一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置及操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置及操作方法，包括载体框架，所述载体框架的上方安装有浮力块，所述载体框架的上方四个角处分别安装有垂向推进器和水平推进器，所述载体框架的中部焊接有载人舱，所述载人舱的底部通过密封装置安装有吸附裙；所述载人舱外侧的载体框架上安装有液压源、海水泵、高压氧气瓶、接线箱和控制舱，载人舱外侧的载体框架的前端位置横向安装有高压空气瓶，与高压氧气瓶相对侧的载体框架上间隔安装有机械手，所述机械手上安装有多自由度打磨工具；所述载人舱内部安装有气体浓度控制装置，吸附裙的内部安装有坝面裂缝修补系统，工作可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置及操作方法
本专利技术涉及水利水电的深水大坝维护设备
，尤其是一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置及操作方法。
技术介绍
目前，中国100米以上的高坝近140座，200米以上的特高坝数量均居世界第一，最高坝体高300米，其中面板坝占了相当比例。随着坝龄的增加，大坝坝体会出现一些缺陷，在缺陷的初始阶段以坝体裂缝为主，裂缝问题如果不及时处理，将会发展成诸如面板脱落等更为严重的缺陷，不仅对坝体安全造成重要影响，也对后续坝体修复所消耗的人力、财力和物力造成较大影响。大坝水下环境复杂，坝面覆盖一层淤泥，特别是在发电机组工作的时候，水流速度大，水体浑浊，在水环境中施工作业十分困难，如果采用放水排空将裂缝暴露在空气中再修补，则代价过大。因此，坝体裂缝修补是大坝维护所面临的巨大挑战。传统的裂缝修补主要由潜水员完成，由潜水员携带作业工具完成作业区域清理、裂缝修补等作业。潜水员由于身体承受能力原因只能完成60米以浅的坝面裂缝修补，且工作时间有限，通常单人一次只能工作半小时。在水流速度较大的情况下，潜水员体力消耗快，行动不便，不利于修补作业的开展。由于淤泥的存在，当潜水员清除表面淤泥时，其附近水体立即变得浑浊，能见度极低，潜水员很难开展后续作业。更深的大坝作业目前采用较多的是水下无人潜水器(ROV)，通过携带的观察设备对大坝坝面进行观察，无法对裂缝进行修补作业，同时，由于流场的复装以及淤泥的存在，进一步限制了ROV对裂缝的修补作业能力。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置及操作方法，从而通过所搭载设备之间的协同作业，使修补载人装置吸附在坝面上，形成常压干式作业环境，人员由载人舱进入裙内，通过携带的作业工具和修补材料完成坝面裂缝的修补作业。本专利技术所采用的技术方案如下：一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，包括载体框架，所述载体框架的上方安装有浮力块，所述载体框架的上方四个角处分别安装有垂向推进器和水平推进器，所述载体框架的中部焊接有载人舱，所述载人舱的底部通过密封装置安装有吸附裙；所述载人舱外侧的载体框架上安装有液压源、海水泵、高压氧气瓶、接线箱和控制舱，载人舱外侧的载体框架的前端位置横向安装有高压空气瓶，与高压氧气瓶相对侧的载体框架上间隔安装有机械手，所述机械手上安装有多自由度打磨工具；所述载人舱内部安装有气体浓度控制装置，吸附裙的内部安装有坝面裂缝修补系统。其进一步技术方案在于：所述载人舱的结构为：包括耐压舱体，所述耐压舱体的顶面设置有出入舱口盖，所述耐压舱体的一侧设置有观察窗，所述耐压舱体的底部设置有密闭舱口盖。所述吸附裙的底部外圆周方向间隔安装有多个裙外水下灯。所述吸附裙的结构为：包括上裙体，所述上裙体的顶面与载人舱的底部连接，所述上裙体的底部配合安装有下裙体，所述上裙体和下裙体的连接处的外圆周面设置有转动环，还包括转动马达，所述转动马达的输出端安装齿轮，齿轮与转动环配合；下裙体的底部安装有柔性密封圈。所述坝面裂缝修补系统的结构为：包括间隔设置的固定侧板，固定侧板安装在吸附裙的内壁，两块固定侧板之间安装有灌注材料存储罐，所述灌注材料存储罐下方安装有灌注筒体，所述灌注筒体的顶部通过管路与灌注材料存储罐连通，所述管路上安装有灌料转换阀门，所述灌注筒体的一端穿过右端的固定侧板连接灌注软管，所述灌注软管上安装有灌注启闭阀门，所述灌注筒体的另一端通过行程筒体连接水存储舱，所述水存储舱固定在左端的固定侧板的内侧，左端的固定侧板定位外部安装有水流换向阀块，所述水流换向阀块的底部连接清洗软管，所述清洗软管上安装有降压阀和清洗启闭阀门。所述灌注筒体的内部通过弹簧安装有活塞，灌注筒体、行程筒体和水存储舱的内部互相贯通，所述水存储舱的底部安装有混合式卸压阀门，所述水存储舱的顶部安装有压力表。还包括观通系统，有三部分，第一部分是设置在修补载人装置艏部的成像声纳、艏部云台、艏部高清摄像机和艏部水下灯，第二部分是设置在吸附裙内部的裙内云台、微光摄像机和裙内水下灯，第三部分是设置在吸附裙外侧的裙外水下灯。一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置的操作方法，包括如下操作步骤：第一步：打开出入舱口盖，两名作业人员进入载人舱中，然后关闭出入舱口盖和密闭舱口盖，从大坝坝顶布放修补载人装置；第二步：水面人员操控海水泵，调节可调压载水舱内的水量，使修补载人装置在水中处于微正浮力状态；第三步：控制修补载人装置航行至待修补裂缝附近；第四步：水面人员启动转动马达，驱动转动环带动下裙体相对上裙体转动，调整吸附裙下表面与水平面之间的角度，调整至与坝面平行；第五步：水面人员开启艏部水下灯，控制艏部云台，通过艏部高清摄像机观察作业区域情况；第六步：调节水平推进器和垂向推进器的推力，使修补载人装置悬停在指定位置，水面人员在观通系统的配合下，操纵机械手清理作业区域内的杂物，清理完毕后，操纵多自由度打磨工具对作业区域进行打磨；第七步：开启裙内水下灯，水面人员通过吸附裙内的微光摄像机标定待修补裂缝的中心在图像中相对于裙口的位置，开启自动吸附功能，控制系统以标定位置与裙口中心位置重合为目标引导修补载人装置向坝面移动，逐渐使吸附裙的下表面与坝面贴合，同时，保证待修补裂缝处于吸附裙裙口的中央；当吸附裙与坝面贴合后，开启海水泵卸压，使吸附裙内的压力降至一个大气压，通过吸附裙的内外压差使修补载人装置吸附在坝面上；关闭裙内水下灯，开启裙外水下灯，若微光摄像机的画面内无光亮，则初步证明吸附成功，吸附裙内保压五分钟，若压力无变化，则最终证明吸附成功；第八步：关闭裙外水下灯，开启裙内水下灯，水面人员操控开启海水泵，将吸附裙内的水排除，并通过高压空气瓶向吸附裙内补气，控制系统通过吸附裙内的压力反馈自动调节补气速度，使吸附裙内始终保持一个大气压，当吸附裙内的水排空，关闭海水泵，并停止补气，吸附裙内形成一个常压干式的作业环境，作业区域暴露在空气中；第九步：载人舱内的人员开启载人舱和吸附裙之间的密闭舱口盖，人员由载人舱进入吸附裙内；第十步：人员操作水流换向阀块将引入的高压水流由关闭状态转向至清洗方向，牵引清洗软管将管口对准清洗区域，开启清洗启闭阀门，对作业区域进行清洗，使待修补裂缝完全裸露，清洗完毕后，关闭清洗启闭阀门，操作水流换向阀块至关闭状态；第十一步：人员操作灌料转换阀门，由关闭状态转向至水下淤堵料方向，向灌注筒体内添加水下淤堵料，通过灌注筒体上的液位窗口观察添加情况；操作灌料转换阀门至关闭状态，操作水流换向阀块将引入的高压水流由关闭状态转向至灌注方向，牵引灌注软管将管口对准作业区域，开启灌注启闭阀门，对作业区域灌注淤堵料；淤堵料灌注完毕后，关闭灌注启闭阀门，操作水流换向阀块至关闭状态，开启混合式卸压阀门卸除水存储舱内的水压，活塞在弹簧的作用下恢复至原位；操作灌料转换阀门，由关闭状态转向至水下柔性防渗材料方向，向灌注筒体内添加水下柔性防渗材料，通过灌注筒体上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：包括载体框架(3)，所述载体框架(3)的上方安装有浮力块(2)，所述载体框架(3)的上方四个角处分别安装有垂向推进器(4)和水平推进器(5)，所述载体框架(3)的中部焊接有载人舱(1)，所述载人舱(1)的底部通过密封装置安装有吸附裙(9)；/n所述载人舱(1)外侧的载体框架(3)上安装有液压源(6)、海水泵(17)、高压氧气瓶(18)、接线箱(16)和控制舱(19)，载人舱(1)外侧的载体框架(3)的前端位置横向安装有高压空气瓶(7)，与高压氧气瓶(18)相对侧的载体框架(3)上间隔安装有机械手(10)，所述机械手(10)上安装有多自由度打磨工具(12)；/n所述载人舱(1)内部安装有气体浓度控制装置(21)，/n吸附裙(9)的内部安装有坝面裂缝修补系统(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：包括载体框架(3)，所述载体框架(3)的上方安装有浮力块(2)，所述载体框架(3)的上方四个角处分别安装有垂向推进器(4)和水平推进器(5)，所述载体框架(3)的中部焊接有载人舱(1)，所述载人舱(1)的底部通过密封装置安装有吸附裙(9)；
所述载人舱(1)外侧的载体框架(3)上安装有液压源(6)、海水泵(17)、高压氧气瓶(18)、接线箱(16)和控制舱(19)，载人舱(1)外侧的载体框架(3)的前端位置横向安装有高压空气瓶(7)，与高压氧气瓶(18)相对侧的载体框架(3)上间隔安装有机械手(10)，所述机械手(10)上安装有多自由度打磨工具(12)；
所述载人舱(1)内部安装有气体浓度控制装置(21)，
吸附裙(9)的内部安装有坝面裂缝修补系统(22)。


2.如权利要求1所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：所述载人舱(1)的结构为：包括耐压舱体(101)，所述耐压舱体(101)的顶面设置有出入舱口盖(103)，所述耐压舱体(101)的一侧设置有观察窗(102)，所述耐压舱体(101)的底部设置有密闭舱口盖(104)。


3.如权利要求1所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：所述吸附裙(9)的底部外圆周方向间隔安装有多个裙外水下灯(8)。


4.如权利要求1所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：所述吸附裙(9)的结构为：包括上裙体(901)，所述上裙体(901)的顶面与载人舱(1)的底部连接，所述上裙体(901)的底部配合安装有下裙体(902)，所述上裙体(901)和下裙体(902)的连接处的外圆周面设置有转动环(903)，还包括转动马达(905)，所述转动马达(905)的输出端安装齿轮，齿轮与转动环(903)配合；下裙体(902)的底部安装有柔性密封圈(904)。


5.如权利要求1所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：所述坝面裂缝修补系统(22)的结构为：包括间隔设置的固定侧板(2202)，固定侧板(2202)安装在吸附裙(9)的内壁，两块固定侧板(2202)之间安装有灌注材料存储罐(2201)，所述灌注材料存储罐(2201)下方安装有灌注筒体(2204)，所述灌注筒体(2204)的顶部通过管路与灌注材料存储罐(2201)连通，所述管路上安装有灌料转换阀门(2203)，所述灌注筒体(2204)的一端穿过右端的固定侧板(2202)连接灌注软管(2206)，所述灌注软管(2206)上安装有灌注启闭阀门(2205)，所述灌注筒体(2204)的另一端通过行程筒体(2209)连接水存储舱(2210)，所述水存储舱(2210)固定在左端的固定侧板(2202)的内侧，左端的固定侧板(2202)定位外部安装有水流换向阀块(2215)，所述水流换向阀块(2215)的底部连接清洗软管(2212)，所述清洗软管(2212)上安装有降压阀(2214)和清洗启闭阀门(2213)。


6.如权利要求5所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：所述灌注筒体(2204)的内部通过弹簧(2207)安装有活塞(2208)，灌注筒体(2204)、行程筒体(2209)和水存储舱(2210)的内部互相贯通，所述水存储舱(2210)的底部安装有混合式卸压阀门(2211)，所述水存储舱(2210)的顶部安装有压力表(2216)。


7.如权利要求1所述的一种遥控型面板坝裂缝修补载人装置，其特征在于：还包括观通系统，有三部分，第一部分是设置在修补载人装置艏部的成像声纳(11)、艏部云台(14)、艏部高清摄像机(13)和艏部水下灯(15)，第二部分是设置在吸附裙(9)内部的裙内云台(24)、微光摄像机(25)和裙内水下灯(23)，第三部分是设置在吸附裙(9)外侧的裙外水下灯(8)。


8.一种利用权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡中惠，王磊，张家锐，杨申申，胡震，叶聪，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32