【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水环境勘测，具体为满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置。
技术介绍
1、近年来，水下机器人(remote operated vehicle，rov)逐渐应用于水库大坝及涵(隧)洞等水下建筑物水下检测和河道地形及淤积探测。水下机器人的布放回收和现场作业环境探查对保障机器人安全运行具有重要意义。
2、目前，水库、引调水工程和河道等复杂环境下rov布放仍存在难度，主要依靠人工吊放脱钩、自解锁扣等方式方法进行。其中，采用人工吊放脱钩时，需要工作人员乘船前往水面进行手动脱钩，增加了作业时间，同时存在一定的安全隐患；rov自解锁扣使用方便，但制作工艺复杂，造价成本较高。
3、现场作业环境探查通常采用人工方式或无人船进行，增加了作业时间，加大了作业成本，且无法做到rov下放和现场工作环境探测协同进行，可能导致现场探查时水体情况和rov下放时水体情况不匹配。
4、对于水库环境，rov水下检测主要针对大坝、泄输水建筑物进口、近坝库岸及库底等区域进行，这些区域具有复杂的环境和几何形态，rov布放及现场作业环境探查应协同开展，收集现场的水环境数据(包括：流速情况和水浊度情况等)，确保rov下方时的现场环境符合运行要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，可通过低成本手段实现多尺寸水下机器人安全布放，可实现水库或河道环境下定点位置的水样提取、水浊度测定和流速量测。
2、为实现上述目的
3、满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，包括主体承载机构，设置在主体承载机构上的水陆两栖驱动机构、机器人吊运机构以及与机器人吊运机构配套使用的水下探测机构；
4、主体承载机构包括主体承载支撑架、固定在主体承载支撑架下侧的两个主体承载浮筒；
5、水陆两栖驱动机构包括固定在主体承载浮筒下侧的水体驱动涵道管，水体驱动涵道管内转动连接有涵道螺旋桨；
6、主体承载浮筒侧面通过驱动轮收纳机构连接有陆地行走驱动轮；
7、机器人吊运机构包括固定在主体承载支撑架顶部的多个吊运卷扬机，多台吊运卷扬机的缆绳共同固定连接有机器人吊运支撑架，机器人吊运支撑架下侧通过吊运锁定机构连接有水下机器人；
8、水下探测机构包括多个水下探测器。
9、优选地，主体承载支撑架上设有宽距调节机构，主体承载支撑架由一个中央支撑架以及连接在中央支撑架两侧的侧边支撑架组成；
10、宽距调节机构包括多个固定在侧边支撑架上的宽距调节支撑筒，宽距调节支撑筒水平布置且开口端朝向中央支撑架方向，中央支撑架两侧固定有多个水平放置的宽距调节滑动筒，多个宽距调节滑动筒一一对应滑动连接在各个宽距调节支撑筒内，宽距调节支撑筒内设有用于驱动宽距调节滑动筒移动的宽距调节驱动杆。
11、说明：利用宽距调节驱动杆驱动宽距调节滑动筒沿宽距调节支撑筒的轴线进行相对移动，进而带动中央支撑架与两侧的侧边支撑架之间发生相对移动，侧边支撑架相互远离则主体承载支撑架整体变宽，侧边支撑架相互靠近则主体承载支撑架整体变窄，调节主体承载支撑架的尺寸，也是为何适应多种规格的水下机器人进行吊运安装。
12、优选地，水体驱动涵道管内固定有与其共轴的螺旋桨旋转支撑环，涵道螺旋桨的转轴转动连接在螺旋桨旋转支撑环中，螺旋桨旋转支撑环通过多根径向固定杆与水体驱动涵道管内侧壁固定相连；
13、螺旋桨旋转支撑环的背水端固定有驱动容纳壳，驱动容纳壳内固定有用于驱动涵道螺旋桨转动的螺旋桨驱动电机。
14、说明：行进至水中后，主体承载浮筒为整个设备提供水中的浮力，并利用多台涵道螺旋桨为整个设备提供水中的驱动力，便于整个设备快速机动至指定布放位置。
15、优选地，驱动轮收纳机构包括多个固定在主体承载浮筒外侧的驱动轮收纳支座，驱动轮收纳支座上转动连接有驱动轮收纳支撑轴；
16、驱动轮收纳支撑轴上固定有沿其径向延伸的驱动轮伸缩支撑筒，驱动轮伸缩支撑筒内滑动连接有驱动轮伸缩滑动筒，多个陆地行走驱动轮一一对应安装在各个驱动轮伸缩滑动筒外端，驱动轮伸缩支撑筒内设有用于驱动驱动轮伸缩滑动筒移动的伸缩收纳驱动杆；
17、驱动轮收纳支座侧面固定有偏转驱动容纳壳，驱动轮收纳支撑轴处于偏转驱动容纳壳内的一端固定有偏转从动蜗轮，偏转驱动容纳壳内转动连接有与偏转从动蜗轮相啮合的偏转驱动蜗杆，偏转驱动容纳壳上固定有用于驱动偏转驱动蜗杆转动的偏转驱动电机。
18、说明：当整个设备转移至水中时，便于对驱动轮伸缩支撑筒、驱动轮伸缩滑动筒连同陆地行走驱动轮一起进行翻折收纳，有利于降低水体中的行进阻力。
19、优选地，主体承载浮筒内设有浮沉控制机构，浮沉控制机构包括固定在主体承载浮筒内的多根浮沉控制压载管，浮沉控制压载管两端为密封结构；
20、浮沉控制压载管内滑动连接有压载驱动活塞，压载驱动活塞将浮沉控制压载管内分隔为高压压载腔室和压载水仓室，浮沉控制压载管外侧固定有与高压压载腔室相连通的高压压载连通管，浮沉控制压载管外侧固定有与压载水仓室相连通的压载水连通管，高压压载连通管上具有高压压载控制阀，压载水连通管上具有压载水控制阀，压载水连通管另一端延伸至与主体承载浮筒外部相连通；
21、主体承载浮筒内固定有空气压缩机，空气压缩机的高压气罐与高压压载连通管相连通。
22、说明：利用浮沉控制机构调节整个设备在水面漂浮的高度，通过高压压载连通管向高压压载腔室中注入高压空气，驱动压载驱动活塞将压载水仓室的水通过压载水连通管排出，使设备整体减重，调节设备整体进行上浮移动。
23、优选地，吊运锁定机构包括多个固定在机器人吊运支撑架下侧且开口朝下的吊运锁定外筒，吊运锁定外筒外侧固定有多个锁定驱动容纳壳，吊运锁定外筒侧面具有多个沿其径向贯通的锁定杆容纳孔，多个锁定杆容纳孔一一对应与各个锁定驱动容纳壳相连通，锁定杆容纳孔内滑动连接有锁定约束杆，锁定驱动容纳壳内设有用于驱动锁定约束杆移动的锁定驱动杆；
24、水下机器人顶部固定有多个与吊运锁定外筒固定配合的吊运锁定支撑柱，吊运锁定支撑柱外侧具有锁定约束环槽。
25、说明：利用吊运锁定机构便于将机器人吊运支撑架与水下机器人快速吊运安装，以及便于将水下机器人快速布放到水下。
26、优选地，吊运锁定机构通过自适应匹配机构与机器人吊运支撑架相连，机器人吊运支撑架上具有多个匹配安装孔，自适应匹配机构包括固定在匹配安装孔内且开口朝下的自适应匹配固定筒，自适应匹配固定筒内转动连接有自适应匹配支撑盘；
27、自适应匹配支撑盘底部固定有沿其径向延伸的匹配调节支撑滑轨，匹配调节支撑滑轨上滑动连接有匹配调节支撑滑块，多个吊运锁定外筒一一对应固定连接在各个匹配调节支撑滑块下端。
28、说明：通过自适应匹配机构能够调节机器人吊运支撑架上的各个吊运锁定外本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，包括主体承载机构(10)，设置在所述主体承载机构(10)上的水陆两栖驱动机构(20)、机器人吊运机构(30)以及与所述机器人吊运机构(30)配套使用的水下探测机构(40)；
2.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述主体承载支撑架(11)上设有宽距调节机构(13)，所述主体承载支撑架(11)由一个中央支撑架(111)以及连接在所述中央支撑架(111)两侧的侧边支撑架(112)组成；
3.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述水体驱动涵道管(21)内固定有与其共轴的螺旋桨旋转支撑环(221)，所述涵道螺旋桨(22)的转轴转动连接在所述螺旋桨旋转支撑环(221)中，所述螺旋桨旋转支撑环(221)通过多根径向固定杆(222)与所述水体驱动涵道管(21)内侧壁固定相连；
4.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述驱动轮收纳机构(23)包括多个固定在所述主体承载浮
5.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述主体承载浮筒(12)内设有浮沉控制机构(26)，所述浮沉控制机构(26)包括固定在所述主体承载浮筒(12)内的多根浮沉控制压载管(261)，所述浮沉控制压载管(261)两端为密封结构；
6.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述吊运锁定机构(33)包括多个固定在所述机器人吊运支撑架(32)下侧且开口朝下的吊运锁定外筒(331)，所述吊运锁定外筒(331)外侧固定有多个锁定驱动容纳壳(332)，所述吊运锁定外筒(331)侧面具有多个沿其径向贯通的锁定杆容纳孔(333)，多个所述锁定杆容纳孔(333)一一对应与各个所述锁定驱动容纳壳(332)相连通，所述锁定杆容纳孔(333)内滑动连接有锁定约束杆(334)，所述锁定驱动容纳壳(332)内设有用于驱动所述锁定约束杆(334)移动的锁定驱动杆(335)；
7.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述吊运锁定机构(33)通过自适应匹配机构(34)与所述机器人吊运支撑架(32)相连，所述机器人吊运支撑架(32)上具有多个匹配安装孔(340)，所述自适应匹配机构(34)包括固定在所述匹配安装孔(340)内且开口朝下的自适应匹配固定筒(341)，所述自适应匹配固定筒(341)内转动连接有自适应匹配支撑盘(342)；
8.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述水下探测机构(40)包括水下探测安装架(41)，多个所述水下探测器(43)通过快拆结构(42)安装在所述水下探测安装架(41)上。
9.根据权利要求8所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述快拆结构(42)包括固定在所述水下探测安装架(41)下侧的多根快拆结构滑轨(421)，所述快拆结构滑轨(421)为横截面为T形的轨道，所述快拆结构滑轨(421)上滑动连接有多个快拆结构滑块(422)；
10.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述机器人吊运支撑架(32)上设有水体采样机构(44)，所述水体采样机构(44)包括固定在所述机器人吊运支撑架(32)顶部且开口朝上的水体采样容纳壳(441)，所述水体采样容纳壳(441)内底部固定有多个采样瓶约束环(442)，所述采样瓶约束环(442)中卡接固定有水体采样瓶(443)，所述水体采样容纳壳(441)顶部密封固定有容纳壳盖板(444)，所述容纳壳盖板(444)上具有多个与所述水体采样容纳壳(441)内相连通的采样管固定孔(445)，所述采样管固定孔(445)内固定有采样输送管(446)，所述采样输送管(446)处于所述水体采样容纳壳(441)内的一端固定有采样输送针头(447)，所述采样输送针头(447)一一对应插在所述水体采样瓶(443)瓶口的橡胶塞中，所述采样输送管(446)上具有采样控制阀(448)，所述采样控制阀(448)为电控阀。
...【技术特征摘要】
1.满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，包括主体承载机构(10)，设置在所述主体承载机构(10)上的水陆两栖驱动机构(20)、机器人吊运机构(30)以及与所述机器人吊运机构(30)配套使用的水下探测机构(40)；
2.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述主体承载支撑架(11)上设有宽距调节机构(13)，所述主体承载支撑架(11)由一个中央支撑架(111)以及连接在所述中央支撑架(111)两侧的侧边支撑架(112)组成；
3.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述水体驱动涵道管(21)内固定有与其共轴的螺旋桨旋转支撑环(221)，所述涵道螺旋桨(22)的转轴转动连接在所述螺旋桨旋转支撑环(221)中，所述螺旋桨旋转支撑环(221)通过多根径向固定杆(222)与所述水体驱动涵道管(21)内侧壁固定相连；
4.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述驱动轮收纳机构(23)包括多个固定在所述主体承载浮筒(12)外侧的驱动轮收纳支座(231)，所述驱动轮收纳支座(231)上转动连接有驱动轮收纳支撑轴(232)；
5.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述主体承载浮筒(12)内设有浮沉控制机构(26)，所述浮沉控制机构(26)包括固定在所述主体承载浮筒(12)内的多根浮沉控制压载管(261)，所述浮沉控制压载管(261)两端为密封结构；
6.根据权利要求1所述的满足水下机器人布放和作业环境探查的一体化装置，其特征在于，所述吊运锁定机构(33)包括多个固定在所述机器人吊运支撑架(32)下侧且开口朝下的吊运锁定外筒(331)，所述吊运锁定外筒(331)外侧固定有多个锁定驱动容纳壳(332)，所述吊运锁定外筒(331)侧面具有多个沿其径向贯通的锁定杆容纳孔(333)，多个所述锁定杆容纳孔(333)一一对应与各个所述锁定驱动容纳壳(332)相连通，所述锁定杆容纳孔(333)内滑动连接有锁定约束杆(334)，所述锁定驱动容...
【专利技术属性】
技术研发人员：向衍，王亚坤，陈思宇，戴波，张凯，沈光泽，刘成栋，杨鑫，
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：发明
国别省市：
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