[实用新型]一种用于水下设施圆管结构的清洗和检测机器人

说明书

本实用新型公开了一种用于水下设施圆管结构的清洗和检测机器人，包括底盘、螺旋桨推进系统、重心调节机构、清洗系统、机械手、光通系统和作业检测工具；底盘位于机器人的下方，用于提供稳定的操作平台支撑和驱动机器人爬行运动；螺旋桨推进系统固定在底盘的上部，用于驱动机器人悬浮运动；重心调节机构用于调节机器人的重心位置；清洗系统固定在底盘的前部下方，用于进行水下清洗；机械手固定于机器人底盘的前部上方，用于抓取作业检测工具；光通系统用于提供照明、摄像及对外通讯功能。本实用新型同时具有清洗和检测功能，作业灵活，受环境影响小，作业时间窗口大，作业成本适中，能够为海上水下设施检测提供稳定的检测平台，提高了检测精度。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及到水下机器人，具体涉及一种用于水下设施圆管结构的清洗和检测机器人。

背景技术

随着人们对于海洋开发水平的逐渐提高和利用技术的不断发展，在海上建设了越来越多的水下设施，尤其是越来越多的石油平台导管架。水上设施常年处于海平面以下，因此很容易附着大量的海生物，这些海生物的分泌物会腐蚀水下设施的钢结构，加大结构的受力，削弱水下设施结构的载荷能力。同时根据海上设施作业安全保障要求以及船级社强制要求，有些水下设施结构必须定期检测，包括外观、裂纹、厚度测量、电位检测等。因此对于海上水下设施的结构清洗和检测越来越重要，其维护的成本也越来越高。

就目前而言，小于50米深的海上水下设施结构的清洗和检测作业绝大部分由潜水员完成，而大于50米深的海上水下设施结构的清洗和检测作业一般由作业级水下远程控制机器人(ROV)完成。

潜水员作业是一种高风险作业，水下设施结构内的海流、漩涡以及水下可视性差等特点给水下作业带来了很大安全隐患。再叠加上高压水枪作业，进一步增加了水下作业的人员危险性；另外潜水员由于身体原因作业时间受限，工作效率低；而且潜水员在超过50米水深以下基本上无法作业。

传统的作业级水下远程控制机器人(ROV)需要具有动力定位能力的大型母船支持，设备和作业成本高，且ROV的悬停作业易受外界环境的影响，控制难度大，作业效率低。

实用新型内容

现有技术中存在的主要问题包括：(1)作业风险大；(2)受环境影响大，作业时间窗口受限；(3)作业效率低；(4)作业成本高。

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于水下设施圆管结构的清洗和检测机器人，同时具有清洗和检测功能，作业灵活，受环境影响小，作业时间窗口大，作业成本适中，能够为海上水下设施检测提供稳定的检测平台，提高了检测精度。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于水下设施圆管结构的清洗和检测机器人，包括底盘系统、螺旋桨推进系统、重心调节机构、清洗系统、机械手、光通系统和作业检测工具；所述底盘系统位于机器人的下方，用于提供稳定的操作平台支撑和驱动机器人爬行运动；所述螺旋桨推进系统固定在底盘系统的上部，用于驱动机器人悬浮运动；所述重心调节机构位于底盘系统的下方，用于调节机器人的重心位置；所述清洗系统固定在底盘系统的前部下方，用于进行水下清洗；所述机械手固定于机器人底盘系统的前部上方，具有多个自由度，用于抓取作业检测工具，完成对水下设施的检测和作业；所述光通系统用于提供照明、摄像及对外通讯功能。

优选地，所述底盘系统上设有底盘主梁，底盘主梁的下方设有前主驱动吸附轮、后主驱动吸附轮和左摆臂驱动吸附轮、右摆臂驱动吸附轮；前主驱动吸附轮、后主驱动吸附轮可以吸附导磁体材料的水下设施结构，同时提供驱动力；所述左摆臂驱动吸附轮连接在左摆臂驱动吸附轮摆臂的末端，左摆臂驱动吸附轮、右摆臂驱动吸附轮根据水下设施结构的直径改变摆臂的摆角，做类似手臂环抱的动作，通过摆臂末端的吸附轮吸附导磁体材料的水下设施结构，同时提供驱动力；底盘主梁的中间位置设有起吊蘑菇头，用于吊装机器人。