等发送给船上控制系统。船上控制系统可以控制水下检测工作的启停，实现对桥墩全方位的观测，实时监控水下检测机构的工作状态并能实时显示其采集的图像，将所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。电源系统为船上控制系统供电，保证整个系统的稳定运行。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，船上控制系统包括显示装置、控制箱、卷扬机构电机驱动器和相机电机驱动器，其中显示装置、卷扬机构电机驱动器和相机电机驱动器均电连接于控制箱。所述控制箱采集卷扬机构、水上固定机构和水下检测机构的信息，并将水下检测机构采集到的图像信息等通过显示装置显示，还可发送信号给卷扬机构电机驱动器和相机电机驱动器，实现控制水下检测机构升降、监控状态、存储检测图像等功能。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，所述卷扬机构包括支座、卷扬动力装置、卷轴增强架、卷轴、卷筒、展臂转轴和连接板，所述连接板水平设于运载船的端部，所述连接板上设有支座，所述支座内设有卷扬动力装置，所述卷扬动力装置与卷轴同轴布置，且卷扬动力装置置于卷轴的中部，所述卷轴的两端均安装有卷筒，所述卷筒上缠绕有钢丝绳，所述连接板的底面还设有与之垂直的展臂转轴；所述卷轴的一侧还设有卷轴增强架，且卷轴的两端与卷轴增强架的两端固定连接，其中卷扬动力装置还信号连接于卷扬机构电机驱动器。卷扬机构主要负责钢丝绳的收放动作，从而实现水下检测机构的上升和下降动作，其中的卷扬动力装置由电机和涡轮蜗杆减速器组成，通过电机带动一个涡轮蜗杆减速器，从而驱动整个卷扬机构动作。具体的，控制箱发送控制信号给卷扬机构电机驱动器，卷扬动力装置接收卷扬机构电机驱动器的控制信号控制钢丝绳的收放动作，进而实现水下检测机构的升降。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，所述水上固定机构包括抱臂、动力机构、钢丝绳轮、拨管和编码器，其中抱臂包括若干根型材和连接套，所述相邻型材之前通过连接套连接；所述抱臂的中部外侧设有动力机构，所述抱臂的两端外侧均设有钢丝绳轮，所述钢丝绳轮的端部安装有编码器，所述钢丝绳的一端绕设于钢丝绳轮上，所述钢丝绳的另一端绕设于卷筒上，所述钢丝绳轮旁边设有拨管，所述拨管所在的直线垂直于抱臂所在的平面，所述编码器信号连接于控制箱。其中水上固定机构主要由型材与连接套组成的抱臂，抱臂通过动力机构来进行抱臂和展臂动作，另外在抱臂上安装的钢丝绳轮和拨管，钢丝绳轮通过钢丝绳带动水下检测机构，从而实现水下检测机构的上升下降动作。水上固定机构固定于桥墩，通过钢丝绳拉紧水下检测机构，其上安装钢丝绳轮可控制钢丝绳收放实现水下检测机构升降，并在绳索收放端安装编码器用于计算水下检测机构当前深度，编码器将采集到的信息实时发送给控制箱。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，所述水下检测机构包括主支撑部、检测装置、导向装置、转轴套管、同步套管和深度计，其中主支撑部由两个环形支架组成，所述主支撑部的上下侧边均安装有导向装置，所述至少两个检测装置滑动设于导向装置上，所述主支撑部的外侧面竖直设有转轴套管，所述卷扬机构中展臂转轴的端部置于转轴套管内；所述主支撑部的外侧面还竖直设有同步套管，所述水上固定机构中拨管的端部置于同步套管内，所述检测装置下部还设有深度计，所述深度计信号连接于控制箱。其中水下检测机构主要由两个半圆形的环形支架作为主支撑部，环形支架的上下侧边安装有环形导轨作为检测装置的导向装置，该种导向装置同时也起到对环形支架进行加强的作用；转轴套管与同步套管使得水下检测机构与上方的水上固定机构在非检测状态时的展臂动作同步。在水下检测机构上安装深度计可获取检测装置当前的水下深度，并将采集到的信息实时发送给控制箱。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，所述水下检测机构还包括浮力组件和弹性支脚，所述浮力组件设于环形支架的外侧中部，所述两个环形支架的两端均设有弹性支脚。环形支架的中间外侧位置安装有浮力材料制成的浮力组件，以此来平衡水下检测机构的重量。在靠近环形支架端部安装有弹性支脚，用以适应凹凸不平的桥墩柱面。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统，所述检测装置包括相机、照明光源、滑座、电机、齿形带和带轮，其中相机经滑座滑动设于导向装置上，所述相机旁设有照明光源，所述相机的背面设有电机，所述电机下方设有带轮，所述导向装置的外侧铺设有一条齿形带，所述带轮与齿形带相啮合，其中检测装置信号连接于相机电机驱动器。相机拍照指令由船上控制系统下发，船上控制系统根据检测装置当前位置自动控制拍照，并记录当前位置，后续通过软件对所采集的数据进行处理，将多个方位的相机所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。检测过程中，控制箱发送信号给相机电机驱动器，由相机电机驱动器发送指令给检测装置，实时调节相机位置，实现对桥墩全方位的观测。

前述的用于桥墩水下检测的机器人系统还包括转轴，所述动力机构包括拉杆和电动推杆，所述拉杆分设于电动推杆的两侧，所述拉杆的一端与电动推杆的端部同轴布置，所述拉杆的另一端设于抱臂上，所述电动推杆的另一端经转轴固定于抱臂上。其中抱臂的动作后端的拉杆与电动推杆组成的动力机构来进行抱臂和展臂动作。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

1、设计了一种用于桥墩水下检测的机器人系统，其中的运载船负责整个系统的水面移动，卷扬机构负责水下检测机构的上升或下降动作；水上固定机构固定于桥墩，负责将整个系统与桥墩连接为一体，还起到拉紧水下检测机构的作用，采集水下检测机构当前深度信息发送给船上控制系统；水下检测机构负责桥墩水面以下部分的表观缺陷检测，并将其工作状态时的当前的水下深度、采集到的图像信息等发送给船上控制系统；船上控制系统可以控制水下检测工作的启停，实现对桥墩全方位的观测，实时监控水下检测机构的工作状态并能实时显示其采集的图像，将所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据，电源系统为船上控制系统供电，保证整个系统的稳定运行。

2、本系统能够实现较传统作业更为快捷、方便、安全的检测，避免了桥墩水下部分的人工作业，能够遥控水下检测机构的升降，使其自动到达指定位置进行观测，不受天气影响，提高了检测结果的准确性，减小了检测作业安全风险。

3、本实用新型具有遥控和自动定深两种功能，操作人员可通过船上控制系统遥控操作水下检测机构升降，也可设置固定深度，使其自动到达指定位置进行观测；遥控操作时，通过编码器信号触发检测装置工作，从而获取带有准确位置信息的图像；自动定深时，可获取指定位置或指定深度的图像，所有相机采集到的图像及其位置信息关联存储于船上控制系统的数据库，为检测报告提供更为准确的原始数据。

4、与申请人同日申请的专利名称为“一种桥墩水下检测机器人机械系统”的技术方案相比，本实用新型采用了更为智能化控制的操作系统，实现遥控和自动定深两种功能。

附图说明

图1是本实用新型用于检测桥墩时的工作状态示意图；

图2是本实用新型的一种连接关系示意图；

图3是本实用新型中卷扬机构的结构示意图；

图4是本实用新型中水上固定机构的结构示意图；

图5是本实用新型中水下检测机构的结构示意图；

图6是本实用新型中水下检测机构的展臂状态示意图；

图7是本实用新型中检测装置的结构示意图；

图8是本实用新型中另一种连接关系示意图。

附图标记的含义：1-运载船，2-卷扬机构，3-水上固定机构，4-水下检测机构，5-支座，6-卷扬动力装置，7-卷轴增强架，8-卷轴，9-卷筒，10-展臂转轴，11-连接板，12-抱臂，1201-型材，1202-连接套，13-动力机构，1301-拉杆，1302-电动推杆，14-钢丝绳轮，15-拨管，16-转轴，17-主支撑部，1701-环形支架，18-检测装置，1801-相机，1802-照明光源，1803-滑座，1804-电机，1805-齿形带，1806-带轮，19-导向装置，20-转轴套管，21-同步套管，22-浮力组件，23-钢丝绳，24-弹性支脚，25-编码器，26-深度计，27-船上控制系统，28-显示装置，29-控制箱，30-电源系统，31-卷扬机构电机驱动器，32-相机电机驱动器。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：如图1-图6、图8所示，一种用于桥墩水下检测的机器人系统包括运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30，其中所述运载船1上设有船上控制系统27和电源系统30，所述运载船1的端部设有卷扬机构2，所述卷扬机构2的斜上方设有水上固定机构3，所述水上固定机构3的正下方设有水下检测机构4，所述船上控制系统27与电源系统30电连接，所述卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4均信号连接于船上控制系统27。用于桥墩水下检测的机器人系统由运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30等六部分组成。其中运载船1负责整个系统的水面移动。卷扬机构2负责水下检测机构4的上升或下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，负责将整个系统与桥墩连接为一体，还起到拉紧水下检测机构4的作用，采集水下检测机构4当前深度信息发送给船上控制系统27。水下检测机构4负责桥墩水面以下部分的表观缺陷检测，并将其工作状态时的当前的水下深度、采集到的图像信息等发送给船上控制系统27。船上控制系统27可以控制水下检测工作的启停，实现对桥墩全方位的观测，实时监控水下检测机构4的工作状态并能实时显示其采集的图像，将所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。电源系统30为船上控制系统27供电，保证整个系统的稳定运行。

船上控制系统27包括显示装置28、控制箱29、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，其中显示装置28、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32均电连接于控制箱29。所述控制箱29采集卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4的信息，并将水下检测机构4采集到的图像信息等通过显示装置28显示，还可发送信号给卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，实现控制水下检测机构4升降、监控状态、存储检测图像等功能。

卷扬机构2包括支座5、卷扬动力装置6、卷轴增强架7、卷轴8、卷筒9、展臂转轴10和连接板11，所述连接板11水平设于运载船1的端部，所述连接板11上设有支座5，所述支座5内设有卷扬动力装置6，所述卷扬动力装置6与卷轴8同轴布置，且卷扬动力装置6置于卷轴8的中部，所述卷轴8的两端均安装有卷筒9，所述卷筒9上缠绕有钢丝绳23，所述连接板11的底面还设有与之垂直的展臂转轴10；所述卷轴8的一侧还设有卷轴增强架7，且卷轴8的两端与卷轴增强架7的两端固定连接，其中卷扬动力装置6还信号连接于卷扬机构电机驱动器31。卷扬机构2主要负责钢丝绳23的收放动作，从而实现水下检测机构4的上升和下降动作，其中的卷扬动力装置6由电机和涡轮蜗杆减速器组成，通过电机带动一个涡轮蜗杆减速器，从而驱动整个卷扬机构2动作。具体的，控制箱29发送控制信号给卷扬机构电机驱动器31，卷扬动力装置6接收卷扬机构电机驱动器31的控制信号控制钢丝绳23的收放动作，进而实现水下检测机构4的升降。

水上固定机构3包括抱臂12、动力机构13、钢丝绳轮14、拨管15和编码器25，其中抱臂12包括若干根型材1201和连接套1202，所述相邻型材1201之前通过连接套1202连接；所述抱臂12的中部外侧设有动力机构13，所述抱臂12的两端外侧均设有钢丝绳轮14，所述钢丝绳轮14的端部安装有编码器25，所述钢丝绳23的一端绕设于钢丝绳轮14上，所述钢丝绳23的另一端绕设于卷筒9上，所述钢丝绳轮14旁边设有拨管15，所述拨管15所在的直线垂直于抱臂12所在的平面，所述编码器25信号连接于控制箱29。其中水上固定机构3主要由型材1201与连接套1202组成的抱臂12，抱臂12通过动力机构13来进行抱臂和展臂动作，另外在抱臂12上安装的钢丝绳轮14和拨管15，钢丝绳轮14通过钢丝绳23带动水下检测机构4，从而实现水下检测机构4的上升下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，通过钢丝绳23拉紧水下检测机构4，其上安装钢丝绳轮14可控制钢丝绳23收放实现水下检测机构4升降，并在绳索收放端安装编码器25用于计算水下检测机构4当前深度，编码器25将采集到的信息实时发送给控制箱29。

水下检测机构4包括主支撑部17、检测装置18、导向装置19、转轴套管20、同步套管21和深度计26，其中主支撑部17由两个环形支架1701组成，所述主支撑部17的上下侧边均安装有导向装置19，所述至少两个检测装置18滑动设于导向装置19上，所述主支撑部17的外侧面竖直设有转轴套管20，所述卷扬机构2中展臂转轴10的端部置于转轴套管20内；所述主支撑部17的外侧面还竖直设有同步套管21，所述水上固定机构3中拨管15的端部置于同步套管21内，所述检测装置18下部还设有深度计26，所述深度计26信号连接于控制箱29。其中水下检测机构4主要由两个半圆形的环形支架1701作为主支撑部17，环形支架1701的上下侧边安装有环形导轨作为检测装置18的导向装置19，该种导向装置19同时也起到对环形支架1701进行加强的作用；转轴套管20与同步套管21使得水下检测机构4与上方的水上固定机构3在非检测状态时的展臂动作同步。在水下检测机构4上安装深度计26可获取检测装置18当前的水下深度，并将采集到的信息实时发送给控制箱29。水下检测机构4还包括浮力组件22和弹性支脚24，所述浮力组件22设于环形支架1701的外侧中部，所述两个环形支架1701的两端均设有弹性支脚24。环形支架1701的中间外侧位置安装有浮力材料制成的浮力组件22，以此来平衡水下检测机构4的重量。在靠近环形支架1701端部安装有弹性支脚24，用以适应凹凸不平的桥墩柱面。

实施例2：如图1-图8所示，一种用于桥墩水下检测的机器人系统包括运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30，其中所述运载船1上设有船上控制系统27和电源系统30，所述运载船1的端部设有卷扬机构2，所述卷扬机构2的斜上方设有水上固定机构3，所述水上固定机构3的正下方设有水下检测机构4，所述船上控制系统27与电源系统30电连接，所述卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4均信号连接于船上控制系统27。用于桥墩水下检测的机器人系统由运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30等六部分组成。其中运载船1负责整个系统的水面移动。卷扬机构2负责水下检测机构4的上升或下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，负责将整个系统与桥墩连接为一体，还起到拉紧水下检测机构4的作用，采集水下检测机构4当前深度信息发送给船上控制系统27。水下检测机构4负责桥墩水面以下部分的表观缺陷检测，并将其工作状态时的当前的水下深度、采集到的图像信息等发送给船上控制系统27。船上控制系统27可以控制水下检测工作的启停，实现对桥墩全方位的观测，实时监控水下检测机构4的工作状态并能实时显示其采集的图像，将所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。电源系统30为船上控制系统27供电，保证整个系统的稳定运行。

船上控制系统27包括显示装置28、控制箱29、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，其中显示装置28、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32均电连接于控制箱29。所述控制箱29采集卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4的信息，并将水下检测机构4采集到的图像信息等通过显示装置28显示，还可发送信号给卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，实现控制水下检测机构4升降、监控状态、存储检测图像等功能。

卷扬机构2包括支座5、卷扬动力装置6、卷轴增强架7、卷轴8、卷筒9、展臂转轴10和连接板11，所述连接板11水平设于运载船1的端部，所述连接板11上设有支座5，所述支座5内设有卷扬动力装置6，所述卷扬动力装置6与卷轴8同轴布置，且卷扬动力装置6置于卷轴8的中部，所述卷轴8的两端均安装有卷筒9，所述卷筒9上缠绕有钢丝绳23，所述连接板11的底面还设有与之垂直的展臂转轴10；所述卷轴8的一侧还设有卷轴增强架7，且卷轴8的两端与卷轴增强架7的两端固定连接，其中卷扬动力装置6还信号连接于卷扬机构电机驱动器31。卷扬机构2主要负责钢丝绳23的收放动作，从而实现水下检测机构4的上升和下降动作，其中的卷扬动力装置6由电机和涡轮蜗杆减速器组成，通过电机带动一个涡轮蜗杆减速器，从而驱动整个卷扬机构2动作。具体的，控制箱29发送控制信号给卷扬机构电机驱动器31，卷扬动力装置6接收卷扬机构电机驱动器31的控制信号控制钢丝绳23的收放动作，进而实现水下检测机构4的升降。

水上固定机构3包括抱臂12、动力机构13、钢丝绳轮14、拨管15和编码器25，其中抱臂12包括若干根型材1201和连接套1202，所述相邻型材1201之前通过连接套1202连接；所述抱臂12的中部外侧设有动力机构13，所述抱臂12的两端外侧均设有钢丝绳轮14，所述钢丝绳轮14的端部安装有编码器25，所述钢丝绳23的一端绕设于钢丝绳轮14上，所述钢丝绳23的另一端绕设于卷筒9上，所述钢丝绳轮14旁边设有拨管15，所述拨管15所在的直线垂直于抱臂12所在的平面，所述编码器25信号连接于控制箱29。其中水上固定机构3主要由型材1201与连接套1202组成的抱臂12，抱臂12通过动力机构13来进行抱臂和展臂动作，另外在抱臂12上安装的钢丝绳轮14和拨管15，钢丝绳轮14通过钢丝绳23带动水下检测机构4，从而实现水下检测机构4的上升下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，通过钢丝绳23拉紧水下检测机构4，其上安装钢丝绳轮14可控制钢丝绳23收放实现水下检测机构4升降，并在绳索收放端安装编码器25用于计算水下检测机构4当前深度，编码器25将采集到的信息实时发送给控制箱29。

水下检测机构4包括主支撑部17、检测装置18、导向装置19、转轴套管20、同步套管21和深度计26，其中主支撑部17由两个环形支架1701组成，所述主支撑部17的上下侧边均安装有导向装置19，所述至少两个检测装置18滑动设于导向装置19上，所述主支撑部17的外侧面竖直设有转轴套管20，所述卷扬机构2中展臂转轴10的端部置于转轴套管20内；所述主支撑部17的外侧面还竖直设有同步套管21，所述水上固定机构3中拨管15的端部置于同步套管21内，所述检测装置18下部还设有深度计26，所述深度计26信号连接于控制箱29。其中水下检测机构4主要由两个半圆形的环形支架1701作为主支撑部17，环形支架1701的上下侧边安装有环形导轨作为检测装置18的导向装置19，该种导向装置19同时也起到对环形支架1701进行加强的作用；转轴套管20与同步套管21使得水下检测机构4与上方的水上固定机构3在非检测状态时的展臂动作同步。在水下检测机构4上安装深度计26可获取检测装置18当前的水下深度，并将采集到的信息实时发送给控制箱29。检测装置18包括相机1801、照明光源1802、滑座1803、电机1804、齿形带1805和带轮1806，其中相机1801经滑座1803滑动设于导向装置19上，所述相机1801旁设有照明光源1802，所述相机1801的背面设有电机1804，所述电机1804下方设有带轮1806，所述导向装置19的外侧铺设有一条齿形带1805，所述带轮1806与齿形带1805相啮合，其中检测装置18信号连接于相机电机驱动器32。相机拍照指令由船上控制系统27下发，船上控制系统27根据检测装置18当前位置自动控制拍照，并记录当前位置，后续通过软件对所采集的数据进行处理，将多个方位的相机1801所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。检测过程中，控制箱29发送信号给相机电机驱动器32，由相机电机驱动器32发送指令给检测装置18，实时调节相机1801位置，实现对桥墩全方位的观测。

具体的，船上控制系统27可以控制检测装置18工作启停，实时监控检测装置18工作状态，实时显示相机1801当前采集的图像。水上固定机构3固定于桥墩，通过钢丝绳23拉紧水下检测机构4，其上安装钢丝绳轮14通过控制钢丝绳23收放实现水下检测机构4升降，并在绳索收放端安装编码器25用于计算检测装置18当前深度。检测装置18下方安装深度计26，可获取检测装置18当前的水下深度。检测过程中，船上控制系统27通过相机电机驱动器32调节相机1801位置，实现对桥墩全方位的观测。相机1801拍照指令由船上控制系统27下发，船上控制系统27根据检测装置18当前位置自动控制拍照，并记录当前位置，后续通过软件对所采集的数据进行处理，将多个方位的相机1802所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。

实施例3：如图1-图4、图8所示，一种用于桥墩水下检测的机器人系统包括运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30，其中所述运载船1上设有船上控制系统27和电源系统30，所述运载船1的端部设有卷扬机构2，所述卷扬机构2的斜上方设有水上固定机构3，所述水上固定机构3的正下方设有水下检测机构4，所述船上控制系统27与电源系统30电连接，所述卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4均信号连接于船上控制系统27。用于桥墩水下检测的机器人系统由运载船1、卷扬机构2、水上固定机构3、水下检测机构4、船上控制系统27和电源系统30等六部分组成。其中运载船1负责整个系统的水面移动。卷扬机构2负责水下检测机构4的上升或下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，负责将整个系统与桥墩连接为一体，还起到拉紧水下检测机构4的作用，采集水下检测机构4当前深度信息发送给船上控制系统27。水下检测机构4负责桥墩水面以下部分的表观缺陷检测，并将其工作状态时的当前的水下深度、采集到的图像信息等发送给船上控制系统27。船上控制系统27可以控制水下检测工作的启停，实现对桥墩全方位的观测，实时监控水下检测机构4的工作状态并能实时显示其采集的图像，将所采集的图像进行拼接，输出桥墩柱整体的表观检测数据。电源系统30为船上控制系统27供电，保证整个系统的稳定运行。

船上控制系统27包括显示装置28、控制箱29、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，其中显示装置28、卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32均电连接于控制箱29。所述控制箱29采集卷扬机构2、水上固定机构3和水下检测机构4的信息，并将水下检测机构4采集到的图像信息等通过显示装置28显示，还可发送信号给卷扬机构电机驱动器31和相机电机驱动器32，实现控制水下检测机构4升降、监控状态、存储检测图像等功能。

卷扬机构2包括支座5、卷扬动力装置6、卷轴增强架7、卷轴8、卷筒9、展臂转轴10和连接板11，所述连接板11水平设于运载船1的端部，所述连接板11上设有支座5，所述支座5内设有卷扬动力装置6，所述卷扬动力装置6与卷轴8同轴布置，且卷扬动力装置6置于卷轴8的中部，所述卷轴8的两端均安装有卷筒9，所述卷筒9上缠绕有钢丝绳23，所述连接板11的底面还设有与之垂直的展臂转轴10；所述卷轴8的一侧还设有卷轴增强架7，且卷轴8的两端与卷轴增强架7的两端固定连接，其中卷扬动力装置6还信号连接于卷扬机构电机驱动器31。卷扬机构2主要负责钢丝绳23的收放动作，从而实现水下检测机构4的上升和下降动作，其中的卷扬动力装置6由电机和涡轮蜗杆减速器组成，通过电机带动一个涡轮蜗杆减速器，从而驱动整个卷扬机构2动作。具体的，控制箱29发送控制信号给卷扬机构电机驱动器31，卷扬动力装置6接收卷扬机构电机驱动器31的控制信号控制钢丝绳23的收放动作，进而实现水下检测机构4的升降。

水上固定机构3包括抱臂12、动力机构13、钢丝绳轮14、拨管15和编码器25，其中抱臂12包括若干根型材1201和连接套1202，所述相邻型材1201之前通过连接套1202连接；所述抱臂12的中部外侧设有动力机构13，所述抱臂12的两端外侧均设有钢丝绳轮14，所述钢丝绳轮14的端部安装有编码器25，所述钢丝绳23的一端绕设于钢丝绳轮14上，所述钢丝绳23的另一端绕设于卷筒9上，所述钢丝绳轮14旁边设有拨管15，所述拨管15所在的直线垂直于抱臂12所在的平面，所述编码器25信号连接于控制箱29。其中水上固定机构3主要由型材1201与连接套1202组成的抱臂12，抱臂12通过动力机构13来进行抱臂和展臂动作，另外在抱臂12上安装的钢丝绳轮14和拨管15，钢丝绳轮14通过钢丝绳23带动水下检测机构4，从而实现水下检测机构4的上升下降动作。水上固定机构3固定于桥墩，通过钢丝绳23拉紧水下检测机构4，其上安装钢丝绳轮14可控制钢丝绳23收放实现水下检测机构4升降，并在绳索收放端安装编码器25用于计算水下检测机构4当前深度，编码器25将采集到的信息实时发送给控制箱29。用于桥墩水下检测的机器人系统还包括转轴16，所述动力机构13包括拉杆1301和电动推杆1302，所述拉杆1301分设于电动推杆1302的两侧，所述拉杆1301的一端与电动推杆1302的端部同轴布置，所述拉杆1301的另一端设于抱臂12上，所述电动推杆1302的另一端经转轴16固定于抱臂12上。其中抱臂12的动作后端的拉杆1301与电动推杆1302组成的动力机构13来进行抱臂和展臂动作。

Claims (8)

1.一种用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，包括运载船(1)、卷扬机构(2)、水上固定机构(3)、水下检测机构(4)、船上控制系统(27)和电源系统(30)，其中所述运载船(1)上设有船上控制系统(27)和电源系统(30)，所述运载船(1)的端部设有卷扬机构(2)，所述卷扬机构(2)的斜上方设有水上固定机构(3)，所述水上固定机构(3)的正下方设有水下检测机构(4)，所述船上控制系统(27)与电源系统(30)电连接，所述卷扬机构(2)、水上固定机构(3)和水下检测机构(4)均信号连接于船上控制系统(27)。

2.根据权利要求1所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，船上控制系统(27)包括显示装置(28)、控制箱(29)、卷扬机构电机驱动器(31)和相机电机驱动器(32)，其中显示装置(28)、卷扬机构电机驱动器(31)和相机电机驱动器(32)均电连接于控制箱(29)。

3.根据权利要求2所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，所述卷扬机构(2)包括支座(5)、卷扬动力装置(6)、卷轴增强架(7)、卷轴(8)、卷筒(9)、展臂转轴(10)和连接板(11)，所述连接板(11)水平设于运载船(1)的端部，所述连接板(11)上设有支座(5)，所述支座(5)内设有卷扬动力装置(6)，所述卷扬动力装置(6)与卷轴(8)同轴布置，且卷扬动力装置(6)置于卷轴(8)的中部，所述卷轴(8)的两端均安装有卷筒(9)，所述卷筒(9)上缠绕有钢丝绳(23)，所述连接板(11)的底面还设有与之垂直的展臂转轴(10)；所述卷轴(8)的一侧还设有卷轴增强架(7)，且卷轴(8)的两端与卷轴增强架(7)的两端固定连接，其中卷扬动力装置(6)还信号连接于卷扬机构电机驱动器(31)。

4.根据权利要求3所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，所述水上固定机构(3)包括抱臂(12)、动力机构(13)、钢丝绳轮(14)、拨管(15)和编码器(25)，其中抱臂(12)包括若干根型材(1201)和连接套(1202)，所述相邻型材(1201)之前通过连接套(1202)连接；所述抱臂(12)的中部外侧设有动力机构(13)，所述抱臂(12)的两端外侧均设有钢丝绳轮(14)，所述钢丝绳轮(14)的端部安装有编码器(25)，所述钢丝绳(23)的一端绕设于钢丝绳轮(14)上，所述钢丝绳(23)的另一端绕设于卷筒(9)上，所述钢丝绳轮(14)旁边设有拨管(15)，所述拨管(15)所在的直线垂直于抱臂(12)所在的平面，所述编码器(25)信号连接于控制箱(29)。

5.根据权利要求4所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，所述水下检测机构(4)包括主支撑部(17)、检测装置(18)、导向装置(19)、转轴套管(20)、同步套管(21)和深度计(26)，其中主支撑部(17)由两个环形支架(1701)组成，所述主支撑部(17)的上下侧边均安装有导向装置(19)，所述至少两个检测装置(18)滑动设于导向装置(19)上，所述主支撑部(17)的外侧面竖直设有转轴套管(20)，所述卷扬机构(2)中展臂转轴(10)的端部置于转轴套管(20)内；所述主支撑部(17)的外侧面还竖直设有同步套管(21)，所述水上固定机构(3)中拨管(15)的端部置于同步套管(21)内，所述检测装置(18)下部还设有深度计(26)，所述深度计(26)信号连接于控制箱(29)。

6.根据权利要求5所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，所述水下检测机构(4)还包括浮力组件(22)和弹性支脚(24)，所述浮力组件(22)设于环形支架(1701)的外侧中部，所述两个环形支架(1701)的两端均设有弹性支脚(24)。

7.根据权利要求5所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，所述检测装置(18)包括相机(1801)、照明光源(1802)、滑座(1803)、电机(1804)、齿形带(1805)和带轮(1806)，其中相机(1801)经滑座(1803)滑动设于导向装置(19)上，所述相机(1801)旁设有照明光源(1802)，所述相机(1801)的背面设有电机(1804)，所述电机(1804)下方设有带轮(1806)，所述导向装置(19)的外侧铺设有一条齿形带(1805)，所述带轮(1806)与齿形带(1805)相啮合，其中检测装置(18)信号连接于相机电机驱动器(32)。

8.根据权利要求4所述的用于桥墩水下检测的机器人系统，其特征在于，还包括转轴(16)，所述动力机构(13)包括拉杆(1301)和电动推杆(1302)，所述拉杆(1301)分设于电动推杆(1302)的两侧，所述拉杆(1301)的一端与电动推杆(1302)的端部同轴布置，所述拉杆(1301)的另一端设于抱臂(12)上，所述电动推杆(1302)的另一端经转轴(16)固定于抱臂(12)上。