[发明专利]一种高水流长距离涵道检测机器人系统

说明书

本发明公开了一种高水流长距离涵道检测机器人系统，涉及市政管道、水利涵道检测技术领域，包括陆上控制单元、光纤缆绞车和光纤缆以及水下机器人；所述水下机器人由耐压舱、稳定翼、爬壁轮、爬壁轮缓冲器、垂向推进器、主推进器、侧向推进器、光纤缆张力缓冲器、微细光纤、尾舱段和防撞架以及观通系统部件组成；所述观通系统由水下灯和观察窗组成；所述水下机器人自带能源，通过微细光纤进行远程控制。该高水流长距离涵道检测机器人系统，水下机器人在大面积放射性稳定翼作用下水下稳定性高；爬壁轮结合水下推进器前进，抗高水流能力强；远程微细光纤遥控，小功率水下机器人实现长距离航行。

技术领域

本发明涉及市政管道、水利涵道检测技术领域，具体为一种高水流长距离涵道检测机器人系统。

背景技术

市政地下排水管道一旦堵塞，将发生内涝。这些市政管道的主管通常很长。有些沿江、沿海市政管道直接通往江海。长期使用的管道系统由于泥沙淤积，容易发生堵塞。探测管道的泥沙淤积情况是防范管道堵塞的前提。

在一些水利工程中，如南水北调工程、水利大坝工程，也存在大量箱涵隧道。这些箱涵隧道的泥沙淤积情况需要定期检测。

市政管道和水利箱涵隧道的检测主要困难有：(1)隧道较长，采用常规观察型水下机器人检查只能完成短距离检测。有些隧道长达上十公里。无法通过常规水下机器人进行长距离检测。(2)这些箱涵隧道有较大水流，在检测过程中，通常要求管道输水功能不能停止。这也因普通的观察水下机器无法适应大水流，在高流速下观察机器人无法达到稳定性要求而难以开展管道检测作业。

因此，常规观察型水下机器人用于市政管道、水利箱涵检查作业仅能适应低流速和短距离作业。在高流速、长距离作业要求下，对这些箱涵隧道的检测非常困难。本发明针对隧道长、流速大、水下机器人控制困难等特殊环境要求，实现在高流速、长距离下的全管道拍照检查、视频拍摄、声呐成像等检测功能。在此发明基础上，后续可进一步实现搭载管路冲洗、清理作业工具，实现观察、探测、作业一体化功能。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高水流长距离涵道检测机器人系统，解决了常规的带缆水下机器人进行管道、涵道的检测由于需要通过脐带缆给水下机器人供电，脐带缆较粗，较长的脐带缆在水下产生很大阻力。在高水流环境下，水下机器人难以拖动较长脐带缆。高水流环境下，水下机器人稳定性很差，常规的水下机器人通过推进系统进行悬浮控制难度较大，难以保持水下机器人的稳定性，从而影响对管道和涵道的检测。提高水下机器人的功率有利于解决上述问题。但由带来成本大大提高、不适合小管道和超长管道涵道检测的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高水流长距离涵道检测机器人系统，包括陆上控制单元、光纤缆绞车和光纤缆以及水下机器人；

所述水下机器人由耐压舱、稳定翼、爬壁轮、爬壁轮缓冲器、垂向推进器、主推进器、侧向推进器、光纤缆张力缓冲器、微细光纤、尾舱段和防撞架以及观通系统部件组成；

所述观通系统由水下灯和观察窗组成；

所述水下机器人自带能源，通过微细光纤进行远程控制，微细光纤传输管道涵道检测数据至陆上控制单元，所述水下机器人设置有放射状稳定翼，稳定翼外沿设置有爬壁轮；

所述水下机器人通过微细光纤与光纤缆绞车以及陆上控制单元相连接；

在高水流环境下，侧向推进器推动动水下机器人至爬壁轮和管道或涵道壁贴合，通过主推进器推动水下机器人爬壁前进，以进一步提高水下机器人抗流能力和控制稳定性；

当水下机器人和管道壁或其他障碍物发生碰撞时，首先和爬壁轮产生接触，爬壁轮具有缓冲保护装置，对水下机器人的设备产生保护作用；