[发明专利]无轨道式水下隧洞、巡检装置和系统

说明书

本发明的实施例提供了一种无轨道式水下隧洞、巡检装置和系统，涉及水下隧洞巡检技术领域。无轨道式水下隧洞包括异形隧洞和两个限位部，异形隧洞的顶部开设有缺口凹槽，缺口凹槽沿异形隧洞的长度方向延伸；两个限位部设置在缺口凹槽的开口内、且位于缺口凹槽的相对两侧，限位部用于将巡检装置的部分限制在缺口凹槽内、以使巡检装置沿异形隧洞的长度方向滑动。这样，不需要在隧洞中安装钢轨，不会影响过水断面，也利于巡检装置准确定位，并且巡检操作简单方便，更利于推广应用。

技术领域

本发明涉及水下隧洞巡检技术领域，具体而言，涉及一种无轨道式水下隧洞、巡检装置和系统。

背景技术

目前已建的引水隧洞，多采用圆形、马蹄形或城门洞形断面，在开挖与支护施工时较为方便。然而随着引水隧洞长年运行，水下光滑的隧洞断面在检修维护阶段的弊端逐渐显露出来，传统的巡检方式均采用放空后人工巡检，存在成本高、效率低、风险大等主要难题，部分隧洞为斜井段，人工无法进行巡检。随着近年来信息与测绘技术的发展，尤其是快速发展的人工智能技术，使得机器替人进行水下隧洞巡检成为当前巡检的有效方式。目前各隧洞运营管理单位与科研单位正全力开展机器人在水下隧洞中的应用研究，取得了较为丰硕的研究成果与示范效益。然而水下机器人巡检技术要求高、难度大，对复杂隧洞结构与水下恶劣环境适应性低，同时机器人在长隧洞中的定位精度不高，同时机器人需要专业人员控制，操控复杂，在常规运营管理单位推广难度大，也不利于水下隧洞的高频次巡检。

针对上述问题，相关研究人员曾尝试在隧洞中铺设轨道，采用轨道机器人进行巡检，但由于引水隧洞长年带水运行，容易造成钢轨锈蚀而无法正常往返，且铺设轨道容易影响正常过水断面，因此在水下隧洞中铺设轨道的方式较难实现。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种无轨道式水下隧洞、巡检装置和系统，其不需要在隧洞中安装钢轨，不会影响过水断面，也利于巡检装置准确定位，并且巡检操作简单方便，更利于推广应用。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种无轨道式水下隧洞，无轨道式水下隧洞包括：

异形隧洞，异形隧洞的顶部开设有缺口凹槽，缺口凹槽沿异形隧洞的长度方向延伸；

两个限位部，设置在缺口凹槽的开口内、且位于缺口凹槽的相对两侧，限位部用于将巡检装置的部分限制在缺口凹槽内、以使巡检装置沿异形隧洞的长度方向滑动。

在可选的实施方式中，限位部的顶面为斜面，斜面从连接缺口凹槽壁面的一端向靠近缺口凹槽中心的一端高度逐渐降低。

第二方面，本发明提供一种无轨道式水下隧洞巡检装置，无轨道式水下隧洞巡检装置应用于前述实施方式的无轨道式水下隧洞，无轨道式水下隧洞巡检装置包括：

水平运动车，用于设置在缺口凹槽内、且支撑在限位部上；

竖向连接杆，竖向连接杆的一端铰接于水平运动车；

巡检舱体，铰接于竖向连接杆的另一端。

在可选的实施方式中，水平运动车包括：

水平支架；

至少两个水平车轮，安装在水平支架的相对两端，水平车轮用于沿缺口凹槽的壁面滑动；

至少两个竖向车轮，安装在水平支架的相对两端，竖向车轮用于支撑在限位部上、且沿限位部滑动。

在可选的实施方式中，水平运动车还包括：

驱动电机，安装在水平支架上，驱动电机与竖向车轮传动连接，驱动电机用于驱动竖向车轮转动。

在可选的实施方式中，水平运动车还包括：

弹性部，水平车轮通过弹性部安装到水平支架上，弹性部用于改变相对两侧的水平车轮的间距。