CN113386930A - 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法 - Google Patents

一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113386930A
CN113386930A CN202110525585.9A CN202110525585A CN113386930A CN 113386930 A CN113386930 A CN 113386930A CN 202110525585 A CN202110525585 A CN 202110525585A CN 113386930 A CN113386930 A CN 113386930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pier
underwater robot
frame
rotating arm
overhauling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110525585.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113386930B (zh
Inventor
尚伟燕
吕忠达
曹鸿飞
赵�卓
王飞
廖庆斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo University of Technology
Original Assignee
Ningbo University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo University of Technology filed Critical Ningbo University of Technology
Priority to CN202110525585.9A priority Critical patent/CN113386930B/zh
Publication of CN113386930A publication Critical patent/CN113386930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113386930B publication Critical patent/CN113386930B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63CLAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/38Arrangement of visual or electronic watch equipment, e.g. of periscopes, of radar
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/10Railings; Protectors against smoke or gases, e.g. of locomotives; Maintenance travellers; Fastening of pipes or cables to bridges
    • E01D19/106Movable inspection or maintenance platforms, e.g. travelling scaffolding or vehicles specially designed to provide access to the undersides of bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G01C21/1652Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments with ranging devices, e.g. LIDAR or RADAR

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明提供了一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法,属于水下机器人技术领域。它解决了现有的水下机器人不能在急流区域内稳定工作的问题。本发明一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法包括框架、抱壁机构、第一推进器以及机械臂,其中,当水下机器人运动至需要检修的桥墩处时,抱壁机构展开并吸附在需要检修的桥墩上,从而实现水下机器人与桥墩的稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况,在此之后,操作人员便可操控机械臂对桥墩的表面进行维护处理。

Description

一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法
技术领域
本发明属于水下机器人技术领域,涉及一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法。
背景技术
桥梁经过多年的使用后,水下部分的桥墩会因水流的冲刷、腐蚀或者外物的撞击等因素产生裂缝、病变或者局部破损,因此,需要定期对桥梁及水下部分进行检查和维护。以往的做法是桥梁水下检测作业由专业的潜水员完成,但是这种检测方法人员安全风险大,难以对大部分流速高、水深较大的桥梁实施;为了解决这种问题,人们已经开始尝试使用水下机器人代替人工对桥梁的水下部分进行检测。
常规的水下机器人在进行水下检测和辅助作业时,存在如下问题:
1、只能应用于流速平缓且深度较小的场合,当检测水域流速较高时,桥墩附近的流场将变得非常复杂,一般会伴随有局部的扰流和旋涡,普通的作业机器人无法在桥墩附近开展检测作业;
2、水下机器人在水下工作的平衡虽然可以通过推进器动力分配进行调节,但是当水下机器人搭载机械臂实施水下作业时,机械臂与桥墩之间的作业(如钻孔、切割等)会产生较大且非稳定工作负载,难以保证机械臂能够稳定操作。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种能在急流区域内稳定工作的应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种应用于桥墩检修的水下机器人,包括:
框架,框架的一端设有一对抱壁机构,每个抱壁机构均可相对框架转动,每个抱壁机构均可吸附在桥墩上;
多个第一推进器,均设于框架的内部;
机械臂,安装于框架的一端上,机械臂位于两个抱壁机构之间。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,每个抱壁机构均包括第一转臂、第二转臂以及至少一个抱吸组件,第一转臂的一端与框架活动连接,第二转臂与第一转臂的另一端活动连接,抱吸组件安装于第二转臂上。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,第一转臂远离第二转臂的一端安装有第一电机,第一电机上活动安装有第一转盘,框架上可拆卸连接有用于安装第一转盘的转座。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,第一转盘的一端安装有第二电机,第二电机上活动安装有用于连接第二转臂的第二转盘。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,每个抱吸组件均包括第二推进器以及安装于第二推进器上的吸盘,第二转臂的一端设有用于连接各个第二推进器的连接板。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,框架上设有传输头,框架的两侧以及框架靠近机械臂的一端均设有摄像头,每个摄像头均与传输头无线连接,每个抱壁机构均与传输头无线连接。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人中,框架靠近机械臂的一端设有与传输头无线连接的第二声呐,框架靠近机械臂的一端还设有定位杆,定位杆上设有与传输头无线连接的测距传感器。
一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法,包括如上述的应用于桥墩检修的水下机器人,还包括步骤如下:
步骤1、将水下机器人放置于待检测的水域内,操作人员检查探照灯、摄像头,并测试水下机器人的供电情况是否正常;
步骤2、启动水下机器人,通过操控第一推进器控制水下机器人在水下的平衡状态;
步骤3、通过水下机器人的导航舱,操作水下机器人按照规划路径运动至工作地点,当水下机器人运动至工作地点时,摄像头以及第二声呐会将实时画面通过传输头回传至该水下机器人的接收器,如此,操作人员便可判断到达区域是否到达待检测的桥墩区域,若是即刻开展桥墩检测,若否则控制水下机器人继续运动直至到达待检测的桥墩区域;
步骤4、当水下机器人到达待测的桥墩区域开展桥墩检测时,通过安装在定位杆上的测距传感器设定的距离以及摄像头,按照预设的轨迹路线对桥墩表面进行环绕、往复以及螺旋式检测,并将实时的检测画面回传;
步骤5、桥墩检测过程中,通过实时回传的检测画面判断桥墩表面是否出现异常,若未发现异常,则控制水下机器人开往下一待检测的地点继续检测作业;若发现桥墩表面异常或者有异物吸附时,操作人员根据实时回传的画面情况可作出如下处理:当桥墩表面故障可通过水下机器人进行处理时,操作人员可按照深水基础表面作业流程控制水下机器人,对桥墩表面的故障进行处理;当桥墩表面故障无法通过水下机器人进行处理时,可通过水下机器人的摄像头以及第二声呐,拍摄故障部位视频图像、声呐图像并存储,同时,通过导航舱,对桥墩上的故障部位进行定位记录并编号;
步骤6、当检测任务结束后,则控制水下机器人返回,并回收水下机器人。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法中,在步骤4的检测过程中,当水质浑浊,摄像头无法获取清晰画面时,开启第二声呐获取桥墩表面的实时画面。
在上述的一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法中,步骤5的深水基础表面作业流程包括:
步骤51、当发现桥墩表面有异物吸附需要处理时,控制水下机器人靠近桥墩,当定位杆与桥墩接触时,两个抱壁机构开启,当抱壁机构展开至预定角度后,开启第二推进器,以使吸盘吸附在桥墩的表面上。
步骤52、确认水下机器人与桥墩连接后,操控机械手,对桥墩表面上的异物进行清除或者对桥墩的表面进行打孔。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、在本发明中,当水下机器人运动至需要检修的桥墩处时,抱壁机构展开并吸附在需要检修的桥墩上,从而实现水下机器人与桥墩的稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况,在此之后,操作人员便可操控机械臂对桥墩的表面进行维护处理。
2、当摄像头拍摄的画面无法满足操控要求时,比如作业区域的海水较为浑浊,摄像头无法拍摄清晰画面时,可启动第二声呐获取工作水域的实时画面,并将实时画面通过传输头回传至接收器,以使得操作人员能够看到清晰的水下画面。
3、通过实施例二中的检修方法,不仅能使水下机器人在水下灵活运动,也实现水下机器人与桥墩稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况,在此之后,操作人员便可操控机械臂对桥墩的表面进行维护处理。
4、框架的两侧以及框架靠近机械臂的一端均设有探照灯,每个探照灯均与传输头无线连接,当将水下机器人放入水中后,便可开启该探照灯,通过探照灯照明水下机器人四周的环境,以方便摄像头拍摄水下照片。
5、工作时,摄像头拍摄图片以及视频通过传输头回传至该水下机器人的接收器,操作人员通过接收器上回传的图片以及视频,并在接收器上做出相应的指令操作,接收器便会传递给传输头,传输头传递给对应的摄像头或者第一电机或者第二推进器或者第二电机,以使得该抱壁机构能够精准吸附在桥墩上。
附图说明
图1是水下机器人的结构示意图。
图2是抱壁机构的结构示意图。
图3是图2另一视角的结构示意图。
图4是图1去除抱壁机构后的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1—图4所示,本实施例一种应用于桥墩检修的水下机器人包括框架100、抱壁机构200、第一推进器110以及机械臂120。
框架100的一端设有一对抱壁机构200,每个抱壁机构200均可相对框架100转动,每个抱壁机构200均可吸附在桥墩上,多个第一推进器110均设于框架100的内部,机械臂120安装于框架100的一端上,机械臂120位于两个抱壁机构200之间,框架100上设有浮板190,浮板190上开设有多个推孔191,在各个推孔191内设有第三推进器(图中未标注),并且第三推进器与第一推进器110的规格以及大小均相同,进一步的,第一推进器110分别与X轴、与Y轴之间具有一定的角度,以使得第一推进器110在水中启动时,第一推进器110能够在X轴与Y轴中产生不同的分力,从而控制该水下机器人在水平方向上的运动轨迹,另外,第三推进器分别与X轴、与Y轴以及与Z轴之间具有一定的角度,以使得第三推进器在水中启动时,第三推进器能够在X轴、Y轴以及Z轴中产生不同方向的分力,工作时,操作人员操控第一推进器110与第三推进器,从而控制该水下机器人在水中能够按照预定的轨迹运动,当水下机器人运动至需要检修的桥墩处时,抱壁机构200展开并吸附在需要检修的桥墩上,以使得该水下机器人在桥墩附近不易脱离,从而使得机械臂120能够稳定的对桥墩表面上的异物进行清除或者对桥墩的表面进行打孔。
每个抱壁机构200均包括第一转臂210、第二转臂220以及至少一个抱吸组件250,第一转臂210的一端与框架100活动连接,第二转臂220与第一转臂210的另一端活动连接,抱吸组件250安装于第二转臂220上,第一转臂210远离第二转臂220的一端安装有第一电机230,第一电机230上活动安装有第一转盘231,框架100上可拆卸连接有用于安装第一转盘231的转座231a,第一转盘231的一端安装有第二电机240,第二电机240上活动安装有用于连接第二转臂220的第二转盘241,每个抱吸组件250均包括第二推进器251以及安装于第二推进器251上的吸盘252,第二转臂220的一端设有用于连接各个第二推进器251的连接板253,当水下机器人运动至待检修的桥墩时,第一电机230以及第二电机240同时运转,使得第一电机230带动第一转盘231转动,第二电机240带动第二转盘241转动,因第一转盘231安装于转座231a上,转座231a安装于水下机器人的框架100上,第一电机230安装于第一转臂210的一端,使得第一转臂210以转座231a为中心转动,即,实现第一转臂210相对框架100转动,与此同时,因第二电机240安装在第一转臂210远离第一电机230的一端,第二转盘241安装于第二转臂220远离抱吸组件250的一端,并第一转臂210与第二转盘241的连接处呈弧形,第一转臂210与第二转臂220平行,使得第二转臂220能够以第二转盘241为中心旋转,即,实现第二转臂220相对第一转臂210转动,当第一转臂210相对转座231a旋转至第一个预设角度以及第二转臂220相对第一转臂210旋转至第二个预设角度时,抱吸组件250恰好接触桥墩的表面,此后,操控第一电机230从工作状态调整为刹车状态,以使得第一转臂210不再相对转座231a转动,与此同时,关闭第二电机240并开启第二推进器251,使得第二电机240对第二转盘241没有力的作用,也即,使得第二转臂220能够相对第一转臂210转动,如此,第二推进器251产生推力并将吸盘252推向桥墩的表面,而在此过程中,第二推进器251产生的推力与第二推进器251内的螺旋桨因旋转而扰动水流的方向相反,当吸盘252被推至桥墩表面时,吸盘252被压缩,同时,吸盘252内部空间的液体会被排出形成一定的负压,从而使得吸盘252与桥墩的表面紧密连接,然后,将第二电机240调整为刹车状态,从而实现水下机器人与桥墩稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况,在此之后,操作人员便可操控机械臂120对桥墩的表面进行维护处理。
框架100上设有传输头130,框架100的两侧以及框架100靠近机械臂120的一端均设有摄像头140,每个摄像头140均与传输头130无线连接,每个抱壁机构200均与传输头130无线连接,具体的,每个摄像头140、每个第一电机230、每个第二推进器251以及每个第二电机240均与传输头130无线连接,工作时,摄像头140拍摄图片以及视频通过传输头130回传至该水下机器人的接收器,操作人员通过接收器上回传的图片以及视频,并在接收器上做出相应的指令操作,接收器便会传递给传输头130,传输头130传递给对应的摄像头140或者第一电机230或者第二推进器251或者第二电机240,以使得该抱壁机构200能够精准吸附在桥墩上。
框架100靠近机械臂120的一端设有与传输头130无线连接的第二声呐150,当摄像头140拍摄的画面无法满足操控要求时,比如作业区域的海水较为浑浊,摄像头140无法拍摄清晰画面时,可启动第二声呐150获取工作水域的实时画面,并将实时画面通过传输头130回传至接收器,以使得操作人员能够看到清晰的水下画面。
框架100靠近机械臂120的一端还设有定位杆160,定位杆160上设有与传输头130无线连接的测距传感器161,在定位杆160的端部还设有与传输头130无线连接的接触传感器162,在水下机器人寻找以及靠近桥墩的过程中,测距传感器161时刻检测定位杆160与桥墩之间的距离,并反馈给传输头130,传输头130传递给该水下机器人的接收器,以使得操作人员能够时刻监测该水下机器人与桥墩之间的距离,当水下机器人要抱吸在桥墩上时,定位杆160远离框架100的一端接触桥墩的表面,以使得接触传感器162直接与桥墩接触,此时,接触传感器162产生信号并传递给传输头130,传输头130将该信号传递给两个抱壁机构200,即,传输头130将信号传递给第一电机230、第二电机240以及第二推进器251,以使得两个抱壁机构200能够准确抱吸在桥墩上,从而使得该水下机器人能够在桥墩附近稳定工作。
框架100的两侧以及框架100靠近机械臂120的一端均设有探照灯170,每个探照灯170均与传输头130无线连接,当将水下机器人放入水中后,便可开启该探照灯170,通过探照灯170照明水下机器人四周的环境,以方便摄像头140拍摄水下照片。
框架100靠近机械臂120的一端设有储物筐180,机械臂120上活动安装有机械手121,储物筐180内放置有钻头、砂轮片等工具,当水下机器人进行深水基础表面作业流程时,机械臂120上的机械手121可拾取合适的工具对桥墩表面的异物进行打磨取样等操作。
框架100内设有用于控制对应第一推进器110的控制舱310,进一步的,一个控制舱310控制一个第一推进器110与一个第三推进器(图中未标注),每个控制舱310均与传输头130无线连接;框架100内设有与传输头130无线连接的导航舱320,该导航舱320内集成有光纤惯性导航***(图中未标注)和水下计程仪(图中未标注),用于水下机器人的导航以及测速,在框架上设有用于实时定位水下机器人位置的第一声呐330,该第一声呐330与导航舱无线连接,当水下机器人移动的过程中,该第一声呐330精确定位该水下机器人的方位、速度及航向,以便操作人员对水下机器人的状态做出最佳判断。
实施例二
如图1—图4所示,本实施例是一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法,包括:
步骤1、将水下机器人放置于待检测的水域内,操作人员检查探照灯170、摄像头140,并测试水下机器人的供电情况是否正常;
步骤2、启动水下机器人,通过操控第一推进器110控制水下机器人在水下的平衡状态;
步骤3、通过水下机器人的导航舱320,操作水下机器人按照规划路径运动至工作地点,当水下机器人运动至工作地点时,摄像头140以及第二声呐150会将实时画面通过传输头130回传至该水下机器人的接收器,如此,操作人员便可判断到达区域是否到达待检测的桥墩区域,若是即刻开展桥墩检测,若否则控制水下机器人继续运动直至到达待检测的桥墩区域;
步骤4、当水下机器人到达待测的桥墩区域开展桥墩检测时,通过安装在定位杆160上的测距传感器161设定的距离以及摄像头140,按照预设的轨迹路线对桥墩表面进行环绕、往复以及螺旋式检测,并将实时的检测画面回传,供后期的检修人员参考;
步骤5、桥墩检测过程中,通过实时回传的检测画面判断桥墩表面是否出现异常,若未发现异常,则控制水下机器人开往下一待检测的地点继续检测作业;若发现桥墩表面异常或者有异物吸附时,操作人员根据实时回传的画面情况可作出如下处理:当桥墩表面故障可通过水下机器人进行处理时,操作人员可按照深水基础表面作业流程控制水下机器人,对桥墩表面的故障进行处理,具体的,深水基础表面作业流程包括以下步骤:
步骤51、当发现桥墩表面有异物吸附需要处理时,控制水下机器人靠近桥墩,当定位杆160与桥墩接触时,接触传感器162直接与桥墩接触,此时,接触传感器162产生信号并传递给传输头130,传输头130将该信号传递给两个抱壁机构200,即,传输头130将信号传递给第一电机230、第二电机240以及第二推进器251,此时,第一电机230以及第二电机240首先运转,使得第一电机230带动第一转盘231转动,第二电机240带动第二转盘241转动,因第一转盘231安装于转座231a上,转座231a安装于水下机器人的框架100上,第一电机230安装于第一转臂210的一端,使得第一转臂210以转座231a为中心转动,即,实现第一转臂210相对框架100转动,与此同时,因第二电机240安装在第一转臂210远离第一电机230的一端,第二转盘241安装于第二转臂220远离抱吸组件250的一端,并第一转臂210与第二转盘241的连接处呈弧形,第一转臂210与第二转臂220平行,使得第二转臂220能够以第二转盘241为中心旋转,即,实现第二转臂220相对第一转臂210转动,当第一转臂210相对转座231a旋转至第一个预设角度以及第二转臂220相对第一转臂210旋转至第二个预设角度时,抱吸组件250恰好接触桥墩的表面,此后,操控第一电机230从工作状态调整为刹车状态,以使得第一转臂210不再相对转座231a转动,与此同时,关闭第二电机240并开启第二推进器251,使得第二电机240对第二转盘241没有力的作用,也即,使得第二转臂220能够相对第一转臂210转动,如此,第二推进器251产生推力并将吸盘252推向桥墩的表面,而在此过程中,第二推进器251产生的推力与第二推进器251内的螺旋桨因旋转而扰动水流的方向相反,当吸盘252被推至桥墩表面时,吸盘252被压缩,同时,吸盘252内部空间的液体会被排出形成一定的负压,从而使得吸盘252与桥墩的表面紧密连接,然后,将第二电机240调整为刹车状态,从而实现水下机器人与桥墩稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况。
步骤52、在确认水下机器人与桥墩连接后,操控机械臂120,使得机械手121拾取合适的工具对桥墩表面的异物进行打磨取样等操作,当桥墩需要实施***拆除时,可通过机械手121选取储物筐180内的钻孔工具对需要拆除桥墩的表面进行打孔以方便人们安装***;当桥墩表面故障无法通过水下机器人进行处理时,可通过水下机器人的摄像头140以及第二声呐150,拍摄故障部位视频图像、声呐图像并存储,同时,通过导航舱320,对桥墩上的故障部位进行定位记录并编号;
步骤6、当检测任务结束后,则控制水下机器人返回,并回收水下机器人。
通过上述检修方法,不仅能使水下机器人在水下灵活运动,也实现水下机器人与桥墩稳定连接,从而避免水下机器人被桥墩旁的急流冲走的情况,在此之后,操作人员便可操控机械臂120对桥墩的表面进行维护处理。
实施例三
本实施例是在实施例二的步骤4中增设一个步骤。
具体的,当水质浑浊,摄像头140无法获取清晰画面时,开启第二声呐150获取桥墩表面的实时画面。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于桥墩检修的水下机器人,包括:框架,其特征在于,框架的一端设有一对抱壁机构,每个抱壁机构均可相对框架转动,每个抱壁机构均可吸附在桥墩上;
多个第一推进器,均设于框架的内部;
机械臂,安装于框架的一端上,机械臂位于两个抱壁机构之间。
2.根据权利要求1所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,每个抱壁机构均包括第一转臂、第二转臂以及至少一个抱吸组件,第一转臂的一端与框架活动连接,第二转臂与第一转臂的另一端活动连接,抱吸组件安装于第二转臂上。
3.根据权利要求2所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,第一转臂远离第二转臂的一端安装有第一电机,第一电机上活动安装有第一转盘,框架上可拆卸连接有用于安装第一转盘的转座。
4.根据权利要求2所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,第一转盘的一端安装有第二电机,第二电机上活动安装有用于连接第二转臂的第二转盘。
5.根据权利要求2所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,每个抱吸组件均包括第二推进器以及安装于第二推进器上的吸盘,第二转臂的一端设有用于连接各个第二推进器的连接板。
6.根据权利要求1所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,框架上设有传输头,框架的两侧以及框架靠近机械臂的一端均设有摄像头,每个摄像头均与传输头无线连接,每个抱壁机构均与传输头无线连接。
7.根据权利要求6所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人,其特征在于,框架靠近机械臂的一端设有与传输头无线连接的第二声呐,框架靠近机械臂的一端还设有定位杆,定位杆上设有与传输头无线连接的测距传感器。
8.一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法,其特征在于,包括如权利要求1至7任一项所述的应用于桥墩检修的水下机器人,还包括步骤如下:
步骤1、将水下机器人放置于待检测的水域内,操作人员检查探照灯、摄像头,并测试水下机器人的供电情况是否正常;
步骤2、启动水下机器人,通过操控第一推进器控制水下机器人在水下的平衡状态;
步骤3、通过水下机器人的导航舱,操作水下机器人按照规划路径运动至工作地点,当水下机器人运动至工作地点时,摄像头以及第二声呐会将实时画面通过传输头回传至该水下机器人的接收器,如此,操作人员便可判断到达区域是否到达待检测的桥墩区域,若是即刻开展桥墩检测,若否则控制水下机器人继续运动直至到达待检测的桥墩区域;
步骤4、当水下机器人到达待测的桥墩区域开展桥墩检测时,通过安装在定位杆上的测距传感器设定的距离以及摄像头,按照预设的轨迹路线对桥墩表面进行环绕、往复以及螺旋式检测,并将实时的检测画面回传;
步骤5、桥墩检测过程中,通过实时回传的检测画面判断桥墩表面是否出现异常,若未发现异常,则控制水下机器人开往下一待检测的地点继续检测作业;若发现桥墩表面异常或者有异物吸附时,操作人员根据实时回传的画面情况可作出如下处理:当桥墩表面故障可通过水下机器人进行处理时,操作人员可按照深水基础表面作业流程控制水下机器人,对桥墩表面的故障进行处理;当桥墩表面故障无法通过水下机器人进行处理时,可通过水下机器人的摄像头以及第二声呐,拍摄故障部位视频图像、声呐图像并存储,同时,通过导航舱,对桥墩上的故障部位进行定位记录并编号;
步骤6、当检测任务结束后,则控制水下机器人返回,并回收水下机器人。
9.根据权利要求8所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法,其特征在于,在步骤4的检测过程中,当水质浑浊,摄像头无法获取清晰画面时,开启第二声呐获取桥墩表面的实时画面。
10.根据权利要求8所述的一种应用于桥墩检修的水下机器人的检修方法,其特征在于,步骤5的深水基础表面作业流程包括:
步骤51、当发现桥墩表面有异物吸附需要处理时,控制水下机器人靠近桥墩,当定位杆与桥墩接触时,两个抱壁机构开启,当抱壁机构展开至预定角度后,开启第二推进器,以使吸盘吸附在桥墩的表面上。
步骤52、确认水下机器人与桥墩连接后,操控机械手,对桥墩表面上的异物进行清除或者对桥墩的表面进行打孔。
CN202110525585.9A 2021-05-14 2021-05-14 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法 Active CN113386930B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110525585.9A CN113386930B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110525585.9A CN113386930B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113386930A true CN113386930A (zh) 2021-09-14
CN113386930B CN113386930B (zh) 2022-10-04

Family

ID=77617160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110525585.9A Active CN113386930B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113386930B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113959500A (zh) * 2021-11-16 2022-01-21 中国铁路南昌局集团有限公司科学技术研究所 铁路桥梁水下桥墩病害检测装置
CN115027649A (zh) * 2022-08-10 2022-09-09 青岛澳西智能科技有限公司 一种水下桥墩检测机器人
CN116534223A (zh) * 2023-05-12 2023-08-04 港珠澳大桥管理局 水下结构检测机器人
CN116626054A (zh) * 2023-07-26 2023-08-22 德州华恒环保科技有限公司 一种水下建筑质量检测装置
CN118142107A (zh) * 2024-05-10 2024-06-07 大连海事大学 一种水下破拆钳辅助装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62143251U (zh) * 1986-03-06 1987-09-09
CN204489154U (zh) * 2015-02-16 2015-07-22 福州大学 一种浅水桥墩水下检测机器人
WO2016076436A1 (ja) * 2014-11-15 2016-05-19 株式会社ハイボット 水中観察装置
CN106428482A (zh) * 2016-11-07 2017-02-22 山东省水利科学研究院 一种具有辅助侧吸盘稳定装置的水下检测机器人
CN106514668A (zh) * 2016-12-19 2017-03-22 华南理工大学 基于双机械手环抱桩柱的水下机器人定位***
CN108382551A (zh) * 2018-04-03 2018-08-10 上海圭目机器人有限公司 一种用于桥墩水下检测的机器人***
CN209441584U (zh) * 2018-11-13 2019-09-27 山东科技大学 一种多用途水下机器人
CN110886215A (zh) * 2019-12-16 2020-03-17 刘童童 一种桥梁检测结构及其检测方法
CN111521619A (zh) * 2020-04-20 2020-08-11 中国船舶科学研究中心 一种基于rov的大坝裂缝检测机器人及其使用方法
CN212919414U (zh) * 2020-08-06 2021-04-09 威海浦鲸智能设备有限公司 液下攀爬作业机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62143251U (zh) * 1986-03-06 1987-09-09
WO2016076436A1 (ja) * 2014-11-15 2016-05-19 株式会社ハイボット 水中観察装置
CN204489154U (zh) * 2015-02-16 2015-07-22 福州大学 一种浅水桥墩水下检测机器人
CN106428482A (zh) * 2016-11-07 2017-02-22 山东省水利科学研究院 一种具有辅助侧吸盘稳定装置的水下检测机器人
CN106514668A (zh) * 2016-12-19 2017-03-22 华南理工大学 基于双机械手环抱桩柱的水下机器人定位***
CN108382551A (zh) * 2018-04-03 2018-08-10 上海圭目机器人有限公司 一种用于桥墩水下检测的机器人***
CN209441584U (zh) * 2018-11-13 2019-09-27 山东科技大学 一种多用途水下机器人
CN110886215A (zh) * 2019-12-16 2020-03-17 刘童童 一种桥梁检测结构及其检测方法
CN111521619A (zh) * 2020-04-20 2020-08-11 中国船舶科学研究中心 一种基于rov的大坝裂缝检测机器人及其使用方法
CN212919414U (zh) * 2020-08-06 2021-04-09 威海浦鲸智能设备有限公司 液下攀爬作业机器人

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113959500A (zh) * 2021-11-16 2022-01-21 中国铁路南昌局集团有限公司科学技术研究所 铁路桥梁水下桥墩病害检测装置
CN115027649A (zh) * 2022-08-10 2022-09-09 青岛澳西智能科技有限公司 一种水下桥墩检测机器人
CN116534223A (zh) * 2023-05-12 2023-08-04 港珠澳大桥管理局 水下结构检测机器人
CN116626054A (zh) * 2023-07-26 2023-08-22 德州华恒环保科技有限公司 一种水下建筑质量检测装置
CN116626054B (zh) * 2023-07-26 2023-09-22 德州华恒环保科技有限公司 一种水下建筑质量检测装置
CN118142107A (zh) * 2024-05-10 2024-06-07 大连海事大学 一种水下破拆钳辅助装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113386930B (zh) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113386930B (zh) 一种应用于桥墩检修的水下机器人及其检修方法
JP6817227B2 (ja) 多関節アームロボットに取り付けられた穴加工工具を使用して、静的に装着された工作物の表面に穿孔を設けるための方法及び装置
KR101564835B1 (ko) 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇
CN111521619B (zh) 一种基于rov的大坝裂缝检测机器人及其使用方法
KR101620459B1 (ko) 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇
CN106428485A (zh) 用于长距离声光双向导引捕获回收auv的新型潜水器
USRE44935E1 (en) Submersible robot for operating a tool relative to a surface of an underwater structure
FR2519576A1 (fr) Robot a pattes grimpeur
CN110712733B (zh) 海洋管道水下作业装置及其作业方法
JP2011017670A (ja) 原子炉容器の管台作業システム
CN112009623B (zh) 一种用于船舶停泊的主动捕获式对接***
JP3514875B2 (ja) 遠隔炉内作業装置および方法
JP2010078433A (ja) 遠隔作業装置
CN114459349A (zh) 一种水下大坝裂缝检测及维修机器人
CN105225707A (zh) 一种核电站水下带吸盘的浮游装置
JP6817776B2 (ja) 浮力調整システムおよび浮力調整方法
JP3950711B2 (ja) 水中点検方法
JP7397471B2 (ja) 模型船試験自動化システム
JP2019182214A (ja) 自律型無人潜水機
US10706976B2 (en) Assembly for acting on the outer surface of a tube, and corresponding method
JP3895162B2 (ja) 原子炉補修ロボット
JPS6135370Y2 (zh)
JP6814591B2 (ja) 探触子板交換システムおよび探触子板交換方法
JPH0774030B2 (ja) 水中構造物点検用ロボット
CN110977768A (zh) 一种检验检测遥控工作台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant