水下基础设施检测机器人[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108341038 A(43)申请公布日 2018.07.31

(21)申请号 201810177054.3(22)申请日 2018.03.04

(71)申请人 陕西骏敏科技有限公司

地址 710000 陕西省西安市高新区二环南

路西段154号易和蓝钻小区13号楼1单元1406-1407室(72)发明人 上官剑峰　彪航　(51)Int.Cl.

B63C 11/52(2006.01)H04L 29/08(2006.01)H04N 5/225(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

CN 108341038 A(54)发明名称

水下基础设施检测机器人(57)摘要

本发明提供了一种水下基础设施检测的机器人，能够有对水下桥梁和大坝等基础设施进行观测。包括水下机器人主体框架，电源舱，电子舱，声呐模块，推进器，照明灯，固体浮力材料，配重铅块。所述框架上部两侧设置固体浮力材料，所述的固体浮力材料中间设置电子舱，舱内设置控制部分和摄像头，所述框架中部两侧设置六个推进器，所述的推进其中间设置声呐检测模块，所述框架下部两侧设置照明灯，所述的照明灯中间设置电源舱。本发明结构简单，设计合理，布置紧凑，功能强大，具备良好的水下操纵检测能力，根据检测对象制定相应的巡游策略，测量数据通过上位机实时传入云端，以备有关部门实时调取，并及时启动修复工程。

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权　利　要　求　书

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1.水下基础设施检测机器人,其特征在于，包括：构成检测机器人主体的框架（11），所述框架的上层部分设置有固体浮力材料（2）和电子舱（1）；

所述框架中层部分两侧设置有推进器（4），所述推进器中间部分设置有声呐检测模块（5）；

所述框架下层部分两侧设置有照明灯（6），所述照明灯中间部分设置有电源舱（8）。2.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述固体浮力材料（2）的高度与框架（11）的上部平面等高。

3.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述电子舱（1）里包括控制硬件（19），深度传感器（16）和摄像头（20），所述摄像头（20）设置于电子舱（1）前端的透明罩内部，深度传感器（16）位于电子舱（1）后部并伸出舱外，所述电子舱（1）通过脐带缆与上位机连接。

4.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述推进器（4）分布为框架中层平面间隔水平放置4个推进器（4），框架（11）上层两侧固体浮力材料（2）中部竖直放置2个推进器（18）。

5.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述声呐检测模块（5）位于电子舱（1）的正下方，安装方向与电子舱（1）前端方向保持一致。

6.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述照明灯（6）中间的电源舱（8），舱体与电子舱（1）保持水平并通过尾部电源线与电子舱（1）和声呐模块（5）连接。

7.根据权利要求1所述的水下基础设施检测机器人，其特征在于：所述照明灯（6）照明方向与摄像头（20）拍摄方向、声呐检测模块（5）声呐发射方向三者的方向保持一致，所述摄像头（20）和声呐检测模块（5）并行检测，所述摄像头（20）和声呐模块（5）检测得到的数据通过脐带缆实时传输给上位机，上位机通过网络实时上传到云端。

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说　明　书

水下基础设施检测机器人

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技术领域

[0001]本发明涉及一种水下基础设施检测机器人。

背景技术

[0002]水下桥梁和大坝基础结构牢不牢，是关系到水下建筑体安全的根本，因此对混凝土脱落、蜂窝、水下结构裂纹、露筋、孔洞和机械损伤等表观病害的检测重要性不可忽视。受技术水平等多种原因所限，长期以来，水下桥梁和大坝等基础设施检测的自动化手段很少，传统方法是采用蛙人下水进行探摸以及水下摄像检测方式。水下由于深度不同所造成的泥沙分布不同、清浊度不同使得摄像这种单一检测方法不能达到预期的检测目标；蛙人检测搜索随机性比较强，一方面安全性不高，另一方面效率也很低；传统检测方法所获得的测量数据只能一次性处理，给修复工作造成一定的困难。因此亟需一种可以拥有在各种复杂环境中的检测方法，可以为特定目标设置相应巡游策略并可以实时监测数据的水下基础设施检测机器人。

发明内容

[0003]基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种可以为特定目标设置相应巡游策略并可以实时上监测数据的水下基础设施检测机器人。[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下基础设施检测机器人,包括：

构成检测机器人主体的框架，框架的上层部位设置固体浮力材料；框架上部中间部分设置电子舱；

框架中层部位两侧设置推进器，推进器中间部分设置声呐检测模块；框架下层部分两侧设置照明灯，照明灯中间部分设置电源舱。[0005]可选地：固体浮力材料设置在与框架的上部平面等高位置。[0006]可选地：设置于框架上的电子舱里包括控制硬件，深度传感器和摄像头，所述摄像头设置于电子舱前部的透明罩内部，深度传感器位于电子舱后部并伸出舱外，电子舱通过脐带缆与上位机连接。[0007]可选地：设置于框架中层部分的推进器，分布为框架中层平面间隔水平放置4个推进器，框架上层两侧固体浮力材料中部竖直放置2个推进器。

可选地：设置于框架中层水平推进器中间部分的声呐检测模块位于摄像头的正下方，并与摄像头的方向保持一致。[0008]可选地：声呐检测模块位于电子舱的正下方，安装方向与电子舱前端方向保持一致。

[0009]可选地：照明灯中间的电源舱，舱体与电子舱保持水平并通过尾部电源线与电子舱和声呐模块连接。[0010]可选地：照明灯照明方向与摄像头拍摄方向、声呐检测模块声呐发射方向三者的方向保持一致，所述摄像头和声呐检测模块并行检测，所述摄像头和声呐模块检测得到的

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说　明　书

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数据通过脐带缆实时传输给上位机，上位机通过网络实时上传到云端。[0011]与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明是一种对于水下基础设施检测机器人，结构简单紧凑，设计合理，功能性强，运行稳定，具有良好的水下检测功能，根据检测对象制定相应的巡游策略，测量数据通过上位机实时传入云端。附图说明[0012]图1 水下基础设施检测机器人主视图。[0013]图2 水下基础设施检测机器人俯视图。[0014]图3 水下基础设施检测机器人针对桥墩检测的巡游策略示意图。[0015]图4 水下基础设施检测机器人针对大坝壁面检测的巡游策略示意图。

具体实施方式

[0016]为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。

[0017]如图1、图2所示的一种水下基础设施检测机器人，包括：框架11，电源舱8，电子舱1，声呐模块5，推进器4，照明灯6，固体浮力材料2，配重铅块7，所述的框架11上层矩形四角等高位置设置四个固体浮力材料2，可为检测机器人调节浮力，所述单侧两个固体材料之间设置纵向推进器18，为水下基础设施检测机器人提供竖直方向的动力，推进器通过线缆与电子舱1连接，所述固体浮力材料2所在平面的中心位置设置电子舱1，所述电子舱1内包含控制硬件部分19，深度传感器16，摄像头20，所述硬件部分19设置在电子舱1的内部，控制部分19控制推进器4使之能够沿制定路径巡游，控制部分19还可以将摄像头20，声呐检测模块5以及深度传感器16获得的数据通过脐带缆传输到上位机，上位机可将数据实时上传到云端，所述摄像头20设置在电子舱1前部的透明罩内部，透过透明罩观测检测对象，所述的深度传感器16设置在电子舱1后部并局部伸出电子舱1以配合摄像头20检测数据提供实时深度数据。

[0018]所述框架11中层部分90度间隔均匀设置四个水平推进器4，通过线缆与电子舱1连接，控制检测机器人的水平方向的航向和航速，所述水平推进器4中间设置声呐检测模块5，所述声呐检测模块5与电子舱1平行且处于其正下方，并通过线缆连接，其检测数据作为综合数据的重要部分也可实时上传到上位机。

[0019]所述框架11下层部分两侧设置照明灯6，方向与摄像头20和声呐检测模块5保持一致，照明灯6通过线缆与电子舱1连接，为水下拍摄提供光源，所述照明灯中间设置电源舱8，通过电源线与电子舱1连接，为水下基础设施检测机器人提供能源。[0020]如图3、图4所示，水下基础设施检测机器人针对桥墩检测制定相应的巡游策略，由于桥梁的桥墩时等距分部的柱体，因此为了达到最高效率的检测，制定如图3、图4的巡游策略：针对单个桥墩，水下基础设施检测机器人采用螺旋式上升或下降的，覆盖全部桥墩面积的检测路线，而检测机器人结束单个桥墩的检测，在两个桥墩检测衔接时，水下基础设施检测机器人保持上一个桥墩结束检测的姿态，直接沿着水平直线运动至下一个桥墩处，采用螺旋式下降或上升继续进行检测，以此类推，直至结束所有桥墩的检测，在检测过程中，检测数据通过脐带缆3直接实时传输到上位机，然后直接实时上传到云端（例阿里云），以备有

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关部门实时调取，并及时启动修复工程。

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图1

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图2

图3

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图4

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