CN216232907U - 一种搭载式水下机器人子机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种搭载式水下机器人子机，包括：子机主体、收容舱、收放缆机构，子机主体收纳于收容舱内，收放缆机构上设有脐带缆，子机主体通过脐带缆与搭载平台连接，将该水下机器人子机应用于水利水电水下建筑物大直径引水隧洞精细抵近观察检测，平时搭载在水下搭载平台上，由搭载平台携带运动，使用时从搭载平台上释放，通过脐带缆与搭载平台共享动力及数据传输链路，通过水面遥控操作控制，从而满足远距离、大直径引水隧洞的抵近检测需求。

Description

一种搭载式水下机器人子机

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种面向大直径长引水隧洞应用的搭载式水下机器人子机。

背景技术

我国是水利水电大国，已建水电站9.8万座，装机容量达3.5亿千瓦，稳居世界第一。作为重大工程关键构筑物的引水隧洞，具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点，长年运行会出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷，如不加以防范将严重影响工程安全运行。

目前对常规引水隧洞的检测还是主要依赖于人工放空检测，常规人工检测存在不及时、漏检、失真等情况，传统ARV(深海潜水器)仅适合静水状态检测，而供电型ROV(遥控无人潜水器)仅适合1节流速以下的短隧洞，因此，开展大直径长引水隧洞检测手段已迫在眉睫，亟需开展用于搭载于其他远距离运载平台上的水下检测机器人，解决大直径长引水隧洞抵近观察技术难题，满足对常用大直径平、垂、斜等不同引水隧洞型的检测需求。

实用新型内容

发明人提供了一种搭载式水下机器人子机，搭载于水下搭载平台上，与搭载平台共享动力及数据传输链路，通过水面遥控操作控制，解决了大直径长引水隧洞检测难度大的问题。

本实用新型提供了一种搭载式水下机器人子机，安装在搭载平台上，所述搭载式水下机器人子机包括：子机主体、收容舱、收放缆机构，所述子机主体收纳于所述收容舱内，所述收放缆机构上设有脐带缆，所述子机主体通过所述脐带缆与搭载平台连接。

进一步地，所述收容舱设置于安装座上，所述安装座与搭载平台固定连接，所述安装座设有内部空腔，所述收放缆机构设置于所述空腔内；

所述收放缆机构包括：收放缆驱动装置及收放缆盘，所述脐带缆绕于所述收放缆盘上。

进一步地，所述收放缆驱动装置包括：设置在所述收容舱一侧的电机，所述电机通过皮带与所述收放缆盘传动连接。

进一步地，所述安装座的一端设有导缆张紧机构，所述包括：主动辊及张紧辊，所述脐带缆位于所述主动辊及张紧辊之间。

进一步地，所述安装座上设有第一视觉摄像头，所述第一视觉摄像头用于观察收放缆情况；所述收容舱内设有第二视觉摄像头，所述第二视觉摄像头用于观察所述子机主体回收时的情况。

进一步地，所述安装座顶部设有导引块，所述收容舱入口处设有导引辊，所述收容舱顶部设有导向轮。

进一步地，所述安装座上设有供电控制接口，所述子机主体和收放缆机构通过所述供电控制接口与搭载平台连接。

进一步地，所述收容舱上设有线管，所述线管上设置有锁紧机构，所述子机主体上设有锁紧头，所述锁紧机构与锁紧头配合，用于所述子机主体回收后锁住所述子机主体。

进一步地，所述锁紧机构包括：第一安装板、第二安装板、凸轮及两块压紧片，两块所述压紧片位于第一安装板和第二安装板之间，所述凸轮与两块压紧片连接，锁紧状态下，所述锁紧头依次穿过第一安装板、压紧片和第二安装板，两个所述压紧片卡住所述锁紧头。

进一步地，所述锁紧头呈“蘑菇头”状，所述压紧片端部设有半月槽，锁紧状态下，两个半月槽合成一个锁紧槽，卡住锁紧头。

相比现有技术，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的搭载式水下机器人子机，平时搭载于运载平台上，进行大直径长引水隧洞检测时，子机主体由运载平台释放，子机主体通过脐带缆与运载平台连接，二者共享动力及数据传输链路，通过水面遥控操作控制，解决了大直径长引水隧洞检测难度大的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的搭载式水下机器人子机的立体图；

图2为实施例1中搭载式水下机器人子机的结构示意图；

图3为实施例1中安装座的结构示意图；

图4为实施例1中锁紧机构的结构示意图；

图5为实施例1的搭载式水下机器人子机回收状态示意图。

附图标记：

1-安装座；11-供电控制接口；12-导引块；13-第一视觉摄像头；2-收容舱；21-导向轮；22-导引辊；23-第二视觉摄像头；24-线管；3-收放缆机构；31-电机； 32-收放缆盘；33-皮带；4-导缆张紧机构；41-主动辊；42-张紧辊；5-锁紧机构； 51-压紧片；52-凸轮；53-第一安装板；54-第二安装板；55-低速电机；6-子机主体；61-锁紧头；62-机械手；63-推进器；64-水下照明灯；65-云台摄像机；7-脐带缆。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

水下移动搭载平台：用于搭载各种设备在水下自由移动，使搭载的设备完成预定功能(如水下图像采集、样本提取、水质监测、工业海洋管道探伤和灾难搜救捕捞等)。

本发明旨在提供一种水下机器人子机，应用于水利水电水下建筑物大直径引水隧洞精细抵近观察检测，平时搭载在水下搭载平台上，由搭载平台携带运动，使用时从搭载平台上释放，通过脐带缆与搭载平台共享动力及数据传输链路，通过水面遥控操作控制，从而满足远距离、大直径引水隧洞的抵近检测需求。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了一种搭载式水下机器人子机，包括：安装座1、收容舱2、子机主体6、收放缆机构3、导缆张紧机构4及锁紧机构5。收放缆机构3上的脐带缆7通过导缆张紧机构4后与子机主体6连接。安装座1 通过螺栓固定在搭载平台上，安装座1上设有供电控制接口11，收放缆机构3 上的脐带缆7通过供电控制接口11与搭载平台连接，以实现子机主体6与搭载平台共享动力及数据传输。安装座1内设有空腔，收放缆机构3放置在空腔内。具体地，收放缆机构3包括：收放缆驱动装置及收放缆盘32，脐带缆7绕于收放缆盘32上，收放缆驱动装置包括位于收容舱2一侧的电机31，电机31通过皮带33与收放缆盘32连接，通过电机31的转动来带动收放缆盘32转动，从而实现其收放缆功能。将电机31设于收容舱2一侧，采用皮带33带动收放缆盘32，能够有效合理利用空间，避免电机31放置于空腔内占用空间，导致收放缆盘32变小或安装座1体积过大。安装座1上还设有第一视觉摄像头13，第一视觉摄像头13用于观察收放缆情况。

安装座1的一端设有导缆张紧机构4，导缆张紧机构4包括：主动辊41及多个张紧辊42，脐带缆7位于主动辊41及张紧辊42之间。在收放缆过程中，通过主动辊41及张紧辊42对脐带缆7一直施加向外的横张力，使得在收放缆过程中，脐带缆7处于张紧状态，不会打结及无效排布。

如图2和3所示，收容舱2入口处设有导引辊22，收容舱2顶部设有导向轮21，保证子机主体6在回收过程中能够进入正确轨道，提高子机主体6回收便捷度。在安装座1顶部设有导引块12，保证了子机主体6在舱内不会左右以及垂直窜动。收容舱2靠近导缆张紧机构4的一端设有线管24，脐带缆7穿过线管24与子机主体6连接。线管24上设置有锁紧机构5，子机主体6上设有锁紧头61，锁紧机构5与锁紧头61配合，用于子机主体6回收后锁住子机主体61。具体地，如图4所示，锁紧机构5包括：第一安装板53、第二安装板54、凸轮52及两块压紧片51，两块压紧片51位于第一安装板53和第二安装板54 之间，凸轮52与两块压紧片51连接。锁紧头61呈“蘑菇头”状，压紧片51端部设有半月槽，锁紧状态下，两个半月槽合成一个锁紧槽，锁紧头依次穿过第一安装板53、锁紧槽和第二安装板53，两块压紧片51相配合卡住锁紧头61。子机主体6回收时，水面操作人员调整子机主体6的位置与姿态，配合收放缆机构3和导缆张紧机构4将子机主体6回收到收容舱2中，当子机主体6到位后，锁紧头61以贴合角度自动顶开两片压紧片51，由于锁紧头61呈“蘑菇头”状，回退时会被两片压紧片51抵住，无法退出，从而使锁紧头61被牢牢卡住。子机主体6释放时，通过低速电机55带动凸轮52转动，凸轮52转动到高位时，两片压紧片51被撑开，锁紧头61不再被卡住，此时，通过子机主体6上的推进器63及收放缆机构3配合完成子机主体6的释放。

如图5所示，子机主体6在工作状态下，水面操作人员通过搭载平台的控制链路将控制信号传输至供电控制接口11，同时子机主体6通过供电控制接口 11获取供电，锁紧机构5收到控制指令打开，释放锁紧头61，子机主体6通过推进器63从收容舱2内开出，同时导缆张紧机构44始终保持脐带缆7张紧状态，收放缆机构3同步释放脐带缆7，水面操作人员可以根据第一视觉摄像头 13和第二视觉摄像头23的图像画面实时掌握子机主体6的运动状态及收放缆情况。子机主体6释放后，水面操作人员就能操作子机主体6进行精细抵近观察检测。同理，在子机主体6在回收状态下，水面操作人员根据第一视觉摄像头 13和第二视觉摄像头23反馈的图像画面操作子机主体6，调整位置与姿态，配合收放缆机构3和导缆张紧机构4将子机主体2通过脐带缆7回收至收纳舱2 内，当子机主体6回收就位，锁紧机构5锁紧锁紧头61，完成子机主体6的回收，此时子机主体6通过安装座1与搭载平台连为一体。

进一步地，在本实施例中，子机主体6包括子机框架、推进器63、电子舱体、机械手62、云台摄像机65、水下照明灯64、子机定位声呐、浮力材料等部分组成。子机框架为子机机器人的设备承载主体，采用超高分子聚乙烯材质，具有超强耐磨性、减震性和高化学稳定性优点；推进器63设有6个，包括4个水平推进器，2个垂直推进器，最大航速可达3节，具有自动定向、定深功能。电子舱体为机器人控制系统的水密耐压载体，配备实时控制器、高精度三维电子罗盘，深度计，温湿度传感器，绝缘监测器等，实时监测子机工作状态。机械手62能够进行简单的夹持作业和现场取样工作。云台摄像机65为四倍光学变焦，分辨率1080P网络高清摄像头，配备云台，可以±75°俯仰调节。水下照明灯为2组高亮度LED灯，单组亮度达4000流明。子机定位声纳为环扫管道声纳，具备隧洞探测及子机界面定位功能。浮力材质为玻璃微珠，可承压10Mpa，浮力系数为0.51，吸水率＜1％，同时浮力块设计造型为流线型，减少水中阻力，有利于子机机器人各方向的运动。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种搭载式水下机器人子机，其特征在于，包括：子机主体、收容舱、收放缆机构，所述子机主体收纳于所述收容舱内，所述收放缆机构上设有脐带缆，所述子机主体通过所述脐带缆与搭载平台连接。

2.如权利要求1所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述收容舱设置于安装座上，所述安装座与搭载平台固定连接，所述安装座设有内部空腔，所述收放缆机构设置于所述空腔内；

所述收放缆机构包括：收放缆驱动装置及收放缆盘，所述脐带缆绕于所述收放缆盘上。

3.如权利要求2所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述收放缆驱动装置包括：设置在所述收容舱一侧的电机，所述电机通过皮带与所述收放缆盘传动连接。

4.如权利要求2所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述安装座的一端设有导缆张紧机构，所述包括：主动辊及张紧辊，所述脐带缆位于所述主动辊及张紧辊之间。

5.如权利要求2所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述安装座上设有第一视觉摄像头，所述第一视觉摄像头用于观察收放缆情况；所述收容舱内设有第二视觉摄像头，所述第二视觉摄像头用于观察所述子机主体回收时的情况。

6.如权利要求2所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述安装座顶部设有导引块，所述收容舱入口处设有导引辊，所述收容舱顶部设有导向轮。

7.如权利要求2所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述安装座上设有供电控制接口，所述子机主体和收放缆机构通过所述供电控制接口与搭载平台连接。

8.如权利要求1所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述收容舱上设有线管，所述线管上设置有锁紧机构，所述子机主体上设有锁紧头，所述锁紧机构与锁紧头配合，用于子机主体回收后锁住所述子机主体。

9.如权利要求8所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述锁紧机构包括：第一安装板、第二安装板、凸轮及两块压紧片，两块所述压紧片位于第一安装板和第二安装板之间，所述凸轮与两块压紧片连接，锁紧状态下，所述锁紧头依次穿过第一安装板、压紧片和第二安装板，两个所述压紧片卡住所述锁紧头。

10.如权利要求9所述的搭载式水下机器人子机，其特征在于，所述锁紧头呈“蘑菇头”状，所述压紧片端部设有半月槽，锁紧状态下，两个半月槽合成一个锁紧槽，卡住锁紧头。

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