[发明专利]一种基于ROV的大坝裂缝检测机器人及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于ROV的大坝裂缝检测机器人及其使用方法，涉及水下机器人领域，检测机器人包括整体框架、设置在整体框架上的浮力块和控制系统以及与控制系统相连的推进系统、观通系统、吸附系统和检测作业系统，检测作业系统包括冲吸泥工具，冲吸泥工具包括冲吸泥头、泵组和排污管，冲吸泥头分别连接泵组和排污管，泵组还连接控制系统，冲吸泥头通过泵组形成负压，将坝面沉积物吸入后通过排污管排出。利用冲吸泥工具在不破坏水体能见度的情况下对坝面淤泥进行处理，为裂缝检测提供条件，通过在整体框架上所搭载系统之间的协同作用，实现对大坝裂缝进行检测和定位，为修补作业奠定基础。

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，尤其是一种基于ROV的大坝裂缝检测机器人及其使用方法。

背景技术

目前，我国100米以上的高坝近140座，200米以上的特高坝数量居世界第一，最高坝体高300米，其中重力坝和面板坝占了相当比例。随着坝龄的增加，大坝坝体会出现一些缺陷，在缺陷的初始阶段以坝体裂缝为主，裂缝问题如果不及时处理，将会发展成诸如坝体面板脱落等更为严重的缺陷，不仅对坝体安全造成重要影响，也对坝体修复所消耗的人力、财力和物力造成较大影响。大坝水下环境复杂，坝体表面淤积了一层淤泥，这为坝体裂缝检测所面临的挑战。传统的裂缝检测主要由潜水员完成，由潜水员携带便携式摄像机和喷墨管(喷墨设备主体在水面陆地上)对坝体裂缝进行检测，喷墨管的存在限制了潜水员的灵活性。潜水员由于身体承受能力原因只能检测60米以浅的大坝，且工作时间有限，通常单人一次只能工作半小时，因此传统的裂缝检测的精度和效率不高。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于ROV的大坝裂缝检测机器人及其使用方法，利用冲吸泥工具在不破坏水体能见度的情况下对大坝坝面的淤泥进行处理，使大坝坝面裸露出来，为下一步裂缝检测提供条件，通过在整体框架上所搭载系统之间的协同作用，实现了对大坝裂缝进行检测和定位，为后续修补作业奠定基础。

本发明的技术方案如下：

一种基于ROV的大坝裂缝检测机器人，包括整体框架和设置在整体框架上的浮力块、推进系统、观通系统、控制系统、吸附系统和检测作业系统，控制系统连接推进系统、观通系统、吸附系统和检测作业系统为检测机器人提供动力和控制信号；

推进系统包括水平推进器和垂向推进器，实现检测机器人在水下各方位动作；

观通系统包括光源和摄像机，为检测机器人在水下运动和作业提供光源和图像；

吸附系统实现检测机器人在坝面上的固定；

检测作业系统用于检测和标记大坝裂缝，检测作业系统包括冲吸泥工具，冲吸泥工具用于清理大坝坝面的沉积物，为裂缝检测提供条件。

其进一步的技术方案为，冲吸泥工具包括冲吸泥头、泵组和排污管，冲吸泥头分别连接泵组和排污管，泵组还连接控制系统，冲吸泥头通过泵组形成负压，将坝面沉积物吸入后，通过排污管排出。

其进一步的技术方案为，检测作业系统还包括检测机械手和标识机械手，检测机械手和标识机械手分别连接控制系统，检测机械手上设有示踪喷嘴和激光标尺，示踪喷嘴连接储墨罐，储墨罐存储有示踪液体，储墨罐内置有电磁阀，电磁阀和激光标尺分别与控制系统相连，示踪喷嘴和储墨罐用于检测裂缝的泄露情况，激光标尺用于测量裂缝的尺度；

标识机械手上设有射钉工具，射钉工具用于标记裂缝位置。

其进一步的技术方案为，吸附系统包括吸附机械臂和吸盘，吸附机械臂的端口与吸盘相连，吸盘内置有电机，电机和吸附机械臂分别与控制系统相连。