[发明专利]一种水下淤泥厚度探测机器人及其系统

说明书

本发明适用于水下淤泥探测设备技术领域，公开了一种水下淤泥厚度探测机器人及其系统，该机器人适用于非开阔水域内的水下淤泥厚度探测，所述机器人包括：水下定位系统、浅地层剖面仪系统、推进器组件、控制仓模块和外壳；通过水下定位系统的定位导航，在推进器的控制下实现水下姿态、速度和方向调整，再利用浅地层剖面仪系统探测扫描水底淤泥厚度及其纵向分布情况，以便获取并评估淤泥结构可能对相关设备的安全运行带来的危害，为进一步清理淤泥提供决策依据。

技术领域

本发明涉及水下淤泥探测设备技术领域，尤其涉及一种水下淤泥厚度探测机器人及其系统。

背景技术

目前淤泥探测技术都是在海洋、江河河道、人工湖等开阔水域内，由船或者无人船携带设备在水面航行执行探测，需要利用GPS定位导航。而对于建筑内水域、隧道内水域等非开阔水域，天线无法正常工作，无法利用GPS进行定位导航。另外，在现有技术中，由船或机器人携带多波束扫描系统，对水下淤泥进行扇形推进扫描，其扫描速度快，能输出3D淤泥表面地形效果图，但不能给出淤泥厚度和详细的淤泥分层结构图，即无法测量淤泥的厚度及其纵向分布情况。

特别是对于核电站取水泵房前池或泵房取水口等非开阔水域内，水的上表面离建筑物结构(如横梁)很近的情况下，无法保证有足够的空间使得船体携带天线浮在水面行进，同样导致导航定位无法执行。且核电站等非开阔水域设施复杂，具有距离长、水流速度快及海生物易生长等特点，需要定期停工清理海生物、沉沙及淤泥，由于淤泥厚度大时会影响水流量，核电水冷系统水流量不够，会影响冷却效果，容易出现冷却安全事故。但是目前没有能够长时间完成建筑内水域、隧道内水域、以及水域上表面离建筑物很近等情况下探测水下淤泥厚度的机器人设备，为水底淤泥清理工作提供决策依据。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种水下淤泥厚度探测机器人，其旨在解决对建筑内水域、隧道内水域和水平面离建筑物结构较近的非开阔水域内对淤泥厚度及其结构进行探测的技术问题，还能有效解决人工水下操作受限制以及降低人员水下操作的安全风险。

本发明的第二个目的在于提供一种水下淤泥厚度探测系统，在非开阔水域内利用水下探测机器人与岸基平台通讯，探测水域内的淤泥的厚度及其纵向淤泥层结构分布情况，以便准确获取并评估淤泥结构可能对相关设备的安全运行带来的危害，为进一步清理淤泥提供决策依据。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：

一种水下淤泥厚度探测机器人，用于非开阔水域内的水下淤泥厚度探测，所述机器人包括：

水下定位系统，用于对所述机器人进行实时水下定位；

浅地层剖面仪系统，用于探测水底淤泥的剖面结构，识别并获取不同分层结构相对于底床的深度；

推进器组件，用于控制所述机器人在水中的行进姿态的推进；

控制仓模块，用于实现所述机器人在水下工作状态的控制；

外壳，用于提供浮力和容置空间；

所述水下定位系统、所述浅地层剖面仪系统和所述推进器组件均与所述控制仓模块相连接；且所述水下定位系统、所述浅地层剖面仪系统、所述推进器组件和所述控制仓模块均设置于所述容置空间内。

进一步，所述水下定位系统包括惯性导航系统和辅助导航系统，所述惯性导航系统用于获取所述机器人在水下的实时速度、姿态、位置和航向的定位信息，所述辅助导航系统用于修正所述惯性导航系统的定位信息。

进一步，所述辅助导航系统包括多普勒计程仪、高精度压力传感器和表面声速传感器，所述多普勒计程仪用于对所述惯性导航系统的定位信息进行位置误差修正，所述高精度压力传感器用于对所述惯性导航系统的定位信息进行高度误差修正，所述表面声速传感器用于测量水中声速。