[发明专利]一种大型取水隧洞爬行监测机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种大型取水隧洞爬行监测机器人。

背景技术

由于取水隧洞具有直径大、距离长、水流速度快等特点，容易存在导致隧洞阻塞以及相关设备损坏等潜在风险，因此为了保证相关设备的安全运行，须隧洞正常运行时对隧洞内可能形成的海生物、沉沙、淤泥及其它异物情况进行监测并跟踪，以便准确获取隧洞内一切相关数据信息，为海生物等异物可能带来的危害进行评估提供数据来源，为评估相关设备的安全运行提供数据参考，以及为下一步的实施措施（如清理、检修等）提供决策依据。

现有技术中，虽然已公开了申请公告号为CN201310019807.5，名称为一种水下监测机器人的发明专利，该水下监测机器人通过水平和垂直螺旋桨推进器进行水下运动，实现水下监测数据实时传递，但该水下监测机器人体积庞大，而且一旦监测距离长时需要较大的动力驱动，使得电缆的自重会对整个机械的运动造成影响；虽然还公开了申请公告号为CN201410135026.7，名称为一种微型管道机器人的发明专利，该微型管道机器人通过所携带的摄像机、LED灯、X光等传感器对管道进行视频检查或探伤，但主要针对直径1000mm以下的管道，且无法在无水条件下进行检测。

发明人发现，上述检测机器人都无法满足对大型取水隧洞海生物的监测需求，因此亟需一种用于大型取水隧洞海生物监测的机器人，能够克服取水隧洞距离长及流速高对机器人的影响，实现数据实时传递等特点。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种大型取水隧洞爬行监测机器人，能够克服取水隧洞距离长、流速高对机器人的影响，实现监测数据实时传输等特点，解决长距离高流速环境下的隧洞全面监测难题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种大型取水隧洞爬行监测机器人，所述爬行监测机器人放置于大型取水隧洞内，由所述大型取水隧洞内水流驱动沿水流方向前行，并通过缆绳与所述大型取水隧洞外的恒张力绞车相连，实现沿水流方向前行距离及速度的反馈控制；所述爬行监测机器人包括：

主体结构；

设置于所述主体结构上，用于固定所述缆绳的电缆固定支架；

与所述主体结构相固连，用于安装多个摄像机及LED灯的支撑模块；

设置于所述主体结构上，用于通过内置声纳扫描获取所述大型取水隧洞内海生物、沉沙及淤泥相关环境信息的主浮筒模块；

设置于所述主体结构上，且通过与所述多个摄像机及LED灯相连，用于获取所述大型取水隧洞内部环境信息并实现信息存储的多个副浮筒模块；

设置于所述支撑模块上，且可实现自动伸缩适应所述大型取水隧洞内径变化的多个内径自适应模块。

其中，所述主体结构由两组呈对称结构布置的同心圆环组成，所述两组同心圆环均包括通过连接筋相固连的内环和外环；其中，

所述两组同心圆环的内环的连接筋上分别设有用于固定所述主浮筒模块两端的安装位，使得所述主浮筒模块安装后实现所述两组同心圆环的内环之间相固定；

所述两组同心圆环的内环与外环之间的连接筋上均设有多个用于固定对应副浮筒模块两端的安装位，使得所述多个副浮筒模块安装后实现所述两组同心圆环的外环之间相固定。

其中，所述两组同心圆环的内环与外环的纵向剖面均呈月牙状。

其中，所述支撑模块由两个呈对称结构布置的大圆环组成，且所述两个大圆环之间通过连接筋相固连；其中，每一大圆环环内均对应有一组所述主体结构的同心圆环，且所述每一大圆环还均通过连接筋与对应同心圆环的外环相固连。

其中，所述主浮筒模块呈中间为圆柱状且两端为锥状的结构，且所述主浮筒模块内部设有依序连接的剖面扫描声纳、用于获取感知所述大型取水隧洞内部环境信息及爬行监测机器人运动信息的感知子模块、用于信息存储的第一存储子模块、用于电池供电的第一电源子模块以及用于根据所述感知模块感知的环境信息，控制所述大型取水隧洞内部环境信息采集及处理的控制子模块；其中，所述剖面扫描声纳安装于所述主浮筒模块背离所述电缆固定支架一侧的锥端上。。

其中，所述感知子模块包括用于感知爬行监测机器人运动实时速度的速度传感器、用于感知爬行监测机器人运动时加速度的加速度传感器、用于感知爬行监测机器人在所述大型取水隧洞内实时姿态变化情况的姿态传感器和用于感知所述主浮筒模块密封性能的泄漏探测传感器。