CN110702683A - 一种用于渡槽检测的水下行走装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于渡槽检测的水下行走装置，包括中部桁架和检测模块，所述中部桁架前后分别设有可调节相对高度的前桁架和后桁架，前桁架和后桁架底部分别设有行走轮和驱动行走轮的防水电机，中部桁架两侧分别设有伸缩臂，伸缩臂末端设有用于与渡槽侧壁接触行走的侧部导向轮，检测模块包括检测模块控制箱、水平轴、探头支架和检测探头，检测模块控制箱固定于前桁架上，水平轴的安装在检测模块控制箱上，检测探头通过探头支架安装于水平轴末端，检测模块控制箱内设有用于驱动水平轴旋转的摆臂电机，利用摆臂电机驱动探头支架和其末端的检测探头旋转，从而完成对渡槽的检测。本发明结构简单，可替代人工作业，效果好，效率高，风险低。

Description

一种用于渡槽检测的水下行走装置
技术领域
本发明属于检测领域，涉及一种检测设备，具体涉及一种用于渡槽检测的水下行走装置，用于检测渡槽、倒虹吸和隧道等输水建筑物的裂缝和渗水的检测。
背景技术
渡槽，指输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。经长时间服役，渡槽槽身将会出现大小不等的裂缝，止水带经长时间服役也容易造成老化，渗水。目前在通水条件下主要采取潜水员水下观察的手段寻找裂缝和渗水位置，但采用人工作业的方式效率低，成本高，风险大。在停水条件下对渡槽进行抽水，通过人工检测的方式进行检测，但会造成停工，经济损失等一系列问题。通过使用水下检测车检测渡槽裂缝和渗水，将大大简化整个检测过程，并提高检测成功率，降低检测风险。
发明内容
本发明主要是解决现有人工检测技术所存在的技术问题；提供了一种实现了在输水状态下的对渡槽裂缝和渗水检测的检测装置。
本发明还有一目的是解决现有人工检测技术所存在的技术问题；提供了一种可替代人工作业，效果好，效率高，风险低的一种针对渡槽裂缝和渗水情况的检测装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用于渡槽检测的水下行走装置，其特征在于：包括中部桁架和检测模块，所述中部桁架前后分别设有前桁架和后桁架，所述前桁架和后桁架底部分别设有行走轮和驱动行走轮的防水电机，所述中部桁架两侧分别设有伸缩臂，所述伸缩臂末端设有用于与渡槽侧壁接触行走的侧部导向轮，所述检测模块包括检测模块控制箱、水平轴、探头支架和检测探头，所述检测模块控制箱固定于前桁架上，所述水平轴的安装在检测模块控制箱上，所述探头支架安装于水平轴末端，所述检测探头安装于探头支架底部，所述检测模块控制箱内设有用于驱动水平轴旋转的摆臂电机，利用摆臂电机驱动探头支架和其末端的检测探头旋转，从而完成对渡槽的检测。
作为改进，所述水下行走装置还包括浮力调节模块，所述浮力调节模块包括多个浮筒，多个浮筒纵向对称的安装于中部桁架内，所述浮筒上设有用于调节浮力的进水口和出水口。
作为改进，所述中部桁架两侧的伸缩臂为可调节长度的弹性伸缩臂，利用弹性伸缩臂保持侧部导向轮与渡槽侧壁的接触力，从而维持整个水下行走装置行走稳定性。
作为改进，所述伸缩臂包括壳型导槽、弹性杆和导向轮安装座，所述壳型导槽横向的固定于中部桁架上，所述弹性杆一端自由滑动安装于壳型导槽内，另一端与导向轮安装座相连，所述侧部导向轮安装在导向轮安装座上，所述壳型导向槽和弹性杆上设有多个调节孔，通过选择不同的调节孔来选择弹性杆从中部桁架两侧伸出的长度。
作为改进，所述前桁架与中部桁架前端通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架相对于前桁架的高度，所述后桁架均与中部桁架后端也通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架相对于后桁架的高度，从而调整中部桁架的整体高度。
作为改进，所述检测探头为高分辨率图像采集***或者渗透检测模块。
作为改进，所述中部桁架、前桁架和后桁架均采用金属型材制成。
本发明有益效果是：
本发明结构件简单，解决现有人工检测技术所存在的技术问题；可替代人工作业，效果好，效率高，风险低，本发明检测模块为可更换的检测模块，可以携带多种检测探头进行检测。
附图说明
图1为本发明的用于渡槽检测的水下行走装置三维结构示意图。
图2为本发明水下行走装置主视图。
图3为本发明水下行走装置俯视图。
图4为图3中伸缩臂部分示意图。
图5为本发明水下行走装置前侧侧视图。
图6为本发明实施例中水平轴上安装两个探头支架示意图。
图7为本发明实施例中水平轴上安装三个探头支架示意图。
附图标记：1-中部桁架，2-检测模块，3-前桁架，4-后桁架，5-行走轮，6-防水电机，7-伸缩臂，8-侧部导向轮，9-检测模块控制箱，10-水平轴，11-探头支架，12-检测探头，13-浮筒，14-壳型导槽，15-弹性杆，16-导向轮安装座，17-调节孔，18-固定孔，19--弹性部，20-刚性部。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，为了便于说明，以行走方向，也就是渡槽长度方向为纵向，与该方向垂直方向为横向，以下上、下、前、后、左、右等方位词仅代表相对位置关系，不代表对本发明实施方案的限制。
如图1至图7所示，一种用于渡槽检测的水下行走装置，包括中部桁架1、浮力调节模块和检测模块2，所述中部桁架1前后分别设有前桁架3和后桁架4，所述前桁架3和后桁架4底部分别设有行走轮5和驱动行走轮5的防水电机6，所述中部桁架1两侧分别设有伸缩臂7，所述伸缩臂7末端设有用于与渡槽侧壁接触行走的侧部导向轮8，所述检测模块2包括检测模块控制箱9、水平轴10、探头支架11和检测探头12，所述检测模块控制箱9固定于前桁架3上，所述水平轴10的安装在检测模块控制箱9上，所述探头支架11安装于水平轴10末端，所述检测探头12可拆卸的安装于探头支架11底部，所述检测模块控制箱9内设有用于驱动水平轴10旋转的摆臂电机，通过摆臂电机带动探头支架11和其末端的检测探头12旋转，从而完成对渡槽的检测，本发明实施例中，所述检测探头12可以根据需检测的不同类型进行拆卸更换。
如图3、5所示，所述浮力调节模块包括两组浮筒13，两组浮筒13纵向对称的安装于中部桁架1内左右两侧，与渡槽内水流方向平行，每组两个浮筒13，所述浮筒13上设有用于调节浮力的进水口和出水口(图中未画出)，作为一种实施例，进水口和出水口可以设置手动阀门，根据渡槽水深手动调节两个浮筒13的浮力大小，使得整个装置的重力略大于浮力，这样整个水下行走装置可以以较小阻力在渡槽中沿着渡槽方向行走；当然也可以将进水口和出水口设置为自动调节阀，根据渡槽不同地方水深进行实时调整浮力大小，从而减少行走阻力，获得较长续航。
作为一种较优实施例，所述中部桁架1、前桁架3和后桁架4均采用金属型材制成，最优的可以采用铝合金型材制成。
所述前桁架3与中部桁架1前端通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架1相对于前桁架3的高度，所述后桁架4均与中部桁架1后端也通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架1相对于后桁架4的高度，从而调整中部桁架1的整体高度，适应不同尺寸的渡槽或者隧道。
作为一种较优实施例，如图3和图4所示，所述中部桁架1两侧的伸缩臂7为可调节长度的弹性伸缩臂7，利用弹性伸缩臂7保持侧部导向轮8与渡槽侧壁的接触力，从而维持整个水下行走装置行走稳定性；所述伸缩臂7包括壳型导槽14、弹性杆15和导向轮安装座16，所述壳型导槽14横向的固定于中部桁架1上，所述弹性杆15一端自由滑动安装于壳型导槽14内，另一端与导向轮安装座16相连，所述侧部导向轮8安装在导向轮安装座16上，所述壳型导向槽和弹性杆15上设有多个调节孔17，壳型导槽14设有对应的两个固定孔18，通过利用螺栓穿过固定孔18选择不同的调节孔17来调节弹性杆15从中部桁架1两侧伸出的长度，壳型导槽14与弹性杆15的安装方式与前桁架3相同，再次不在赘述，对于所示弹性杆15，一种较优结构如图5所示，该弹性杆15一端为刚性部20，安装在壳型导槽14内，进行向两侧伸出长度调节，另一端为弹性部19，与导向轮安装座16相连，该弹性部19用于防止侧部导向轮8与渡槽内侧壁刚性接触，同时还可以为侧部导向轮8与渡槽内侧壁之间提供预压力，使得侧部导向轮8与渡槽内壁始终保持接触，提高水下行走装置行走稳定性，其结构不限，可以为弹簧。
作为一种较优实施例，本发明的每个侧部导向轮8均可携带动力，采用防水电机驱动，也可以仅仅为行走轮5或者部分行走轮5携带动力，具体根据渡槽现场情况需要调节，比如渡槽较平缓，那么只需部分行走轮5携带动力，如果渡槽坡度较大或者渡槽内壁由于苔藓较滑，则需要所有行走轮5和侧部导向轮8携带动力，动力采用IPX8级的防水电机即可，具体可以参考潜水泵的防水电机。
作为一种更优的实施例，本发明可以在中部桁架1上设置防水的动力电源(图中未画出)，利用动力电源供电，无需连接电线，另外本发明还可以设置控制箱，在控制箱内设置控制器，利用控制器控制各个电机和检测探头12动作，实现全自动检测，领域本发明控制箱内还可以设置无线通讯模块，利用无线通讯模块进行遥控指挥和检测信息及时回传。需要指出的是本发明实施例中所有带电的设备或者控制箱均需满足IPX8级防水要求。
作为一种更优的实施例，安装所述检测探头12的探头支架11可以有一个(如图5所示)、两个(如图6所示)或者多个(如图7所示)，多个探头支架11以水平轴10为旋转中心与水平轴10固定相连，每个探头支架11上均可以携带一个检测探头12，以便同时进行多任务检测，具体探头支架11数量可以根据现场实际检测需求进行增加或者减少，不受上述实施例中数量限制。
所述检测探头12为高分辨率图像采集***或者渗透检测模块2，高分辨率图像采集***可以采用360°高清水下摄像头，渗透检测模块2可以采用隔离罩在渡槽内壁隔离出相对独立的空间，检测方法有如下几种：
1热线法-封闭部分区的水，通过热线法测定水的流速，若V≠0，则证明有渗漏；
2气压法-封闭部分区域的水，通过其他传感器测定环境气压变化值，若ΔP<0，则证明有渗漏；
3循迹法-封闭部分区域的水并注入染料，根据染料流向确认渗漏点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于渡槽检测的水下行走装置，其特征在于：包括中部桁架和检测模块，所述中部桁架前后分别设有前桁架和后桁架，所述前桁架和后桁架底部分别设有行走轮和驱动行走轮的防水电机，所述中部桁架两侧分别设有伸缩臂，所述伸缩臂末端设有用于与渡槽侧壁接触行走的侧部导向轮，所述检测模块包括检测模块控制箱、水平轴、探头支架和检测探头，所述检测模块控制箱固定于前桁架上，所述水平轴的安装在检测模块控制箱上，所述探头支架安装于水平轴末端，所述检测探头安装于探头支架底部，所述检测模块控制箱内设有用于驱动水平轴旋转的摆臂电机，利用摆臂电机驱动探头支架和其末端的检测探头旋转，从而完成对渡槽的检测。
2.如权利要求1所述的水下行走装置，其特征在于：所述水下行走装置还包括浮力调节模块，所述浮力调节模块包括多个浮筒，多个浮筒纵向对称的安装于中部桁架内，所述浮筒上设有用于调节浮力的进水口和出水口。
3.如权利要求2所述的水下行走装置，其特征在于：所述中部桁架两侧的伸缩臂为可调节长度的弹性伸缩臂，利用弹性伸缩臂保持侧部导向轮与渡槽侧壁的接触力，从而维持整个水下行走装置行走稳定性。
4.如权利要求3所述的水下行走装置，其特征在于：所述伸缩臂包括壳型导槽、弹性杆和导向轮安装座，所述壳型导槽横向的固定于中部桁架上，所述弹性杆一端自由滑动安装于壳型导槽内，另一端与导向轮安装座相连，所述侧部导向轮安装在导向轮安装座上，所述壳型导向槽和弹性杆上设有多个调节孔，通过选择不同的调节孔来选择弹性杆从中部桁架两侧伸出的长度。
5.如权利要求3所述的水下行走装置，其特征在于：所述前桁架与中部桁架前端通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架相对于前桁架的高度，所述后桁架均与中部桁架后端也通过多组螺栓孔相连，通过选择不同的螺栓孔可以调节中部桁架相对于后桁架的高度，从而调整中部桁架的整体高度。
6.如权利要求1至5任意一项所述的水下行走装置，其特征在于：所述检测探头为高分辨率图像采集***或者渗透检测模块。
7.如权利要求6所述的水下行走装置，其特征在于：所述中部桁架、前桁架和后桁架均采用金属型材制成。
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