[发明专利]一种海底管线检测用水下机器人

摘要

一种海底管线检测用水下机器人。主要为了解决传统有缆水下机器人（ROV）易受洋流、海底复杂环境影响的问题。其特征在于：本装置包括ROV本体、管道夹持行走装置和检测装置。ROV本体作为载体为管道夹持装置和行走装置提供动力，ROV本体主要包括载体框架、机械手、垂直推进器、水平推进器、浮力模块、耐压仓、云台、液压油箱几部分；管道夹持行走装置主要是用来对管道进行夹持，以确保内凹轮紧贴管道进行行走，管道夹持装置可以调整尺寸来适应不同直径的管道；检测装置通过各种传感器和多种检测设备,以支持船舶为作业平台完成对海底管线的全面检测。该发明可减少洋流对测量稳定性的影响以及传统ROV推进器运行时对周围环境的破坏等问题。

主权项

1.一种海底管线检测用水下机器人，包括机体以及为机体提供动力和控制命令的液压系统和电气系统，其特征在于：所述机体主要由ROV本体(1)、管道夹持行走装置(2)、检测装置(3)三部分组成；其中，所述ROV本体(1)包括载体框架(4)、浮力模块(5)、4个垂直螺旋推进器(6)和4个水平螺旋推进器(7)、耐压仓(8)、云台(9)、液压油箱(10)、一个5自由度的左舷机械手(11)以及一个7自由度的右舷机械手(12)；其中，载体框架(4)为ROV本体(1)内的各组件提供安装位置，浮力模块(5)安装在载体框架(4)的顶部，耐压仓(8)安装在载体框架(4)的底层的右后部位，液压油箱(10)安装在载体框架(4)底层的左后部位，5自由度左舷机械手(11)作为定位型机械手安装在载体框架(4)左前方，7自由度右舷机械手(12)作为作业型机械手安装在载体框架(4)右前方；所述管道夹持行走装置(2)包括基座(13)、第一液压缸(14)、夹持臂(18)、第二液压缸(15)、第一销轴(16)、第二销轴(17)、第一行走装置(19)、第三液压缸(20)以及第二行走装置(21)；其中，基座(13)上具有4个开孔的耳板(22)、第二液压缸安装座(23)、第一夹持臂安装架(24)以及第一导向块(25)；第一液压缸(14)由活塞杆(27)和液压缸筒(26)组成，第二液压缸(15)包括带有法兰盘的液压缸筒(28)和带有法兰盘的活塞杆(29)；第一液压缸(14)后端盖与基座(13)上的耳板(22)通过第一销轴(16)连接，第二液压缸(15)的液压缸筒(28)前端盖法兰盘通过螺栓安装在第二液压缸安装座(23)上，第三液压缸(20)与第二液压缸(15)完全相同；夹持臂(18)主要由第一夹持臂(31)和第二夹持臂(30)连接组成；其中，第一夹持臂(31)具有吊耳(32)、基座连接孔(33)、一个导向柱(34)和四根连接杆(35)；第一液压缸(14)活塞杆头部与第一夹持臂(31)上的吊耳(32)通过第一销轴(16)连接；第一夹持臂(31)通过第二销轴(17)连接到第一夹持臂安装架(24)上；第二夹持臂(30)包括导向筒(36)、具有四根连接杆的安装架(37)、第三液压缸安装座(38)和第二导向块(39)；第一夹持臂(31)的导向柱(34)插入第二夹持臂(30)的导向筒(36)，同时通过螺栓将第一夹持臂(31)的四根连接杆(35)与第二夹持臂(30)四根连接杆的安装架(37)连接；第一夹持臂(31)可以在第二夹持臂(30)中相对滑动，当需要改变第一夹持臂(31)有效长度适应管径变化时，可以使第一夹持臂(31)在第二夹持臂(30)中滑动到特定位置再用螺栓通过第二夹持臂(30)上加工的安装孔固定，从而实现了第一夹持臂(31)的有效长度的改变，达到适应管径变化的要求；第一行走装置(19)主要由第一内凹轮(40)、第一内凹轮安装座(41)以及第一导向槽(42)连接后组成；第二行走装置(21)主要由液压马达(43)、第二内凹轮(44)、第二内凹轮安装座(45)以及第二导向槽(46)连接后组成；其中，第一行走装置(19)的第一内凹轮安装座(41)与第二液压缸(15)活塞杆前端法兰盘通过螺栓连接，第一行走装置(19)的第一导向槽(42)与基座(13)上的第一导向块(25)配合起到导向作用，防止液压缸产生转动；第三液压缸(20)的液压缸筒前端盖法兰盘通过螺栓安装在第三液压缸安装座(38)上；第二行走装置(21)的第二内凹轮安装座(45)与第三液压缸(20)活塞杆前端法兰盘通过螺栓连接，第二行走装置(21)的第二导向槽(46)与第二夹持臂(30)上的第二导向块(39)配合；液压马达(43)通过螺栓与第二行走装置(21)的第二内凹轮安装座(45)固连，液压马达(43)轴与第二内凹轮(44)直接相连；ROV本体(1)在管线上行走是通过液压马达(43)提供动力驱动第二内凹轮(44)转动并与管线接触产生摩擦力向前行进；夹持臂(18)采用左右对称的结构，管道夹持行走装置(2)通过夹持臂(18)、第一行走装置(19)和第二行走装置(21)对管线进行夹持，管道夹持行走装置(2)采用成对布置的方式；所述检测装置(3)包括检测装置固定座(47)、连接杆(48)、轮子安装座(49)、框架(50)、弹簧(51)以及轮子(52)组成；检测装置固定座(47)通过螺栓与ROV本体(1)的载体框架(4)的底部相连；框架(50)通过连接杆(48)、弹簧(51)、轮子安装座(49)与检测装置固定座(47)连接；轮子(52)安装在轮子安装座(49)上；检测装置和传感器安装在框架(50)上对管线进行检测；夹持管线时轮子(52)在弹簧(51)的作用下被压紧在管线上以确保检测装置与管线保持一定的距离并且不脱离。