清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法，涉及水下检测设备技术领域。清淤吸附模块应用于水下机器人，清淤吸附模块包括主管、螺旋桨、波纹管、第一安装板、第二安装板、第一驱动部件、第二驱动部件、第一柔性杆、第二柔性杆和吸盘；第一驱动部件用于驱动第一柔性杆伸缩移动，以带动波纹管位于第一安装板与第二安装板之间的部分伸缩；第二驱动部件用于驱动第二柔性杆伸缩移动，以带动波纹管位于第二安装板与吸盘之间的部分伸缩或弯曲。清淤吸附模块能够实现水中浮游运动、壁面吸附检测、底板清淤检测等不同作业要求，可做到全面适应水利水电设施水下建筑物各个场景的表面缺陷检测的需求。个场景的表面缺陷检测的需求。个场景的表面缺陷检测的需求。

【技术实现步骤摘要】
清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法


[0001]本专利技术涉及水下检测设备
，具体而言，涉及一种清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法。

技术介绍

[0002]水利水电设施水下建筑物的水下检测工况，主要可分为下2种情况：
[0003]1.水下建筑物的垂直面(简称：立面)、大坡度斜面(简称：斜面)的混凝土表面检测，根据实际探查，水下建筑物的立面和斜面在水下0米至10米范围内，表面附着有水生植物和水生生物，但混凝土表面几乎不存在损伤，所以检测主要为水下10米以下完全无光的环境，为应对立面的检测，需要水下机器人配置专门吸附的装置，以便实现在立面、斜面稳定地对混凝土表观缺陷进行检测、并量化缺陷的三维尺寸。
[0004]2.水下建筑顶部或底部的平面(统称平面)，其中，由于水利水电设施的水下底部普遍存在泥沙淤积，所以要想检测到泥沙覆盖的底部的混凝土表面缺陷，水下机器人首先需要进行局部的泥沙清除，然后能够在水体浑浊的水中进行水下底板的检测。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的包括提供了一种清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法，其能够实现水中浮游运动、壁面吸附检测、底板清淤检测等不同作业要求，可做到全面适应水利水电设施水下建筑物各个场景的表面缺陷检测的需求。
[0006]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种清淤吸附模块，应用于水下机器人，清淤吸附模块包括主管、螺旋桨、波纹管、第一安装板、第二安装板、第一驱动部件、第二驱动部件、第一柔性杆、第二柔性杆和吸盘；
[0008]螺旋桨安装在主管内，螺旋桨用于将水流吸入或排出主管；主管与波纹管连通；吸盘安装在波纹管的端部，吸盘用于吸附在水下建筑物的表面；
[0009]第一安装板连接在主管的外周面上，多个第一驱动部件间隔连接在第一安装板上、且围绕主管设置；第二安装板连接在波纹管的外周面上，多个第二驱动部件间隔连接在第二安装板上、且围绕波纹管设置；
[0010]第一柔性杆的一端连接在第一驱动部件上，第一柔性杆的另一端固定连接在第二安装板上，第一驱动部件用于驱动第一柔性杆伸缩移动，以带动波纹管位于第一安装板与第二安装板之间的部分伸缩；
[0011]第二柔性杆的一端连接在第二驱动部件上，第二柔性杆的另一端固定连接在吸盘上，第二驱动部件用于驱动第二柔性杆伸缩移动，以带动波纹管位于第二安装板与吸盘之间的部分伸缩或弯曲。
[0012]在可选的实施方式中，第一柔性杆的数量至少为两根，其中，两根第一柔性杆位于波纹管的相对两侧。
[0013]在可选的实施方式中，第二柔性杆的数量大于第一柔性杆的数量，第二柔性杆围绕波纹管间隔均匀设置。
[0014]在可选的实施方式中，第一驱动部件安装在第一安装板靠近主管的一侧，第一安装板上开设有第一导向孔，第一柔性杆穿过第一导向孔；
[0015]第二驱动部件安装在第二安装板靠近主管的一侧，第二安装板上开设有第二导向孔，第二柔性杆穿过第二导向孔。
[0016]在可选的实施方式中，第一驱动部件和第二驱动部件的结构相同。
[0017]在可选的实施方式中，第一驱动部件包括气缸和连接块，气缸的缸体连接在第一安装板上，气缸的活塞沿主管的长度方向延伸、且高于气缸的缸体，连接块将第一柔性杆与气缸的活塞连接成一体。
[0018]在可选的实施方式中，第一驱动部件包括电机、主动齿轮、从动齿轮、主动辊和从动辊，电机连接在第一安装板上，电机的输出轴垂直于主管的长度方向，主动齿轮安装在电机的输出轴上，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动辊连接在主动齿轮上、且同轴设置，从动辊连接在从动齿轮上、且同轴设置，第一柔性杆夹持在主动辊与从动辊之间。
[0019]在可选的实施方式中，清淤吸附模块还包括控制器，控制器与第一驱动部件、第二驱动部件电连接；
[0020]控制器用于控制多个第一驱动部件驱动多个第一柔性杆同步伸缩运动，以带动波纹管位于第一安装板与第二安装板之间的部分沿主管的长度方向伸缩；
[0021]控制器还用于控制多个第二驱动部件驱动多个第二柔性杆同步或异步伸缩运动，以带动波纹管位于第二安装板与吸盘之间的部分伸缩或弯曲。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种水下机器人，水下机器人包括前述实施方式的清淤吸附模块。
[0023]第三方面，本专利技术提供一种水下机器人的控制方法，方法用于控制前述实施方式的水下机器人，方法包括：
[0024]控制水下机器人进入浮游状态，包括控制第一驱动部件和第二驱动部件将波纹管沿主管的长度方向收缩至最短；
[0025]控制水下机器人进入吸附状态，包括控制第一驱动部件和第二驱动部件将波纹管沿主管的长度方向伸出至最长，且控制螺旋桨将主管中的水流向远离吸盘的方向排出；
[0026]控制水下机器人进入清淤状态，包括控制第一驱动部件和第二驱动部件同步或异步运作，带动波纹管伸缩或弯曲，使波纹管的管口对准淤泥所在位置，且控制螺旋桨将主管中的水流向靠近吸盘的方向排出。
[0027]本专利技术实施例提供的清淤吸附模块、水下机器人及其控制方法的有益效果包括：
[0028]通过第一驱动部件和第一柔性杆的协同作用，能够带动波纹管位于第一安装板与第二安装板之间的部分进行伸缩；通过第二驱动部件和第二柔性杆的协同作用，能够带动波纹管位于第二安装板与吸盘之间的部分进行伸缩或弯曲，从而，可以使水下机器人在浮游状态下，将波纹管收缩至最短，减少浮游阻力；使水下机器人在吸附状态下，将波纹管伸出至最长，以使吸盘方便地吸附到立面、斜面或平面；使水下机器人在清淤状态下，使波纹管的管口对准淤泥所在位置，便于高效去除淤泥。而且可做到全面适应水利水电设施水下建筑物各个场景的表面缺陷检测的需求。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的水下机器人的结构示意图；
[0031]图2为清淤吸附模块与置换检测组件的结构示意图；
[0032]图3为清淤吸附模块的一种视角的结构示意图；
[0033]图4为清淤吸附模块的第二种视角的结构示意图；
[0034]图5为第一驱动部件的第一种结构的示意图；
[0035]图6为第一驱动部件的第二种结构的正视示意图；
[0036]图7为第一驱动部件的第二种结构的俯视示意图；
[0037]图8为水下机器人在浮游状态下清淤吸附模块的结构示意图；
[0038]图9为水下机器人在吸附状态下清淤吸附模块的结构示意图；
[0039]图10为吸盘吸附平面的结构示意图；
[0040]图11为吸盘吸附斜面或曲面的结构示意图；
[0041]图12为水下机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清淤吸附模块，应用于水下机器人，其特征在于，所述清淤吸附模块包括主管(71)、螺旋桨(72)、波纹管(73)、第一安装板(74)、第二安装板(75)、第一驱动部件(76)、第二驱动部件(78)、第一柔性杆(79)、第二柔性杆(80)和吸盘(81)；所述螺旋桨(72)安装在所述主管(71)内，所述螺旋桨(72)用于将水流吸入或排出所述主管(71)；所述主管(71)与所述波纹管(73)连通；所述吸盘(81)安装在所述波纹管(73)的端部，所述吸盘(81)用于吸附在水下建筑物的表面；所述第一安装板(74)连接在所述主管(71)的外周面上，多个所述第一驱动部件(76)间隔连接在所述第一安装板(74)上、且围绕所述主管(71)设置；所述第二安装板(75)连接在所述波纹管(73)的外周面上，多个所述第二驱动部件(78)间隔连接在所述第二安装板(75)上、且围绕所述波纹管(73)设置；所述第一柔性杆(79)的一端连接在所述第一驱动部件(76)上，所述第一柔性杆(79)的另一端固定连接在所述第二安装板(75)上，所述第一驱动部件(76)用于驱动所述第一柔性杆(79)伸缩移动，以带动所述波纹管(73)位于所述第一安装板(74)与所述第二安装板(75)之间的部分伸缩；所述第二柔性杆(80)的一端连接在所述第二驱动部件(78)上，所述第二柔性杆(80)的另一端固定连接在所述吸盘(81)上，所述第二驱动部件(78)用于驱动所述第二柔性杆(80)伸缩移动，以带动所述波纹管(73)位于所述第二安装板(75)与所述吸盘(81)之间的部分伸缩或弯曲。2.根据权利要求1所述的清淤吸附模块，其特征在于，所述第一柔性杆(79)的数量至少为两根，所述第一柔性杆(79)围绕所述波纹管(73)间隔均匀设置。3.根据权利要求1所述的清淤吸附模块，其特征在于，所述第二柔性杆(80)的数量大于所述第一柔性杆(79)的数量，所述第二柔性杆(80)围绕所述波纹管(73)间隔均匀设置。4.根据权利要求1所述的清淤吸附模块，其特征在于，所述第一驱动部件(76)安装在所述第一安装板(74)靠近所述主管(71)的一侧，所述第一安装板(74)上开设有第一导向孔(9)，所述第一柔性杆(79)穿过所述第一导向孔(9)；所述第二驱动部件(78)安装在所述第二安装板(75)靠近所述主管(71)的一侧，所述第二安装板(75)上开设有第二导向孔，所述第二柔性杆(80)穿过所述第二导向孔。5.根据权利要求1所述的清淤吸附模块，其特征在于，所述第一驱动部件(76)和所述第二驱动部件(78)的结构相同。6.根据权利要求5所述的清淤吸附模块，其特征在于，所述第一驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳龙，陈永灿，李永龙，王皓冉，谢辉，汤坤，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：