一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，由岸基保障系统及水下作业系统构成，所述岸基保障系统与水下作业系统通过线缆及气缆连接，所述岸基保障系统用于为水下作业系统提供动力、高压空气及保证通信，由所述岸基保障系统控制水下作业系统在水下海洋环境中对水下结构物表面进行清洗检测；本发明专利技术利用浮力舱来调整水下作业系统浮力的大小及作业姿态，其不仅增加了水下作业系统的载荷量，减少了系统的能量消耗。本发明专利技术中各行走足采用凸轮真空吸附式行走足，其可以实现对各种水下结构物表面的吸附，通过在不同的方向设置推进器，可以在海洋结构物表面形貌复杂时，使水下作业系统更方便的吸附于结构物的表面，从而实现清洗及检测工作。

Surface cleaning detection system of underwater structure based on buoyancy chamber

The invention relates to a surface cleaning structure based on buoyancy tank underwater detection system, by the shore based support system and underwater operation system, the operation system of shore based support system and water through the cable and cable gas connection, the guarantee system for shore based operating system of water power, and high pressure air ensure the communication by the operating system, the security control system of underwater shore under water in the marine environment of structures under water surface cleaning detection; the invention uses buoyancy chamber to adjust the size and working attitude of underwater operating system not only increased the buoyancy, the load of underwater operating system, the system of energy to reduce the consumption of. Each row in the invention using vacuum adsorption type cam feet walking foot, which can achieve the adsorption of structures under water surface, by setting the propeller in different directions, in the surface morphology of marine structure complex, surface adsorption more convenient operating system for underwater structures, so as to realize the cleaning and testing work.

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统
本专利技术涉及清洗、检测设备领域，尤其涉及一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统。
技术介绍
海洋装备长时间浸泡于海水中，外表面会附着难以消除的各种水生物，从而影响海洋装备的水动力性能，增加其运行阻力。而且由于深海的高压环境会导致海洋装备的外表面产生裂纹。因此需要对海洋装备外表面进行清洗及检测。相比于水下作业设备，陆地作业设备需要将海洋装备通过船坞等设备从水下提升起来，增加了作业成本和作业难度。当前普遍存在的水下海洋装备表面清洗机器人大多采用磁吸附方式在海洋装备表面实现行走功能。采用磁吸附式的机器人存在无法吸附于非钢铁结构物表面、整机重量大以及能耗高等缺陷。
技术实现思路
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，本专利技术可以吸附于非钢铁结构物表面进行清洗检测工作，同时通过浮力舱的调整实现机器人的悬停，增加其再和梁并减少能量消耗。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，由岸基保障系统及水下作业系统构成，所述岸基保障系统与水下作业系统通过线缆及气缆连接，所述岸基保障系统用于为水下作业系统提供动力、高压空气及保证通信，由所述岸基保障系统控制水下作业系统在水下海洋环境中对水下结构物表面进行清洗检测；所述岸基保障系统的具体结构如下：包括上位机、遥控手柄、岸基MCU、电力系统及高压空气系统，由所述遥控手柄及上位机输出控制指令，所述岸基MCU接收所述控制指令并分别控制高压空气系统、电力系统向水下作业系统传输高压空气及电能，所述岸基MCU还接收所述控制指令并控制水下作业系统进行清洗检测作业；所述水下作业系统的具体结构如下：包括壳体，在所述壳体的外部设置用于实现对水下结构物清洗、检测动作的行走作业组件，在所述壳体的内部设置用于检测当前工作状态的状态检测组件及用于实现水下作业系统悬停状态的浮力舱。其进一步技术方案在于：所述行走作业组件包括用于实现水下作业系统在水平方向移动的推进器、用于实现水下作业系统在海洋装备表面行走的行走机构、真空吸盘、摄像头、探照灯、云台及用于海洋装备表面清洗的除污装置，所述摄像头、探照灯设置于云台上，所述云台与壳体连接；所述推进器包括用于实现水平面上三个自由度运动的第二推进器和第四推进器、以及用于提供推动力贴附海洋装备表面的第一推进器及第三推进器；所述行走机构包括第一行走足、第二行走足、第三行走足及第四行走足；所述真空吸盘包括与第一行走足连接的第一吸盘、与第二行走足连接的第二吸盘、与第三行走足连接的第三吸盘及与第四行走足连接的第四吸盘；所述第一行走足、第二行走足位于所述壳体的一侧，所述第三行走足、第四行走足位于所述壳体的另一侧；所述状态检测组件包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、用于检测水下作业系统工作姿态的电子罗经及用于检测水下作业系统作业深度的深度传感器；所述浮力舱包括第一浮力舱、第二浮力舱、第三浮力舱、第四浮力舱，所述第一浮力舱、第二浮力舱、第三浮力舱及第四浮力舱均包括通过管路与高压空气系统连通的活塞缸，于所述管路上分别设置用于通入或排出高压空气的进气阀及排气阀，于所述活塞缸内设置活塞，所述活塞的底部与多根弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与所述活塞缸的底部连接，在所述活塞缸的底部中心处还开设进出水口；在活塞缸内还设置用于测量活塞缸内部高压空气含量的测距传感元件，沿所述活塞缸的内壁还设置限位器，在所述活塞的外圈还设置活塞密封圈；所述测距传感元件包括用于第一浮力舱的第一位移传感器、用于第二浮力舱的第二位移传感器、用于第三浮力舱的第三位移传感器及用于第四浮力舱的第四位移传感器；所述第一行走足、第二行走足、第三行走足、第四行走足均为凸轮式真空吸附行走足；在所述壳体上还设置配电箱及高压空气控制箱；所述第一推进器及第二推进器均位于所述壳体的一侧，所述第三推进器位于壳体的尾部，所述第四推进器位于所述壳体的另一侧。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构简单、使用方便，利用浮力舱来调整水下作业系统浮力的大小，其不仅增加了水下作业系统的载荷量，减少了系统的能量消耗，还能对各浮力舱内高压空气量通过测距传感元件进行监控。本专利技术中各行走足采用凸轮真空吸附式行走足，其可以实现对各种水下结构物表面的吸附，通过在不同的方向设置推进器，可以在海洋结构物表面形貌复杂时，使水下作业系统更方便的吸附于结构物的表面，从而实现清洗及检测工作。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中清洗检测装置与岸基的硬件连接示意图。图3为本专利技术中浮力舱结构示意图。其中：1、除污装置；2、第一吸盘；3、第一行走足；4、第一浮力舱；5、第二吸盘；6、第二行走足；7、第二推进器；8、第一位移传感器；9、第一推进器；10、第二浮力舱；11、第二位移传感器；12、高压空气控制箱；13、机器人MCU；14、摄像头；15、探照灯；16、云台；17、配电箱；18、第三位移传感器；19、第四推进器；20、第三推进器；21、第三浮力舱；22、第三行走足；23、电子罗经；24、第三吸盘；25、第四位移传感器；26、第四行走足；27、第四吸盘；28、第四浮力舱；29、深度传感器；30、高压空气系统；31、上位机；32、遥控手柄；33、岸基MCU；34、电力系统；35、限位器；36、活塞缸；37、活塞；38、弹簧；39、进出水口；40、活塞密封圈；41、测距传感元件；42、进气阀；43、排气阀；44、壳体。具体实施方式下面说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统包括岸基保障系统及水下作业系统，岸基保障系统用于为水下作业系统提供动力、高压空气及保证通信，由岸基保障系统控制水下作业系统在水下海洋环境中对水下结构物表面进行清洗检测；如图2所示，岸基保障系统的具体结构如下：包括上位机31、遥控手柄32、岸基MCU33、电力系统34及高压空气系统30，由遥控手柄32及上位机31输出控制指令，岸基MCU33接收控制指令并分别控制高压空气系统30、电力系统34向水下作业系统传输空气及电能，岸基MCU33还接收控制指令并控制水下作业系统进行清洗检测作业；如图1、图2所示，水下作业系统的具体结构如下：包括壳体44，在壳体44的外部设置用于实现对水下结构物清洗、检测动作的行走作业组件，在壳体44的内部设置用于检测当前工作状态的状态检测组件及用于实现水下作业系统悬停状态的浮力舱。如图1所示，所行走作业组件包括用于实现水下作业系统在水平方向移动的推进器、用于实现水下作业系统在海洋装备表面行走的行走机构、真空吸盘、摄像头14、探照灯15、云台16及用于海洋装备表面清洗的除污装置1，用于拍摄海洋装备表面图像的摄像头14、探照灯15设置于云台16上，云台16与壳体44连接。如图1所示，推进器包括用于实现水平面上三个自由度运动的第二推进器7和第四推进器19、以及用于提供推动力贴附海洋装备表面的第一推进器9及第三推进器20；第一推进器9及第二推进器7均位于所述壳体44的一侧，所述第三推进器20位于壳体44的尾部，所述第四推进器19位于所述壳体44的另一侧。行走机构包括第一行走足3、第二行走足6、第三行走足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，其特征在于：由岸基保障系统及水下作业系统构成，所述岸基保障系统与水下作业系统通过线缆及气缆连接，所述岸基保障系统用于为水下作业系统提供动力、高压空气及保证通信，由所述岸基保障系统控制水下作业系统在水下海洋环境中对水下结构物表面进行清洗检测；所述岸基保障系统的具体结构如下：包括上位机(31)、遥控手柄(32)、岸基MCU(33)、电力系统(34)及高压空气系统(30)，由所述遥控手柄(32)及上位机(31)输出控制指令，所述岸基MCU(33)接收所述控制指令并分别控制高压空气系统(30)、电力系统(34)向水下作业系统传输高压空气及电能，所述岸基MCU(33)还接收所述控制指令并控制水下作业系统进行清洗检测作业；所述水下作业系统的具体结构如下：包括壳体(44)，在所述壳体(44)的外部设置用于实现对水下结构物清洗、检测动作的行走作业组件，在所述壳体(44)的内部设置用于检测当前工作状态的状态检测组件及用于实现水下作业系统悬停状态的浮力舱。

【技术特征摘要】
1.一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，其特征在于：由岸基保障系统及水下作业系统构成，所述岸基保障系统与水下作业系统通过线缆及气缆连接，所述岸基保障系统用于为水下作业系统提供动力、高压空气及保证通信，由所述岸基保障系统控制水下作业系统在水下海洋环境中对水下结构物表面进行清洗检测；所述岸基保障系统的具体结构如下：包括上位机(31)、遥控手柄(32)、岸基MCU(33)、电力系统(34)及高压空气系统(30)，由所述遥控手柄(32)及上位机(31)输出控制指令，所述岸基MCU(33)接收所述控制指令并分别控制高压空气系统(30)、电力系统(34)向水下作业系统传输高压空气及电能，所述岸基MCU(33)还接收所述控制指令并控制水下作业系统进行清洗检测作业；所述水下作业系统的具体结构如下：包括壳体(44)，在所述壳体(44)的外部设置用于实现对水下结构物清洗、检测动作的行走作业组件，在所述壳体(44)的内部设置用于检测当前工作状态的状态检测组件及用于实现水下作业系统悬停状态的浮力舱。2.如权利要求1所述的一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，其特征在于：所述行走作业组件包括用于实现水下作业系统在水平方向移动的推进器、用于实现水下作业系统在海洋装备表面行走的行走机构、真空吸盘、摄像头(14)、探照灯(15)、云台(16)及用于海洋装备表面清洗的除污装置(1)，所述摄像头(14)、探照灯(15)设置于云台(16)上，所述云台(16)与壳体(44)连接。3.如权利要求2所述的一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，其特征在于：所述推进器包括用于实现水平面上三个自由度运动的第二推进器(7)和第四推进器(19)、以及用于提供推动力贴附海洋装备表面的第一推进器(9)及第三推进器(20)；所述行走机构包括第一行走足(3)、第二行走足(6)、第三行走足(22)及第四行走足(26)；所述真空吸盘包括与第一行走足(3)连接的第一吸盘(2)、与第二行走足(6)连接的第二吸盘(5)、与第三行走足(22)连接的第三吸盘(24)及与第四行走足(26)连接的第四吸盘(27)。4.如权利要求3所述的一种基于浮力舱的水下结构物表面清洗检测系统，其特征在于：所述第一行走足(3)、第二行走足(6)位于所述壳体(44)的一侧，所述第三行走足(22)、第四行走足...

【专利技术属性】
技术研发人员：万江龙，孔昕，谢仁和，李彬彬，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32