[实用新型]多功能水下综合探测机器人系统

说明书

本实用新型提出了一种多功能水下综合探测机器人系统，包括水上分机和水下机器人，水上分机包括显控终端处理机、水面供电电源和网桥；水下机器人包括设置在主水密舱中的控制器、通信终端和设置在主水密舱外的推进器、导航传感器和探测器；所述探测器包括水下高清摄像机、前视声纳、三维扫描探测声纳和多波束剖面声纳；所述推进器、导航传感器和探测器分别与控制器相连接，所述高清摄像机和控制器分别连接通信终端；所述通信终端通过连接脐带线缆连接网桥，所述网桥连接显控终端处理机。增加原有水下机器人三维探测和剖面探测能力。使其可以满足水下工程全方位探测的需要。

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种多功能水下综合探测机器人系统。

背景技术

现有水下探测机器人都具备有一定的水下探测能力，但与现实需要相比，其探测能力都是很不完备的。例如，绝大多数水下机器人都配备有水下视频摄像机，可以对水下结构物表面进行视频探测。少部分机器人配备有前视声纳设备，可在水中，乃至浑水中，进行二维探测。但都不具备对海底、对水下结构物的三维探测能力，特别是，没有对水下结构物，例如大坝的坝体内部，或海底掩埋物的三维剖面成像探测能力。

目前，在国内外能够查阅到的资料对于各种水利、水电、水库和江河堤坝的破损与病变所采用的检测手段基本是运用物探的办法，如高密度电阻率法、面波勘探法、探地雷达、瞬变电磁法、声速测量法或预埋应力传感器等方法。这些方法都有明显的缺陷和不足。

由于上述方法只能是在坝顶进行坝体的物理探测，因而其共同缺点是探测深度浅(10-20米)，且精度不高；对于小型的空洞和裂缝的敏感度差；对于几十米至百米以上的堤坝的中部、下部则根本无法测量。此外，由于仅能在干端(水面以上)进行测量，因而对于拦河大坝、发电为主的水源坝等，这些方法的应用都很困难。

建国以来，我国共修建8.6万多座堤坝，其中水深15m以上大坝有1.8万多座，水深30m以上大坝有近3000座。这些工程在国民经济中正发挥着巨大的作用。然而当前相当一部分大坝存在着不安全因素，有的已运行30多年甚至更长，坝体材料逐渐老化；有些已出现危及大坝安全的裂缝和病变；有些由于坝址地质条件复杂，导致大坝安全度偏低；还有些大坝的防洪标准较低等。这些因素不同程度地影响工程效益的发挥，甚至威胁着下游千百万人民地生命财产安全。与此同时，大坝的规模日趋巨大，如长江三峡、龙羊峡、二滩、小浪底等。所以各种类型大坝的质量和安全性检测就显得更为重要。

因此，急需一种能够对现有的堤坝、浅滩等水下进行三维剖面成像综合探测的机器人系统。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种多功能水下综合探测机器人系统，包括水上分机和水下机器人，所述水上分机包括显控终端处理机、水面供电电源和网桥；所述水下机器人包括设置在主水密舱中的控制器、通信终端和设置在主水密舱外的推进器、导航传感器和探测器；所述探测器包括水下高清摄像机、前视声纳、三维扫描探测声纳和多波束剖面声纳；所述推进器、导航传感器和探测器分别与控制器相连接，所述高清摄像机和控制器分别连接通信终端；所述通信终端通过连接脐带线缆连接网桥，所述网桥连接显控终端处理机。

优选的，所述控制器包括DSP主控电路，FPGA可编程控制电路和AD转换电路；所述AD转换电路分别连接前视声纳、三维扫描探测声纳和多波束剖面声纳的信号输出端；所述DSP主控电路的输入接口与FPGA可编程控制电路的输出接口连接。

在上述任一实施例中优选的，所述导航传感器包括深度计、电子罗盘、光纤陀螺、高度计。

在上述任一实施例中优选的，所述多波束剖面声纳包括T型剖面声纳阵列和滤波放大电路；所述T型剖面声纳阵列的输出端与滤波放大电路的输入端连接，所述滤波放大电路的输出端连接AD转换电路的输入端。