一种水下移动定位巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种水下移动定位巡检机器人，其包括行走底盘，用于在管道内全向行走；定位装置，用于精确定位所述行走底盘方位，所述定位装置安装于所述行走底盘上；摄像部，用于获取管道内预设点处的图像信息，所述摄像部通过三维调节模块安装于所述行走底盘上；以及环境监测装置，用于监测管道内环境，所述环境监测装置安装于所述行走底盘上。本发明专利技术能够在水电站与核电站等特殊环境中对水下设备的底部进行巡检，所设计的多级伸缩机构能够实现在有限高度空间的移动巡检作业，能够代替人工进行危险的辐射环境水下作业，工作人员可以通过远程图像传输实时观测机器人作业状态并远程控制，提高水电站与核电站水下关键构件的检修工作效率以及经济效益。作效率以及经济效益。作效率以及经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种水下移动定位巡检机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种水下移动定位巡检机器人。

技术介绍

[0002]水电站与核电站作为我国能源领域的重要组成部分，在运行过程中往往需要对站内的水下设备进行状态检查与维修。传统运维方法往往会耗费大量人力、物力。而机器人技术的应用可对水下设备进行实时检测和快速反应，有效降低运维成本、提高水电站与核电站经济效益。而且采用机器人等自动化设备进行无损检测等活动时的人为干预因素较少，可以显著提高检测数据的可靠性和可重复性，能够更有效地完成对水下设备质量状态的监测，保证电站水下设备在工作、运行、维护期间的安全。
[0003]现有水下巡检机器人大多采用螺旋桨推进系统提供机器人动力移动，摄像系统与传感系统用于获取水下图像与环境信息并传送给工作人员，使工作人员能够对水下状况有全面的了解，但大部分整体结构尺寸较大，仅适用于水下较大空间环境检测，难以应对工作空间有限制的特殊工作环境，如果作业空间上方有待检测对象，此时该机器人难以应用于高度空间限制的场景。而水下巡检机器人大多只携带深度传感器反馈深度信息，对于机器人的空间具体位置往往采用视觉图像人工观察；在水下检测作业环境中，一般用于海洋远距离定位的声呐系统难以满足较高精度定位的需求。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，现提供一种水下移动定位巡检机器人，上述机器人可以在水底垂直高度受限的空间内全方向快速灵活移动并实现高精度定位，用于解决现有水下巡检机器人难以应用于作业空间高度受限的环境中以及水下机器人定位精度不高的问题。
[0005]上述方案的有益效果是：
[0006]1)本专利技术提供的水下移动定位巡检机器人能够实现在水底平面环境中实现高精度自动定位、全向移动，能够对水下待检结构件进行自动化维护巡检；
[0007]2)本专利技术中的激光扫描定位结构能对周围的固定结构件进行扫描测距，从而获得机器人下水后在场地坐标系中毫米级的绝对坐标和角度；同时码盘定位结构能利用两个正交全向轮转过的圈数来测量机器人的实时X、Y方向的相对位移，陀螺仪能够测量机器人转过的相对角度；云台激光测距定位模块测量得到初始绝对坐标信息后，结合测量得到的相对于初始坐标的相对位移和角度，能够实现机器人在水下的自主高精度定位效果，提高水下巡检机器人的自动化程度和工作效率；
[0008]3)本专利技术的三位调节模块大大减小了其非工作状态的高度，机器人在完全收缩状态下能够以很小的高度在高度受限的作业空间中移动巡检，避免与上方结构突出的销钉等结构碰撞，而在完全伸展开后能够达到较大的高度，从而进入机器人上方较高的销孔深处进行无死角的磨损检测；
[0009]4)本专利技术的机器人底盘采用全向轮底盘，控制精度更高，具备平面全方向移动能
力，灵活可靠，能够很好的跟踪机器人规划的工作轨迹；
[0010]5)本专利技术的销孔定位检测摄像头搭载在具备XY二自由度移动平台上，能够利用摄像头所识别到的销孔精确位置坐标信息，结合二自由度移动平台实现亚毫米级别的销孔定位精度，弥补机器人底盘在作业对象附近的移动位置误差。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的实施例中提供的巡检机器人的结构示意图；
[0012]图2为本专利技术的实施例中提供的激光扫描定位结构的结构示意图；
[0013]图3为本专利技术的实施例中提供的陀螺仪
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码盘定位结构的结构示意图；
[0014]图4为本专利技术的实施例中提供的二自由度滑移台的结构示意图；
[0015]图5为本专利技术的实施例中提供的多级伸缩杆的安装示意图；
[0016]图6为本专利技术的实施例中提供的环境监测装置的结构示意图。
[0017]附图中：100、行走底盘；110、巡检平台；120、行走全向轮；200、定位装置；210、激光扫描定位结构；211、旋转座；212、水下激光测距仪；220、陀螺仪
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码盘定位结构；221、安装架；222、固定架；223、码盘全向轮；224、编码器；225、导向杆；226、弹性元件；227、陀螺仪；300、摄像部；400、三维调节模块；410、二自由度滑移台；411、下部滑台；412、上部滑台；413、安装底板；420、多级伸缩杆；500、环境监测装置；510、防水密封盖；520、一级舵机；530、二级舵机；540、监测摄像部；550、照明光源。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0021]如图1至图6所示，本专利技术的实施例中提供的巡检机器人包括：行走底盘100，用于在管道内全向行走；定位装置200，用于精确定位行走底盘100方位，定位装置200安装于行走底盘100上；摄像部300，用于获取管道内预设点处的图像信息，摄像部300通过三维调节模块400安装于行走底盘100上；以及环境监测装置500，用于监测管道内环境，环境监测装置500安装于行走底盘100上。
[0022]本专利技术中利用行走底盘100及定位装置200在水底平面环境中实现高精度自动定位、全向移动，再利用摄像部300及环境监测装置500对水下待检结构件及水下环境进行维护巡检。
[0023]具体的，为实现全向行走，上述行走底盘100为全向轮底盘，其具体可包括巡检平台110以及连接法兰轴，所述连接法兰轴转动安装于所述巡检平台110上，所述连接法兰轴上对应安装有行走全向轮120(行走全向轮120可由安装于行走底盘100内的驱动电机驱动；为提高使用寿命及耐腐蚀性能，行走全向轮120可由氧化锆陶瓷轴承材料制成)，使用时通
过行走全向轮120共同驱动行走底盘100移动，以实现机器人的前进、后退、转向等全方向移动动作。
[0024]具体的，定位装置200包括激光扫描定位结构210，用于进行激光扫描并定位行走底盘100的起始坐标；以及陀螺仪
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码盘定位结构220，用于精确定位行走底盘100在水底平面处的方位；上述激光扫描定位结构210具体包括旋转座211，旋转座211可旋转式的安装于行走底盘100上(旋转座211可由安装于巡检平台110内的电机进行驱动以使其旋转)；以及水下激光测距仪212，水下激光测距仪212安装于旋转座211上，上述水下激光测距仪212可优选选用采用相位调制TOF技术的激光测距仪，以减少水下环境对激光的后向散射与衰弱，使用时旋转座211旋转并带动水下相位调制激光测距仪对机器人四周环境进行全局扫描测距，从而获取机器人周围固定结构件相对于机器人的距离与角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下移动定位巡检机器人，其特征在于，包括：行走底盘，用于在管道内全向行走；定位装置，用于精确定位所述行走底盘方位，所述定位装置安装于所述行走底盘上；摄像部，用于获取管道内预设点处的图像信息，所述摄像部通过三维调节模块安装于所述行走底盘上；以及环境监测装置，用于监测管道内环境，所述环境监测装置安装于所述行走底盘上。2.根据权利要求1所述的水下移动定位巡检机器人，其特征在于，所述，所述行走底盘为全向轮底盘。3.根据权利要求2所述的水下移动定位巡检机器人，其特征在于，所述全向轮底盘包括：巡检平台；以及连接法兰轴，所述连接法兰轴转动安装于所述巡检平台上，所述连接法兰轴上对应安装有行走全向轮。4.根据权利要求3所述的水下移动定位巡检机器人，其特征在于，所述定位装置包括：激光扫描定位结构，用于进行激光扫描并定位所述行走底盘的起始坐标；以及陀螺仪
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码盘定位结构，用于精确定位所述行走底盘在水底平面处的方位。5.根据权利要求4所述的水下移动定位巡检机器人，其特征在于，所述激光扫描定位结构包括：旋转座，所述旋转座可旋转式的安装于所述行走底盘上；以及水下激光测距仪，所述水下激光测距仪安装于所述旋转座上。6.根据权利要求4所述的水下移动定位巡检机器人，其特征在于，所述陀螺仪
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码盘定位结构包括：安装架，所述安装架安装于所述巡检平台上；两个固定架，所述固定架嵌设于所述安装架上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，廖剑斌，夏明哲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：