[发明专利]基于负压吸力的堤坝渗漏封堵机器人及其使用方法

说明书

本发明涉及基于负压吸力的堤坝渗漏封堵机器人及其使用方法，所述机器人包括生磁单元、材料单元、升降单元、探测单元、清理单元、移动单元和控制单元。所述机器人可在堤坝临水面修复水下渗漏病害，对渗漏通道实现两层封堵效果：第一，因渗漏负压被吸入渗漏通道的熔融态相变材料凝固后对渗漏路径起到了堵塞作用；第二，残余的相变材料将材料单元粘结在堤坝坡面，对渗漏入口周边破损区起到了防护作用，以减少坝体的进一步破损。

技术领域

本发明涉及一种机器人及使用方法，具体地是一种基于负压吸力的堤坝渗漏封堵机器人及其使用方法，属于堤坝工程渗漏险情抢护技术领域。

背景技术

当前堤坝渗漏险情的抢堵方法主要有前戗培坡、土工合成材料覆盖截渗、嵌缝止水等，这些方法多年来一直用于实际工程，也取得了相应效果。但上述方法大多在渗水口表面进行抢护，对坝体内部的渗水通道填补效果甚微，而且对距离水位面较深处漏洞的修复较难展开，造成修复效率不高。近年来，相变材料水下自吸式封堵堤坝渗漏的方法逐渐开展研究，该方法是将固态相变材料在渗漏入口附近加热熔化为液态，由于渗漏入口处负压吸力的作用，液态相变材料被吸入渗漏通道；脱离热源的液态相变材料由于热量散失，在渗漏通道中及渗漏入口表面逐渐凝固，进而封堵渗漏通道，达到抢护堤坝渗漏险情的目的。该方法可行性已经得到验证，但在现场环境下的应用推广，需对相应的技术装备进行研发完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自基于负压吸力的堤坝渗漏封堵机器人及使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于负压吸力的堤坝渗漏封堵机器人，包括在水下工作的机器人主体和在水上工作的机器人控制单元；所述机器人主体包括：

生磁单元，包括电磁线圈和依次包裹电磁线圈的防水层、外壳；

材料单元，连接于生磁单元底部，包括材料容纳腔，所述材料容纳腔下表面带凹槽结构，凹槽内容纳固态相变材料和嵌入相变材料中的发热片，所述发热片通过连接线连接生磁单元；所述连接线在相变材料受热熔融时熔断；材料容纳腔底部设有护边；

移动单元，用于辅助机器人主体沿坝面移动；

探测单元，包括水压感应装置和摄像装置；

所述控制单元包括卷扬机、电磁控制模块和显示模块；分别与机器人主体、生磁单元和探测单元相连。

使用时，机器人主体各部分组装为整体置于水下，控制单元置于水上。机器人主体通过绳索与卷扬机连接，生磁单元、探测单元分别通过导线与控制单元相应模块电气连接。

作为本发明的进一步改进，还包括升降单元，所述升降单元连接生磁单元，控制生磁单元升降；所述控制单元还包括升降控制模块，连接所述升降单元。所述升降单元能够控制所述生磁单元升降，机器人移动时，控制所述升降单元将所述生磁单元、材料单元升起，使其不与坝面接触，方便机器人移动；待到达适宜封堵渗漏的位置时，控制所述升降单元将所述生磁单元、材料单元降下，与坝面贴合。优选地，所述升降单元为电动滑轨。

作为本发明的进一步改进，还包括清理单元；所述清理单元设置于机器人主体前端，包括电动毛刷和电动毛刷后设置的挡板。优选的，所述电动毛刷启动时转向为远离其他水下单元方向，挡板优选皮革材料。

作为本发明的进一步改进，所述材料容纳腔底部设有护边。护边具有弹性、透水功能，以适应坝面不平整。

作为本发明的进一步改进，所述材料容纳腔材质为高密度乙烯或橡胶。

作为本发明的进一步改进，所述相变材料为石蜡-松香按质量比4:1配比的复合材料。本发明使用的相变材料应具有一定的粘性，将材料单元整体粘附在渗漏入口作为第二层防护，此外要保证其熔化后具有较好的流动性。经测试该配比的复合材料具有更好的使用效果。