一種淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]面臨著人口不斷增長(zhǎng)和車輛快速增加，為了緩解地上交通擁堵壓力，人類不斷地修建了大量橋梁，尤其往江河湖海上延伸。經(jīng)過(guò)多年使用，橋梁橋墩已有部分存在不安全因素。水下部分的橋墩有些會(huì)因其使用年限較長(zhǎng)而出現(xiàn)老化，有些會(huì)受到?jīng)_刷、腐蝕或碰撞損壞等因素影響危及橋梁橋墩的裂縫和病變。因此，需要定期對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查、維護(hù)和維修，通常對(duì)水下橋墩檢測(cè)大都由專業(yè)潛水員來(lái)完成，這種檢查方法效率低、風(fēng)險(xiǎn)大、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)單方便、效率高，又安全可靠的淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人及其檢測(cè)方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人，包括機(jī)架，所述機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有推進(jìn)裝置，所述機(jī)架前端部設(shè)有由電機(jī)組件驅(qū)動(dòng)的清洗刷具，所述刷具經(jīng)緩沖聯(lián)接座與電機(jī)組件的傳動(dòng)軸聯(lián)接，所述機(jī)架前端部還設(shè)有檢測(cè)裝置，所述機(jī)架后端部設(shè)有控制艙，所述機(jī)架上還設(shè)有浮體。
[0005]進(jìn)一步的，所述緩沖聯(lián)接座包括與傳動(dòng)軸固定聯(lián)接的主動(dòng)法蘭及聯(lián)接在法蘭前側(cè)的法蘭罩體，所述刷具的傳動(dòng)桿穿過(guò)法蘭罩體的軸承孔，其后端聯(lián)接有位于法蘭罩體型腔內(nèi)的被動(dòng)法蘭，所述主動(dòng)法蘭經(jīng)分布在其前側(cè)且插入被動(dòng)法蘭周部銷孔的傳動(dòng)銷與被動(dòng)法蘭傳動(dòng)聯(lián)接，被動(dòng)法蘭與主動(dòng)法蘭之間還設(shè)有位于法蘭罩體內(nèi)有利于刷具傳動(dòng)桿軸向伸縮的緩沖彈簧。
[0006]進(jìn)一步的，所述電機(jī)組件前端部經(jīng)第一螺絲螺母組件螺接有電機(jī)外端蓋，所述主動(dòng)法蘭前端部經(jīng)第二螺絲螺母組件與法蘭罩體相螺接，所述法蘭罩體前端部經(jīng)第三螺絲螺母組件螺接法蘭罩體外端蓋，所述電機(jī)組件與電機(jī)外端蓋、主動(dòng)法蘭與法蘭罩體、法蘭罩體與法蘭罩體外端蓋的接觸面均設(shè)置有密封圈。
[0007]進(jìn)一步的，所述推進(jìn)裝置包含設(shè)置在機(jī)架左、右兩側(cè)且分別沿機(jī)架的前后方向?qū)ΨQ設(shè)置有左、右推進(jìn)器，沿機(jī)架上下方向設(shè)有至少一個(gè)垂直推進(jìn)器，沿機(jī)架左右方向設(shè)置有的至少一個(gè)側(cè)向推進(jìn)器。
[0008]進(jìn)一步的，所述檢測(cè)裝置包含設(shè)置清洗刷具上方的水下攝像機(jī)、對(duì)稱設(shè)置在水下攝像機(jī)左、右兩側(cè)且用以為水下攝像機(jī)提供光源的左、右水下LED燈，所述水下攝像機(jī)與設(shè)置在設(shè)置在地面監(jiān)控室的PC顯示屏相連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述浮體的浮力大于或等于整個(gè)機(jī)器人的整體重力。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制艙內(nèi)部裝有深度計(jì)、加速計(jì)、陀螺儀、電子羅盤、數(shù)字溫濕度傳感器以及控制電路板。
[0011]一種淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)方法，包括以下步驟: (1)首先將如權(quán)利要求1~7所述的淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人從地面下放至水面，控制左、右推進(jìn)器、垂直推進(jìn)器以及側(cè)向推進(jìn)器使淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人潛入水中并到達(dá)起始位置Q ;
(2)接著控制左、右推進(jìn)器、垂直推進(jìn)器以及側(cè)向推進(jìn)器使得所述淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人按預(yù)定軌跡繞橋墩周側(cè)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，所述淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)裝置檢測(cè)橋墩的表面，并將數(shù)據(jù)輸送至PC顯示屏，當(dāng)檢測(cè)到異物時(shí)，控制左、右推進(jìn)器或側(cè)向推進(jìn)器，所述淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人與橋墩面相接觸，且清洗裝置開始工作，當(dāng)未檢測(cè)到異物時(shí)，清洗裝置不工作；
(3)最后控制左、右推進(jìn)器、垂直推進(jìn)器以及側(cè)向推進(jìn)器使水下機(jī)器人回到起始位置Q。
[0012]進(jìn)一步的，在步驟(2 )中，當(dāng)對(duì)長(zhǎng)方體橋墩表面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，控制左、右推進(jìn)器使淺水橋墩檢測(cè)水下機(jī)器人從開始位置Q沿著前進(jìn)方向達(dá)到橋墩其中一面的預(yù)定位置A，然后控制垂直推進(jìn)器，使水下機(jī)器人下潛運(yùn)動(dòng)到位置B，接著通過(guò)側(cè)向推進(jìn)器使水下機(jī)器人達(dá)到位置C，再通過(guò)控制垂直推進(jìn)器使水下機(jī)器人上浮到位置D，最后控制側(cè)向推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)到E，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)直到檢測(cè)完預(yù)定面為止，再接下檢測(cè)橋墩其它三個(gè)面。
[0013]進(jìn)一步的，在步驟(2)中，當(dāng)對(duì)圓柱體橋墩表面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先通過(guò)控制左、右推進(jìn)器使淺水橋墩檢測(cè)水下機(jī)器人從開始位置Q沿著前進(jìn)方向達(dá)到圓柱體橋墩的預(yù)定位置A，在A點(diǎn)同一水平面，通過(guò)控制左、右推進(jìn)器和側(cè)向推進(jìn)器使水下機(jī)器人沿著順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，接著控制垂直推進(jìn)器使水下機(jī)器人下潛到位置B，然后控制左、右推進(jìn)器和側(cè)向推進(jìn)器使水下機(jī)器人沿著逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)再回到位置B，再通過(guò)控制垂直推進(jìn)器使水下機(jī)器人下潛運(yùn)動(dòng)到位置C，如此往復(fù)直到整個(gè)圓柱體橋墩表面檢測(cè)完畢。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明操作簡(jiǎn)單方便、效率高，又安全可靠，且結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，可近距離觀察淺水橋墩表面，還可以對(duì)淺水橋墩表面異物進(jìn)行清洗，重量輕方便攜帶，其控制器采用低能耗元件，使整體系統(tǒng)功率小，較適合水下長(zhǎng)期作業(yè)。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體構(gòu)造示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造正視示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造側(cè)視示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造清洗裝置示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的控制艙構(gòu)造示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人檢測(cè)長(zhǎng)方體橋墩軌跡示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人檢測(cè)圓柱體橋墩軌跡示意圖。
[0023]圖中:1-機(jī)架，2-推進(jìn)裝置，21-左推進(jìn)器，22-右推進(jìn)器，23-垂直推進(jìn)器，24-側(cè)向推進(jìn)器，3-電機(jī)組件，31-傳動(dòng)軸，32-第一螺絲螺母組件，33-電機(jī)外端蓋，34-電機(jī)密封箱，4-清洗刷具，41-傳動(dòng)桿，5-緩沖聯(lián)接座，51-主動(dòng)法蘭，511-傳動(dòng)銷，52-法蘭罩體，521-軸承孔，522-型腔，53-被動(dòng)法蘭，531-銷孔，54-第二螺絲螺母組件，55-第三螺絲螺母組件，56-法蘭罩體外端蓋，6-緩沖彈簧，7-密封圈，8-檢測(cè)裝置，81-水下攝像機(jī)，82-左水下LED燈，83-右水下LED燈，9-控制艙，91-蓋板，92-電纜線防水接頭，10-浮體，101-上浮體，102-下浮體，11-電纜線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1~5所示，一種淺水橋墩水下檢測(cè)機(jī)器人，包括機(jī)架1，所述機(jī)架I內(nèi)部設(shè)置有推進(jìn)裝置2，所述機(jī)架I前端部設(shè)有由電機(jī)組件3驅(qū)動(dòng)的清洗刷具4，所述刷具經(jīng)緩沖聯(lián)接座5與電機(jī)組件3的傳動(dòng)軸31聯(lián)接，所述機(jī)架I前端部還設(shè)有檢測(cè)裝置8，所述機(jī)架I后端部設(shè)有控制艙9，所述機(jī)架I上還設(shè)有浮體10。
[0025]在本發(fā)明中，所述緩沖聯(lián)接座5包括與傳動(dòng)軸31固定聯(lián)接的主動(dòng)法蘭51及聯(lián)接在法蘭前側(cè)的法蘭罩體52，所述刷具的傳動(dòng)桿41穿過(guò)法蘭罩體52的軸承孔521，其后端聯(lián)接有位于法蘭罩體52型腔522內(nèi)的被動(dòng)法蘭53，所述主動(dòng)法蘭51經(jīng)分布在其前側(cè)且插入被動(dòng)法蘭53周部銷孔531的傳動(dòng)銷511與被動(dòng)法蘭53傳動(dòng)聯(lián)接，被動(dòng)法蘭53與主動(dòng)法蘭51之間還設(shè)有位于法蘭罩體52內(nèi)有利于刷具傳動(dòng)桿41軸向伸縮的緩沖彈簧6。
[0026]在本發(fā)明中，所述電機(jī)組件3前端部經(jīng)第一螺絲螺母組件32螺接有電機(jī)外端蓋33，所述主動(dòng)法蘭51前端部經(jīng)第二螺絲螺母組件54與法蘭罩體52相螺接，所述法蘭罩體52前端部經(jīng)第三螺絲螺母組件55螺接法蘭罩體外端蓋56，所述電機(jī)組件3與電機(jī)外端蓋33、主動(dòng)法蘭51與法蘭罩體52、法蘭罩體52與法蘭罩體外端蓋56的接觸面均設(shè)置有密封圈7。在本發(fā)明中，所述密封圈7為丁晴O型圈或旋轉(zhuǎn)格萊圈其中一種或多種組合，所述第一螺絲螺母組件32、第二螺絲螺母組件54、第三螺絲螺母組件55與密封圈7相配合，所述密封圈7被壓縮以達(dá)到防泄漏的目的。
[0027]在本發(fā)明中，所述推進(jìn)裝置2包含設(shè)置在機(jī)架I左、右兩側(cè)且分別沿機(jī)架I的前后方向?qū)ΨQ設(shè)置有左推進(jìn)器21、右推進(jìn)器22，沿機(jī)架I上下方向設(shè)有兩個(gè)垂直推進(jìn)器23，沿機(jī)架I左右方向設(shè)置有的一個(gè)側(cè)向推進(jìn)器24 ;當(dāng)左推進(jìn)器21和右推進(jìn)器22通過(guò)同時(shí)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)使該水下機(jī)器人前進(jìn)或者后退，當(dāng)左推進(jìn)器21、右推進(jìn)器22轉(zhuǎn)向相反，且調(diào)節(jié)左右推進(jìn)器22自身轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)本機(jī)器人向左轉(zhuǎn)動(dòng)或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至是圍繞軸向原地轉(zhuǎn)動(dòng)；兩垂直推進(jìn)器23通過(guò)同時(shí)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)該水下機(jī)器人上浮或下沉運(yùn)動(dòng)；通過(guò)側(cè)向推進(jìn)器24正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人側(cè)向來(lái)回移動(dòng)。
[0028]在本發(fā)明中，所述檢測(cè)裝置8包含設(shè)置清洗刷具4上方的水下攝像機(jī)81、對(duì)稱設(shè)置在水下攝像機(jī)81左、右兩側(cè)且用以為水下攝像機(jī)81提供光源的左水下LED燈82、右水下LED燈83，所述水下攝像機(jī)81與設(shè)置在監(jiān)控室的PC顯示屏相連接，所述水下攝像機(jī)81采用水下CCD攝像機(jī)，所述左水下LED燈82、右水下LED燈83以及水下攝像機(jī)81固定在同一直線上，所述左水下LED燈82、右水下LED燈83為燈頭可旋轉(zhuǎn)式，所述左水下LED燈82燈頭和水下攝像機(jī)81連線與右水下LED燈83燈頭和水下攝像機(jī)81連