[发明专利]一种模块化管道勘测水下机器人

说明书

本发明提供了一种模块化管道勘测水下机器人，应用目标定位为长距离输水管道水下检测需求。机器人采用艏部、艉部设计，艏部、艉部均具备摄像头与照明灯，在无需转弯的情况下就能够实现机器人的前进后退，操作更简便捷。机器人携带的环臂支撑杆，通过电动推杆实现伸缩，既能改变支撑角度亦能改变伸缩长度。机器人具备多个功能段，可任意切换组合方式，具备摄像、照明、导航、计程、测深、测温等多种用途。

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，尤其涉及一种用于检测水下输水管道的模块化水下机器人。

背景技术

在浩渺的海洋中，在夯实的地面下，布满了各式各样的输水管道，这种管道长达百里、千里，有的甚至远超这个数字。这种管道经过长达数十年的使用，必然会受到一定的腐蚀，对管道的检测则变得尤为重要。大部分管道都是金属结构，很多探测设备在这种条件下无法接收卫星信号进行定位，即使找到了缺陷处也难以确定缺陷位置。管道内部充满了水，必须采用水下机器人才能进入探测，但目前大多数的水下机器人定位通过惯性导航传感器、声学多普勒速度仪等仪器辅助测量，由于算法不够成熟，长距离下定位误差特别大。因此需要一款水下机器人，能够检测行走距离、稳定性好、能搭载多个监测装置实现对管道的无死角检测。

发明内容

本发明涉及了一种模块化管道勘测水下机器人，整体结构采用模块化思想，拆装更换方便，可进行功能模块更换，可实现整体支撑管壁行走，水体产生的波动对机器人影响较小，非管道检测需求时又可以将环壁支撑杆取下，剩余部分可作为一个水下机器人使用，速度快，自带能源，可选择性携带光纤进行水面、水下远程控制，又可以实现水下自主导航，机器人携带的计程轮可实时反馈行走路程，机器人上携带的光纤可同时传输多个摄像头数据、机器人状态信息、控制信号。机器人首尾均具备一个摄像头，可满足机器人在不掉头的情况下进行前进后退。

为解决上述背景技术涉及问题，本发明提供了一种模块化管道勘测水下机器人，其特征在于，艏部开架模块、多功能连接模块、能源模块、主控模块、DVL模块、艉部推进模块、环壁支撑杆、艏部高清水下摄像头、艏部水下照明灯、高度计、周向高清水下摄像头、周向水下照明灯、水下槽道推进器、防撞环、浮力材料、模块电路、交换机、散热片、环壁支撑杆驱动器、把手一、上电开关、电池组、备用电池、主控制器、惯性导航系统、天线、抛载块、DVL传感器、抽气装置、把手二、抽气孔帽、压力传感器、温度传感器、圆形吊环、艉推推进器、尾翼、水密光纤连接器、艉部高清水下摄像头、艉部水下照明灯、固定圆环、支撑杆、电动推杆、环壁高清水下摄像头、计程装置、计程轮、磁钢、弹簧，所述的艏部开架模块为开架结构，包括一个艏部高清水下摄像头、一组水平放置的艏部水下照明灯、四个高度计、三个周向高清水下摄像头、三个周向水下照明灯以及两个水下槽道推进器，艏部开架模块头部安装有防撞环，艏部开架模块采用浮力材料包裹；所述的多功能连接模块通过水密接插件分别与艏部开架模块内部各组成部分连接，多功能连接模块内部集成模块电路、交换机、散热片、环壁支撑杆驱动器，把手一以两侧对称分布的方式安装在多功能连接模块外表面上方；所述的能源模块为机器人的动力源，安装有上电开关，能源模块内部设有电池组；所述的主控模块内部设有主控制器、备用电池以及惯性导航系统，主控模块正上方设有天线，正下方设有抛载块，所述的DVL模块正下方设有DVL传感器，正上方设有抽气装置，抽气装置两侧各布置一个把手二，抽气装置上方安装一个密封件抽气孔帽；所述的艉部推进模块包含压力传感器、温度传感器、圆形吊环、艉推推进器、尾翼、水密光纤连接器、一个艉部高清水下摄像头、一对艉部水下照明灯，其中艉部水下照明灯为水平放置，艉部推进模块的外侧设有“十”字形布置艉推推进器和成“X”形布置尾翼；所述的环壁支撑杆固定在机器人上，两个固定圆环分别布置在多功能连接模块与主控模块位置上，环壁支撑杆包含三组电动推杆，相邻两个电动推杆之间的夹角为120°，三组电动推杆具有同步和异步两种工作模式，电动推杆延伸到最长位置由于组成的四连杆滑动机构作用环壁支撑杆处于展开状态，收缩到最短位置时环壁支撑杆处于收缩状态，环壁支撑杆具备三根支撑杆，每根支撑杆均为可上下伸缩的复合结构，每根支撑杆均安装有一对环壁高清水下摄像头与一套计程装置，每套计程装置安装两个计程轮。