一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，包括气垫（1）、驱动轮（2）、吸盘（3）、顶板（4）、巡测装置（5）、控制箱（6）、通风孔（7）、防护装置（8）、水力蓄能器（9）；所述的气垫（1）、驱动轮（2）、吸盘（3）固定在顶板（4）上方，防护装（8）置固定在控制箱（6）下部；水力蓄能器（9）固定在顶板（4）尾部，穿过顶板（4）、控制箱（6）和防护装置（8）；顶板（4）、控制箱（6）、防护装置（8）开有孔，形成通风孔（7）；本实用新型专利技术能够在隧洞墙壁表面爬行，实现长距离、自动化的巡测作业目标。

An automatic inspection robot for long distance pressure free water conveyance tunnel

The utility model discloses a long distance Unpressure tunnel automatic patrol robot, including air cushion (1) and a driving wheel (2), chuck (3), (4), the roof monitoring device (5) and a control box (6) and a ventilation hole (7) and a protective device (8) hydraulic accumulator (9); the air cushion (1) and a driving wheel (2), chuck (3) fixed on the roof (4) above, protective equipment (8) arranged in the control box (6) below; hydraulic accumulator (9) is fixed on the roof (4) tail through the roof, (4) and a control box (6) and protective device (8); the roof (4) and a control box (6) and a protective device (8) is arranged to form ventilation holes (7); the utility model can crawl in tunnel wall surface, to achieve operational objectives, long distance survey automation.

【技术实现步骤摘要】
一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人
本技术涉及地下输水隧洞的巡查管理领域，尤其是针运行期长距离输水隧洞内部结构表面的一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人。
技术介绍
随着现代科学技术的进步，对工程建筑的监测和检测从人工逐渐实现了自动化，各种自动化机械设备具有轻便、自动、智能的特点，工作效率高、费用低，同时能够替代人工在一些危险的环境中进行工作，避免了作业人员面临的危险。输水隧洞通常深埋于地下，长度几公里到十几公里，在其开挖施工期，人能够进入隧洞内部进行巡查和检查，但是在正常运行时段，隧洞内部有水流，必须停止通水，否则人员难以进入进行现场巡查、测试、检查。在这些危险区域需要采用自动机器人或自动设备代替人的工作，现有的检查设备需要导轨或者吊轨以便于设备行走，或者需要保证表面基本为平面、整洁光滑，这些都难以适应隧洞内部的苛刻条件；同时，隧洞通常深入十几公里，设备供电、人工实时控制也具有局限性。为此，需要一种有效的巡测机器人，实现长距离、自动化的巡测作业的目标。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本技术提供一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，能够在隧洞墙壁表面爬行，实现长距离、自动化的巡测作业的目标。技术方案：为解决上述技术问题，本技术提出的一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，包括气垫、驱动轮、吸盘、顶板、巡测装置、控制箱、通风孔、防护装置、水力蓄能器；所述的气垫、吸盘固定在顶板上方，控制箱固定在顶板下，巡测装置固定在顶板前后两侧，防护装置固定在控制箱下部，驱动轮位于顶板上方，气垫中间，受控制箱控制；水力蓄能器固定在顶板尾部，穿过顶板、控制箱和防护装置；顶板、控制箱、防护装置开有孔，形成通风孔；其中，控制箱内有离心风扇、电池和电机；气垫和隧洞墙壁为柔性接触，气垫内外环边上各有一圈柔性折边，具有一定气密性；控制箱内有离心风扇，离心风扇的通风孔向下穿过防护装置，与外界联通；控制箱和气垫之间形成一空腔，离心风扇转动，抽取空腔内空气，从防护装置通风孔排出，空腔形成负压，使本技术贴合隧洞墙壁。作为优选，顶板为左右两块板，通过铰链连接；两块顶板上有独立的气垫和通风孔，通风孔在控制箱内联通为一体；控制箱左右两个部分分别与顶板左右两块连接，控制箱左右两个部分之间为不透气的柔性材料连接，使顶板和气垫能够适应隧洞墙壁凹凸的弧度变化，进行变形，以贴合隧洞墙壁。作为优选，驱动轮能够前后滚动；同时驱动轮能够水平转动；控制箱能够记录驱动轮的滚动距离和转动角度，实现移动方向和位置的计算定位。作为优选，水力蓄能器包括伸缩杆、水力发电机；伸缩杆一端与顶板固定，穿出顶板，端部为尖头；另一端连接水力发电机；顶板上部前后端有若干个吸盘，顶板下部尾端有气泵；气泵可使吸盘吸附在隧洞墙壁上，实现固定；伸缩杆伸长将水力发电机深入水下，实现水力转换为电能存储在电池中；所述的水力发电机能够根据水流方向调整角度，控制箱根据角度信息识别输水隧洞走向。作为优选，防护装置包含有水压探测器和高压气瓶，跌落水下后，防护装置自动充气，形成凹型，使本技术底部和四边被保护，并浮于水上。作为优选，还包括热成像仪、视频设备、探照灯，用以在黑暗环境下进行输水隧洞表面结构的巡测。作为优选，还包括无线定位装置，在落水后可以发射无线定位信号。本技术取得以下有益效果：爬墙功能，通过离心风扇、气垫和驱动轮的组合，使本技术能够贴近墙壁，同时进行移动；其原理为，气垫、顶板为组合式，可有一定变形，能够贴合隧洞墙壁表面形成弧度，保证了气垫和墙壁之间的气密性；此外，传统的爬墙机械，驱动轮位于同一平面，在较大弧度表面，驱动轮无法全部有效接触墙面，本技术有一定变形的能力，使驱动轮能够与隧洞墙壁表面有最大的接触面，在潮湿的隧洞墙壁产生足够的摩擦力实现移动。自动充电，使用水流动力转化电能，驱动运行；长距离的输水隧洞限制条件是，需要设备能够长时间运行，但输水隧洞内部无有效电源供应，利用水流动力转化电能供电，是作为备用电源及补充电能的有效方法。方向和距离的识别，通过控制箱、驱动轮、水力发电机实现距离和方向的识别；长距离的输水隧洞，有线和无线信号无法传输，操作人员无法进行有效的实时操作控制，本技术能够进行自动的方向识别，通过水力发电机辨别水流方向，能够判别输水隧洞的走向，实现方向识别。保护装置，在无人值守状态下工作，采用有效的保护装置，避免设备丢失，便于设备回收。巡测记录，能够安装多种巡测设备，进行自动信息采集记录。附图说明图1为本技术一实施例巡测布置示意图。图2为本技术结构关系示意图。图3为本技术顶部结构关系示意图。图4为本技术底部结构关系示意图。图5为防护装置张开后结构关系示意图。图6为柔性折边结构关系示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。如图1到图6所示，该技术实施例位于山坡内部一个隧洞中，吸附在隧洞顶部，包括气垫1、驱动轮2、吸盘3、顶板4、巡测装置5、控制箱6、通风孔7、防护装置8、水力蓄能器9；吸盘3固定在顶板4上方，本技术实施例在顶板4上方前部对称布置了四个吸盘3，顶板4上方后部对称布置了八个吸盘3。气垫1的内圈和外圈靠近隧洞顶部，有柔性折边10，耐磨，柔性折边10的边沿内圈和外圈外翻，便于贴合隧洞墙壁；电池为锂电池，可进行充放电。输水隧洞横断面常为圆形或椭圆形，有较大的弧度；纵断面则较为平直；形成负压空腔，使气垫1吸附在隧洞墙壁上时，两块顶板4自动上凹（或下凹），驱动轮2接触面贴合于隧洞墙壁，单侧两个驱动轮2接触面在一个平面内，左右两个驱动轮2接触面在一个弧面内。根据驱动轮2的周长和转动圈数，能够计算出本技术实施例沿隧洞轴向的位置，同时结合将采集信息、采集时间、移动时间，定位巡测信息对应的部位。控制箱6根据水力发电机13获得的水流方向，调整本技术实施例的移动方向，确保沿隧洞轴向移动。防护装置8包含有水压探测器和高压气瓶，跌落水下后，防护装置8自动充气，形成凹型，使本技术实施例被保护，浮于水面。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，包括气垫（1）、驱动轮（2）、吸盘（3）、顶板（4）、巡测装置（5）、控制箱（6）、通风孔（7）、防护装置（8）、水力蓄能器（9）；所述的气垫（1）、吸盘（3）固定在顶板（4）上方，控制箱（6）固定在顶板（4）下，巡测装置（5）固定在顶板（4）前后两侧，防护装置（8）固定在控制箱（6）下部，驱动轮（2）位于顶板（4）上方，气垫（1）中间，受控制箱（6）控制；水力蓄能器（9）固定在顶板（4）尾部，穿过顶板（4）、控制箱（6）和防护装置（8）；顶板（4）、控制箱（6）、防护装置（8）开有孔，形成通风孔（7）；所述的控制箱（6）内有离心风扇、电池和电机；气垫（1）和隧洞墙壁为柔性接触，气垫（1）内外环边上各有一圈柔性折边（10），具有一定气密性；控制箱（6）内有离心风扇，离心风扇的通风孔（7）向下穿过防护装置（8），与外界联通；控制箱（6）和气垫（1）之间形成一空腔，离心风扇转动，抽取空腔内空气，从防护装置（8）通风孔（7）排出，空腔形成负压。

【技术特征摘要】
1.一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，包括气垫（1）、驱动轮（2）、吸盘（3）、顶板（4）、巡测装置（5）、控制箱（6）、通风孔（7）、防护装置（8）、水力蓄能器（9）；所述的气垫（1）、吸盘（3）固定在顶板（4）上方，控制箱（6）固定在顶板（4）下，巡测装置（5）固定在顶板（4）前后两侧，防护装置（8）固定在控制箱（6）下部，驱动轮（2）位于顶板（4）上方，气垫（1）中间，受控制箱（6）控制；水力蓄能器（9）固定在顶板（4）尾部，穿过顶板（4）、控制箱（6）和防护装置（8）；顶板（4）、控制箱（6）、防护装置（8）开有孔，形成通风孔（7）；所述的控制箱（6）内有离心风扇、电池和电机；气垫（1）和隧洞墙壁为柔性接触，气垫（1）内外环边上各有一圈柔性折边（10），具有一定气密性；控制箱（6）内有离心风扇，离心风扇的通风孔（7）向下穿过防护装置（8），与外界联通；控制箱（6）和气垫（1）之间形成一空腔，离心风扇转动，抽取空腔内空气，从防护装置（8）通风孔（7）排出，空腔形成负压。2.根据权利要求1所述的一种长距离无压输水隧洞自动巡测机器人，其特征在于，所述的顶板（4）为左右两块板，通过铰链（11）连接；两块顶板（4）上有独立的气垫（1）和通风孔（7），通风孔（7）在控制箱（6）内联通为一体；控制箱（6）左右两个部分分别与顶板（4）左右两块连接，控制箱（6）左右两个部分之间为不透气的柔性材料连接，使顶板（4）和气垫（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，何勇军，范光亚，徐海峰，李宏恩，李卓，李铮，尹志灏，朱沁夏，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32