[发明专利]一种水下长距离隧洞检测机器人

说明书

本发明涉及水利工程机器人领域，更具体地说，它涉及一种水下长距离隧洞检测机器人，旨在解决现有水下机器人难以适用于隧洞的问题，其技术方案要点是：包括多个主舱、连接于主舱的电池舱、安装于电池舱的水下定位模组、安装于主舱及电池舱的观测模组、连接主舱与电池舱的伸缩固定架、安装于伸缩固定架且推进机器人运动的推进模组、连接于主舱且自悬浮于水体中的线缆，其中电池舱内设有储能模块。本发明通过线缆、储能模块、电池舱与舱体的设计，达到长距离检测隧洞情况的目的。

技术领域

本发明涉及水利工程机器人领域，更具体地说，它涉及一种水下长距离隧洞检测机器人。

背景技术

城市生活用水和工农业生产用水都要求有稳定、可靠的供水。采用输水隧洞进行跨区域长距离调水是当前保障城市用水的一个重要手段，输水隧洞在运行一段时间后，随着时间累积、地质条件变化、沉降等多种因素的影响，在洞壁处会产生裂缝、裂纹、坍塌等。如不能及时的发现问题并进行评估和补救，会直接影响隧洞调水的安全运营，所以输水隧洞检测一直都是一个重要的研究课题。

现有的一种检测方法是对隧洞进行断水排空后，派遣检查人员进入隧洞进行观察。但输水隧洞断水排空检查会出现诸多问题，第一，输水隧洞结构环境在断水前长期处在有压的状态下，突然的断水排空，会导致隧洞内部的应力场发生变化；第二，输水隧洞多为长距离且内径大、流量大，断水排空需耗费大量的人力、物力和财力。第三，输水隧洞断水排空会影响城市的供水。

综上所述，断水排空造成的影响巨大，这也造成了多数的输水隧洞为保证不间断供水而无法检测的现状。

另一种检测方法是通过水下机器人进行检测，现有的水下机器人受所携带通讯线缆的限制在检测距离上有限，并且不具备抗流能力，在水利工程中多应用在坝体、发电洞等短距离检测的场景；另外，部分工业级水下机器人能够在水下环境较为恶劣的情况下检测工作，但多应用于广域水域中，难以适应隧洞洞径各不相同的复杂环境。

工业级水下机器人的能源和控制指令都由水面控制台提供，通过脐带缆传递给水下机器人。其优点在于动力充足可以支撑复杂或大型的探测设备，信息采集和数据传送工作快捷方便，数据采集量大。其主要缺陷就是自身的生命线--脐带缆，在短程操作中问题不大，但是在长距离水下作业中，随着脐带缆长度的大幅增加，缆线上面能量的损耗是巨大的，无法为机器人提供足够的动力。

因此，需要一种新的水下机器人，来解决输水隧洞安全检测的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水下长距离隧洞检测机器人，通过线缆、储能模块、电池舱与舱体的设计，达到长距离检测隧洞情况的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水下长距离隧洞检测机器人，包括多个主舱、连接于主舱的电池舱、安装于电池舱的水下定位模组、安装于主舱及电池舱的观测模组、连接主舱与电池舱的伸缩固定架、安装于伸缩固定架且推进机器人运动的推进模组、连接于主舱的线缆，其中电池舱内设有储能模块，所述主舱、所述电池舱的舱体均为流线圆柱形设计，且舱体的两端迎流面均设有球形罩。

长距离检测需要超长的线缆作为通讯介质，若线缆同时提供能源，在线缆上能量损耗巨大，故本专利采用机身携带能源的方式，由电池舱内携带的能源模块提供能源，同时，在不通过线缆提供能源后，线缆的重量也将会大大减轻，从而可以通过增大线缆与水体接触面积的方式自悬浮于水体中，不需要机体提供额外的拉力。

本发明进一步设置为：所述主舱、所述电池舱的舱体均为流线圆柱形设计，且舱体的两端迎流面均设有球形罩。