布放装置及箱涵的检查作业系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种布放装置，用于在箱涵中工作的水下机器人，所述布放装置包括：笼式主体；安装至笼式主体内的用于脐带缆的导向机构，以牵拉水下机器人运动；安装在笼式主体上的可伸缩的侧向和竖向支撑机构，竖向支撑机构处于展开状态时，其向下展开超出笼式主体之外，使得侧向支撑机构在笼式主体上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度；侧向支撑机构处于展开状态时，其侧向展开超出笼式主体之外，使得布放装置的整体侧向宽度大于或等于箱涵的涵洞的入口通道的内壁宽度。本实用新型专利技术还提供了一种箱涵的检查作业系统，包括上述布放装置、水下机器人、缆轴以及与侧向和竖向支撑机构连接的控制装置。相较于现有技术，本实用新型专利技术减少了布放装置的重量和尺寸。

【技术实现步骤摘要】
布放装置及箱涵的检查作业系统
本技术涉及一种布放装置，尤其是用于箱涵中工作的水下机器人的布放装置，本技术还涉及一种包括该布放装置的箱涵检查作业系统。
技术介绍
箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞。箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成，一般由钢筋混凝土或圬工制成。当箱涵用作运输水路的通道时，为了保持下游供水的效率和持续性，箱涵内通常不会停水，且涵洞内水流通常较大。箱涵内需要检修和观察时，靠人力难以实现，需要水下机器人辅助实现。箱涵的涵洞的入口通道连接至涵洞的顶面，一般为水平截面呈长方形的深筒形结构，下端(即涵洞中)持续有水流流动。涵洞的高度即为竖向方向上涵洞顶面与底面之间的距离，涵洞入口通道内壁的宽度即为涵洞的入口通道的水平截面的宽度。现有技术中，水下机器人一般通过与布放装置配合的脐带缆释放到涵洞内的水流中，脐带缆既能牵拉水下机器人，又能够为水下机器人及连接在水下机器人上的各种元件提供电力、液压通道以及传递控制信号等。现有的布放装置一般在水中沉底，依靠自重与涵洞底面的摩擦来固定，这样的构造使得布放装置重量和尺寸都较大；并且现有的布放装置在使用中时，脐带缆容易与箱涵内尖角或布放装置本身发生摩擦，从而导致脐带缆的损坏。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种用于在箱涵中工作的水下机器人的布放装置以及使用该布放装置的箱涵检查作业系统，以至少实现减少布放装置的重量和尺寸。根据本技术的一个实施例，提供了一种用于在箱涵中工作的水下机器人的布放装置，包括：笼式主体；安装至笼式主体内的用于脐带缆的导向机构，导向机构配置成：将脐带缆经受的第一方向的力转换为第二方向的力，以牵拉水下机器人运动；安装在笼式主体上的可伸缩的侧向支撑机构和可伸缩的竖向支撑机构，其中，在竖向支撑机构处于展开状态时，竖向支撑机构向下展开超出笼式主体之外，使得侧向支撑机构在笼式主体上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度；在侧向支撑机构处于展开状态时，侧向支撑机构侧向展开超出笼式主体之外，使得布放装置的整体侧向宽度大于或等于箱涵的涵洞的入口通道的内壁宽度。竖向支撑机构的展开提供对笼式主体的竖向支撑(也就是限制了布放装置竖向的自由度)，由于竖向支撑机构向下展开超出笼式主体之外使得侧向支撑机构在笼式主体上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度，并且侧向支撑机构侧向展开超出笼式主体之外使得布放装置的整体侧向宽度大于或等于箱涵的涵洞的入口通道的内壁宽度，因此当竖向和侧向支撑机构都处于展开状态时，笼式主体的至少一部分会抵靠在涵洞的入口通道内壁上，同时侧向支撑机构也抵靠在涵洞的入口通道的内壁上，将笼式主体横向“压紧”在此处(也就是限制了布放装置横向的自由度)，从而将布放装置整体稳固地固定在工作位置。根据本技术的一个实施例，笼式主体在沿第二方向面朝水下机器人的一侧上设置有防摩擦机构。防摩擦机构可有效地避免脐带缆与布放装置直接接触发生摩擦或与布放装置碰撞导致脐带缆损坏，并且能够减小牵拉水下机器人的脐带缆受到的摩擦力。根据本技术的一个实施例，防摩擦机构包括辊子。相比于缓冲类型的防摩擦机构(例如，弹性的防摩擦机构)，辊子与脐带缆发生滚动摩擦而非滑动摩擦，进一步保护脐带缆的同时，辊子的使用寿命延长、本身损坏的概率较小。根据本技术的一个实施例，在侧向支撑机构的自由端和/或竖向支撑机构的自由端上安装有接触式压力传感器。接触式压力传感器用于测量侧向支撑机构抵靠在涵洞的入口通道内壁上和/或竖向支撑机构抵靠在涵洞的底面上的支撑力。根据本技术的一个实施例，在笼式主体上安装有用于测量笼式主体的底部与涵洞的底面之间的距离的测量装置。根据本技术的一个实施例，测量装置包括用于定位布放装置的位置的光源和摄像元件。光源和摄像元件均为防水的(即在水下可正常工作)。光源可设置为向下的照明距离小于或等于竖向支撑机构向下展开超出笼式主体之外的最大距离，当光源向下照亮涵洞的底面时，摄像元件能够拍摄到涵洞的底面，即可确定此时布放装置的位置为工作位置。根据本技术的一个实施例，测量装置包括用于定位布放装置的位置的水压传感器。水压传感器通过测量到的水压确定布放装置距离水面的距离，继而定位布放装置的位置。根据本技术的一个实施例，在竖向支撑机构处于收缩状态时，竖向支撑机构向上收缩至笼式主体之内，在侧向支撑机构处于收缩状态时，侧向支撑机构收缩至笼式主体之内。收缩状态时的位于笼式主体之内的竖向支撑机构和侧向支撑机构确保了布放装置整体尺寸更小，更易于存放和运输。根据本技术的一个实施例，导向机构为滑轮组。滑轮组包括多个依次布置的滑轮，这些滑轮与脐带缆配合，从而将脐带缆经受的第一方向的力转换为第二方向的力，以牵拉水下机器人运动。根据本技术的另一方面，还提供了一种箱涵的检查作业系统，包括如上所述的布放装置、水下机器人、固定在箱涵的涵洞入口处的缆轴、以及与布放装置的侧向支撑机构和竖向支撑机构连接的控制装置，其中，脐带缆与布放装置的导向机构配合并且一端连接至缆轴，另一端连接至水下机器人，控制装置用于控制侧向支撑机构和竖向支撑机构的伸缩运动。本技术的有益技术效果在于：布放装置的笼式主体的结构有效地减轻了整体装置的重量，布放装置的侧向和竖向支撑机构是可伸缩的，在存放和吊装时处于收缩位置，减小装置的尺寸；另一方面，导向机构和设置在笼式主体上的防摩擦机构避免脐带缆与箱涵内尖角和/或布放装置摩擦导致脐带缆损坏。附图说明图1为根据本技术的一个实施例的布放装置的立体图；图2为图1中的布放装置的另一个视角的立体图；图3为根据本技术的一个实施例的箱涵检查系统的示意图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本技术的实施例。应当理解的是，以下所述仅为本技术的示例，并且并不对本技术构成任何限定。各实施例之间可相互组合以形成未在以下描述或未在附图中明确示出的其他实施例。参考附图，图1和图2分别示出了根据本技术的一个实施例的用于在箱涵中工作的水下机器人(RemotelyOperatedVehicles，ROV)的布放装置10的不同视角的立体图。在本领域中，该布放装置也称为线缆管理系统(TetherManagementSystem，TMS)。根据示出的实施例，布放装置10包括：笼式主体12；安装至笼式主体12内的用于脐带缆16的导向机构14，导向机构14配置成：将脐带缆16经受的第一方向的力转换为第二方向的力，以牵拉水下机器人运动；安装在笼式主体12上的可伸缩的侧向支撑机构18和可伸缩的竖向支撑机构20，其中，在竖向支撑机构20处于展开状态时，竖向支撑机构20向下展开超出笼式主体12之外，使得侧向支撑机构18在笼式主体12上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度(在此，涵洞的高度指的是涵洞底面与顶面之间的距离)，在侧向支撑机构18处于展开状态时，侧向支撑机构18侧向展开超出笼式主体12之外，使得布放装置10的整体侧向宽度大于或等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种布放装置，用于在箱涵中工作的水下机器人，其特征在于，所述布放装置包括：/n笼式主体；/n安装至所述笼式主体内的脐带缆导向机构，所述导向机构配置成：将脐带缆经受的第一方向的力转换为第二方向的力，以牵拉所述水下机器人运动；/n安装在所述笼式主体上的可伸缩的侧向支撑机构和可伸缩的竖向支撑机构，其中，在所述竖向支撑机构处于展开状态时，所述竖向支撑机构向下展开超出所述笼式主体之外，使得所述侧向支撑机构在所述笼式主体上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度；/n在所述侧向支撑机构处于展开状态时，所述侧向支撑机构侧向展开超出所述笼式主体之外，使得所述布放装置的整体侧向宽度大于或等于所述箱涵的涵洞的入口通道的内壁宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种布放装置，用于在箱涵中工作的水下机器人，其特征在于，所述布放装置包括：
笼式主体；
安装至所述笼式主体内的脐带缆导向机构，所述导向机构配置成：将脐带缆经受的第一方向的力转换为第二方向的力，以牵拉所述水下机器人运动；
安装在所述笼式主体上的可伸缩的侧向支撑机构和可伸缩的竖向支撑机构，其中，在所述竖向支撑机构处于展开状态时，所述竖向支撑机构向下展开超出所述笼式主体之外，使得所述侧向支撑机构在所述笼式主体上的安装位置的竖向高度大于涵洞的高度；
在所述侧向支撑机构处于展开状态时，所述侧向支撑机构侧向展开超出所述笼式主体之外，使得所述布放装置的整体侧向宽度大于或等于所述箱涵的涵洞的入口通道的内壁宽度。


2.根据权利要求1所述的布放装置，其特征在于，所述笼式主体在沿所述第二方向面朝所述水下机器人的一侧上设置有防摩擦机构。


3.根据权利要求2所述的布放装置，其特征在于，所述防摩擦机构包括辊子。


4.根据权利要求1所述的布放装置，其特征在于，在所述侧向支撑机构的自由端和/或所述竖向支撑机构的自由端上安装有接触式压力传感器。


5.根据权利要求1所述的布...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建仓，李立成，张永强，步小明，代海存，侯越强，
申请(专利权)人：天津深之蓝海洋设备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12