一种水下高适应性爬壁扫查检测机器人

1.本发明属于水下机器人领域，具体涉及一种水下高适应性爬壁扫查检测机器人。


背景技术：

2.在海洋油气资源开发中，管道是海上油气开发生产系统的主要组成部分，油气输运的主要形式，是海上油气田开发的生命线，而对海洋油气管道进行有效检测是保障海上油气田生命线的必要措施。由于海洋环境复杂，随着投产时间的增长，除了受自身内部裂纹等缺陷影响外，还可能受到海浪、海流、潮汐、腐蚀和地震等环境条件以及船舶抛锚、拖挂、撞击等人为因素影响而出现腐蚀、机械损伤、疲劳裂纹等问题，导致水下钢构失效。如果水下钢构出现问题，会影响海洋资源的生产及运输，同时也会对海面的环境造成严重的影响，对海水的水质造成破坏，对海中的生物造成伤害。
3.目前，针对水下大型钢结构件进行检测主要作业方式之一是采用机器人水下作业，但是，水下机器人的控制要求较高，稳定性较差，难以实现水下大型构件的高可靠高效率检测。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明提供一种水下高适应性爬壁扫查检测机器人，爬壁扫查检测机器人靠带磁的车轮吸附在水下钢构表面，通过小车旋转压紧随动扫查机构，以实现机器人在不同水下钢构壁面上实现均匀压紧运行，并利用电子仓与运动机构、扫查机构以及上位机进行信息交互，以实现对机器人的实时控制。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.第一方面，提供水下高适应性爬壁扫查检测机器人，包括：
7.运动机构，包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动所述车轮在所述水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；
8.设置在所述运动机构上的扫查机构，包括对所述水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将所述超声探头组件紧密贴合在所述水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节所述压紧随动单元横向距离的调配单元；
9.与上位机电性连接的电子仓，与所述驱动单元、所述超声探头组件以及所述调配单元均电性连接；
10.所述电子仓将所述驱动单元反馈的位置信息与所述超声探头组件反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至所述上位机；以及
11.当超声探头组件检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，所述上位机通过所述电子仓向所述超声探头组件和所述驱动单元发出控制指令，促使所述超声探头组件和所述驱动单元所在的运动机构协同对所述水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。
12.第二方面，水下高适应性爬壁扫查检测机器人，包括：
13.运动机构，包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动所述车轮在所述水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；
14.扫查机构，包括对所述水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将所述超声探头组件紧密贴合在所述水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节所述压紧随动单元横向距离的调配单元；
15.可变角度底座机构，将所述扫查机构设置在所述运动机构上并能够调节所述扫查机构相对所述运动机构的角度；
16.与上位机电性连接的电子仓，与所述驱动单元、所述超声探头组件以及所述调配单元均电性连接；
17.所述电子仓将所述驱动单元反馈的位置信息与所述超声探头组件反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至所述上位机；以及
18.当超声探头组件检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，所述上位机通过所述电子仓向所述超声探头组件和所述驱动单元发出控制指令，促使所述超声探头组件和所述驱动单元所在的运动机构协同对所述水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。
19.在一些实施例中，所述车轮的数量四个呈矩形布置，每个所述车轮包括：
20.与所述驱动单元连接的内电磁环轴；
21.外轮毂，套设在所述内电磁环轴的外侧端；
22.内轮毂，套设在所述内电磁环轴的内侧端，所述内轮毂与所述外轮毂平行布置且共同与所述内电磁环轴具有同一中轴线上；
23.外永磁环，套设在所述内电磁环轴上且位于所述外轮毂和所述内轮毂之间；
24.防滑橡胶圈，设置在所述外永磁环的外周壁上且在径向方向相对所述外轮毂和所述内轮毂凸出；以及
25.所述内轮毂和所述外轮毂均由碳钢制成并可与所述水下导磁构件形成磁力闭合回路，所述外永磁环由永磁铁制成，所述内电磁环轴采用电磁铁且通过所述驱动单元输出的电流实现磁力调节。
26.在一些实施例中，所述驱动单元包括：
27.能够提供实时位置信息的驱动电机，与所述电子仓电性连接；
28.第一传动单元，将所述驱动电机与两个所述车轮连接；
29.第一防水保护组件，设置在所述驱动电机以及所述第一传动单元的主体的外围，以在内部形成所述驱动电机和所述第一传动单元的主体的防水区域。
30.在一些实施例中，所述第一传动单元包括：
31.锥齿轮，设置在所述驱动电机的输出端；
32.位于机器人同一侧的两个带轮，分别套设在对应的所述内电磁环轴上，其中一个内电磁环轴的端部嵌入锥齿轮中；
33.同步带，将两个所述带轮连接，以共同形成联动结构。
34.在一些实施例中，所述调配单元包括：
35.调配电机，与所述电子仓电性连接；
36.导轨，横向设置在所述可变角度底座机构上；
37.第二传动单元，包括与所述调配电机的输出端连接的电机转接头、设置在所述导轨上的组合齿轮、将所述电机转接头与所述组合齿轮连接的传动带、夹紧在所述传动带上的传动带压紧板、滑动地设置在所述导轨上且与所述传动带压紧板固连的滑块，以及转动地设置在所述滑块上且限定所述压紧随动单元旋转轨迹的旋转轨迹限定板；
38.第二防水保护组件，设置在所述驱动电机以及所述第二传动单元的主体的外围，以在内部形成所述调配电机和所述第二传动单元的主体的防水区域。
39.在一些实施例中，所述压紧随动单元包括：
40.滑轨，具有竖向延伸的滑动段且下端与所述滑块的下端铰接；
41.滑座，滑动地设置在所述滑轨的滑动段上；
42.缓冲弹簧，将所述滑座与所述滑轨连接。
43.在一些实施例中，所述超声探头组件包括：
44.超声探头；
45.云台，包括与所述超声探头转动地配合的探头架，设置在所述滑座上且与所述探头架的一端转动连接的连接架，以及设置在所述连接架和所述探头架之间的连接弹簧。
46.在一些实施例中，所述可变角度底座机构包括：
47.底板，设置在所述驱动单元上；
48.支架；
49.支撑型材，将所述支架设置在所述底板上；
50.转轴底板，设置在所述支架的底部；
51.横向型材，设置在所述支架的左侧；
52.转轴侧板，设置在所述横向型材的右侧顶面上；
53.角度加强架，设置在所述转轴底板和所述转轴侧板之间；
54.把手，包括垂直型材以及将垂直型材与所述支架连接的竖直型材，所述垂直型材位于所述支架的上方。
55.在一些实施例中，所述电子仓包括：
56.电子仓主体，具有前端口和后端口；
57.前盖，可拆卸地封堵在所述电子仓主体的前端口；
58.后盖，可拆卸地封堵在所述电子仓主体的后端口；
59.装载架，设置在所述电子仓主体内；
60.与上位机电性连接的控制主板，设置在所述装载架上且位于所述电子仓主体内，所述控制主板与所述超声探头组件均电性连接；
61.电机调速器，设置在所述装载架上且位于所述电子仓主体内，所述电机调速器与所述控制主板以及所述驱动单元。
62.本发明的有益效果是：可以保证超声探头组件紧密贴合在水下导磁构件表面，以确保进行稳定的检测，并与驱动单元反馈位置信息结合进行定位检测，并对可能存在缺陷位置进行更精细化扫查，获取缺陷定量信息，并将信息实时显示在上位机中进行缺陷定位，解决了现有水下机器人的控制要求较高，稳定性较差，难以实现水下大型构件的高可靠高效率检测的问题。
附图说明
63.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
64.图1为一示例性实施例提供的水下高适应性爬壁扫查检测机器人的轴测图；
65.图2为一示例性实施例提供的车轮的结构示意图；
66.图3为一示例性实施例提供的驱动单元所在部分的结构示意图；
67.图4为一示例性实施例提供的可变角度底座机构的结构示意图；
68.图5为一示例性实施例提供的扫查机构的结构示意图；
69.图6为一示例性实施例提供的超声探头组件与压紧随动单元所在部分的结构图；
70.图7为一示例性实施例提供的电子仓的外部构造示意图；
71.图8为一示例性实施例提供的电子仓的内部构造示意图。
具体实施方式
72.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
73.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
74.如图1所示，水下高适应性爬壁扫查检测机器人包括：水下高适应性爬壁扫查检测机器人，包括：运动机构、扫查机构6、可变角度底座机构7和电子仓2。
75.运动机构相当于小车，可以分为结构大致对称的左侧运动机构3和右侧运动机构1具体地，该运动机构包括车轮4和驱动单元，车轮4通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件(例如，水下钢构件，呈管状)表面，而驱动单元驱动车轮在水下导磁构件表面运动，进而使得整个运动机构在水下导磁构件的表面运动，该驱动单元也能够发送实时位置信息；使用永磁铁加电磁铁作为车轮4的重要组成部分，能够产生比负压吸附更大更稳定的吸附力，克服只用电磁铁可能会因失效而导致小车从水下导磁构件上滑落以及只用永磁铁难以拿取的缺点，没有安全隐患，结构简单方便设计，可根据实际需求控制永磁体与材料表面距离及介质类型，并通过改变电流大小，达到控制磁力的目的，且可以根据实际需求制作特定外形的永磁铁，有较强的适应性；使用磁轮(上述带有磁力的车轮)吸附方式，具有运动灵活，移速快方便控制等优点。运动机构通过控制车轮差速可以实现机器人原地旋转、姿态调整。
76.如图2所示，在一实施例中，车轮4的数量四个呈矩形布置且分布于小车的两侧，每个车轮4包括：与驱动单元连接的内电磁环轴405，外轮毂401套设在内电磁环轴405的外侧端，内轮毂404套设在内电磁环轴405的内侧端，内轮毂404与外轮毂401平行布置且共同与内电磁环轴405具有同一中轴线上，外永磁环403套设在内电磁环轴405上且位于外轮毂401和内轮毂404之间，外永磁环403由永磁铁制成，内轮毂404和外轮毂401均由碳钢制成并可与水下导磁构件表面形成磁力闭合回路，提高了吸附能力；内电磁环轴405采用电磁铁且通过驱动单元输出的电流实现磁力调节，具体地，内部为电磁铁可以实现通过控制电流大小
改变磁力大小的功能，可以改变磁轮的整体磁力，方便水下机械臂对于机器人的拿取。防滑橡胶圈402设置在外永磁环403的外周壁上且在径向方向相对外轮毂401和内轮毂404凸出，提高车轮4摩擦力。
77.如图3所示，在一实施例中，驱动单元包括：能够提供实时位置信息的驱动电机801，驱动电机801与电子仓2电性连接，第一传动单元将驱动电机801与两个车轮4连接，该两个车轮4位于小车同一侧，第一防水保护组件803设置在驱动电机801以及第一传动单元的主体的外围，以在内部形成驱动电机801和第一传动单元的主体的防水区域。其中，第一防水保护组件803包括防水壳以及用于轴密封的密封圈。驱动电机801通过第一传动单元向两个车轮4传递动力，当小车需要转向时可通过左右两侧车轮4差速转向，并将其实时位置信息传递至电子仓2，同时，电子仓2也对驱动电机801的运行进行控制。在一实施例中，驱动电机801采用大疆m2006。在一实施例中，第一传动单元包括：锥齿轮8021，锥齿轮8021设置在驱动电机801的输出端上，位于机器人同一侧的两个带轮8022分别套设在对应的内电磁环轴405上，其中一个内电磁环轴的端部嵌入锥齿轮8021中，同步带8023将两个带轮8022连接，以共同形成联动结构。驱动电机801通过驱动锥齿轮8021来带动内电磁环轴405运转，进而由内电磁环轴405通过同步带8023带动两个带轮8022转动，最终驱动车轮4运动。使用双电机带动同步带各驱动一侧磁轮的驱动方式，同侧轮子转向相同，转速相同，可以实现原地旋转以及差速过弯，提高壁面适应性。电机平行于前进方向以节省空间，设计一组螺旋锥齿轮传动将电机扭矩转向并直接传输至前轮，同时通过同步带连接前后轮轴，以实现电机驱动单侧两个磁轮。
78.如图1所示，可变角度底座机7构将扫查机构6设置在运动机构上并能够调节扫查机构6相对运动机构的角度；
79.如图4所示，在一实施例中，可变角度底座机构7包括：底板701，底板701设置在驱动单元上；支撑型材702采用螺栓将支架设置在底板701上，转轴底板703采用螺栓设置在支架709的底部，横向型材704设置在支架709的左侧，转轴侧板708设置在横向型材704的右侧顶面上；角度加强架705设置在转轴底板703和转轴侧板708之间，用于提高整个框架结构的刚性，该角度加强架705可以通过更换不同角度的架体与转轴底板703以及转轴侧板708连接，实现扫查机构6与机器人车体不同对应角度配合，增强对不同壁面的适应性；把手包括垂直型材707以及将垂直型材707与支架709连接的竖直型材706，垂直型材707位于支架709的上方，方便水下机械臂抓取。
80.如图5所示，扫查机构6包括对水下导磁构件进行检测的超声探头组件604、将超声探头组件601紧密贴合在水下导磁构件表面的压紧随动单元605以及装配并调节压紧随动单元横向距离的调配单元；扫查机构在小车运动过程中针对地下导磁构件的管道进行检测，并在小车运动过程中保持超声探头组件604压紧力。
81.在一实施例中，调配单元包括：调配电机610，调配电机610与电子仓2电性连接；导轨606横向设置在可变角度底座机构7上；第二传动单元包括电机转接头602，电机转接头602与调配电机610的输出端连接，组合齿轮607转动地设置在导轨606上，传动带608将电机转接头602与组合齿轮607连接，传动带压紧板609夹紧在传动带608上、滑块611滑动地设置在导轨606上且与传动带压紧板609固连以及与压紧随动单元605连接；旋转轨迹限定板603固定地设置在滑块611上以及与压紧随动单元605的滑轨6051转动连接，以限定压紧随动单
元605旋转轨迹；第二防水保护组件601设置在调配电机610以及第二传动单元的主体的外围，以在内部形成调配电机和第二传动单元的主体的防水区域。调配电机610通过第二传动单元带动压紧随动单元605横向运动。当要检测不同直径的管道时，可相应的旋转轨迹限定板603与滑轨6051平面间的角度，以保证固定在压紧随动单元605上的超声探头6041始终垂直于检测点所在的水下导磁构件的管道表面，在垂直水下导磁构件的管道表面方向，超声探头6041所在云台可在压紧随动单元行程内自由上下移动，移动行程可保证机器人车的越障要求，在平行于管道表面的平面上，超声探头6041所在云台可绕前进方向和垂直前进方向自由旋转，适应壁面的变化。对于不同壁面，在调配电机610和驱动单元之间配置电机旋转固定机构5，可以更换加强支架和电机旋转固定机构5来实现整个扫查机构6的旋转，防止由于管径太小弹簧行程不足而导致压紧力的缺失。
82.如图6所示，在一实施例中，压紧随动单元605包括：滑轨6051、滑座6052和缓冲弹簧6053，滑轨6051具有竖向延伸的滑动段且下端与滑块611的下端铰接，滑座602滑动地设置在滑轨6051的滑动段上，缓冲弹簧6053将滑座6052与滑轨6051连接。压紧随动单元605工作过程中，滑座6052在滑轨6051上滑动，而缓冲弹簧6053为二者运动提供缓冲，压紧随动单元605通过滑座6052、缓冲弹簧6053与滑轨6051相结合，能够确保超声探头6041紧密贴合在待测试件上。使用柔性的压紧随动单元能够保证超声探头6041对不同直径的管道进行扫查，同时保证检测工艺的参数可调，如超声探头6041压紧力，各自由度的运动范围等。在满足工艺的前提下，保证超声探头6041与壁面的紧密贴合，在海底环境中，无需耦合系统即可实现无气隙完全水耦合。扫查机构可实现探头在车身宽度方向上进行一定宽度范围的扫查运动。
83.如图6所示，在一实施例中，超声探头组件604包括：超声探头6041和云台，云台包括探头架60421、连接架60422和连接弹簧60423，探头架60421与超声探头6041转动地配合，连接架60422设置在滑座602上且与探头架60421的一端转动连接，连接弹簧60423设置在连接架60422和探头架60421之间。该云台带动超声探头6041多角度转动，提高超声探头6041与地下导磁构件之间的紧密度。
84.如图1所示，电子仓2与上位机电性连接，并且电子仓2与驱动单元、超声探头组件604以及调配单元均电性连接；
85.如图7和图8所示，在一实施例中，电子仓2包括：电子仓主体202，电子仓主体202具有前端口和后端口，前盖201可拆卸地封堵在电子仓主体202的前端口，后盖203可拆卸地封堵在电子仓主体202的后端口，装载架206设置在电子仓主体202内；与上位机电性连接的控制主板204(例如，zynq主板)设置在装载架206上且位于电子仓主体202内，控制主板204与超声探头组件604均电性连接；电机调速器205(例如，无刷电机调速器)设置在装载架206上且位于电子仓主体202内，电机调速器205与控制主板204以及驱动单元。
86.电子仓2将驱动单元反馈的位置信息与超声探头组件604反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至上位机；
87.当超声探头组件604检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，上位机通过电子仓2向超声探头组件604和驱动单元发出控制指令，促使超声探头组件604和驱动单元所在的运动机构协同对水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。
88.本机器人可以保证超声探头组件604紧密贴合在水下导磁构件表面，以确保进行稳定的检测，并与驱动单元反馈位置信息结合进行定位检测，并对可能存在缺陷位置进行更精细化扫查，获取缺陷定量信息，并将信息实时显示在上位机中进行缺陷定位，解决了现有水下机器人的控制要求较高，稳定性较差，难以实现水下大型构件的高可靠高效率检测的问题。
89.在一实施例中，提供水下高适应性爬壁扫查检测机器人，包括：运动机构、扫查机构和电子仓。
90.运动机构包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动车轮在水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；
91.扫查机构设置在运动机构上，扫查机构包括对水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将超声探头组件紧密贴合在水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节压紧随动单元横向距离的调配单元；
92.电子仓与上位机电性连接，电子仓与驱动单元、超声探头组件以及调配单元均电性连接；
93.电子仓将驱动单元反馈的位置信息与超声探头组件反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至上位机；以及
94.当超声探头组件检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，上位机通过电子仓向超声探头组件和驱动单元发出控制指令，促使超声探头组件和驱动单元所在的运动机构协同对水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。
95.以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。

技术特征：
1.一种水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，包括：运动机构，包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动所述车轮在所述水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；设置在所述运动机构上的扫查机构，包括对所述水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将所述超声探头组件紧密贴合在所述水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节所述压紧随动单元横向距离的调配单元；与上位机电性连接的电子仓，与所述驱动单元、所述超声探头组件以及所述调配单元均电性连接；所述电子仓将所述驱动单元反馈的位置信息与所述超声探头组件反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至所述上位机；以及当超声探头组件检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，所述上位机通过所述电子仓向所述超声探头组件和所述驱动单元发出控制指令，促使所述超声探头组件和所述驱动单元所在的运动机构协同对所述水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。2.水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，包括：运动机构，包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动所述车轮在所述水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；扫查机构，包括对所述水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将所述超声探头组件紧密贴合在所述水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节所述压紧随动单元横向距离的调配单元；可变角度底座机构，将所述扫查机构设置在所述运动机构上并能够调节所述扫查机构相对所述运动机构的角度；与上位机电性连接的电子仓，与所述驱动单元、所述超声探头组件以及所述调配单元均电性连接；所述电子仓将所述驱动单元反馈的位置信息与所述超声探头组件反馈的检测超声信号信息整合成扫查结果信息并将扫查结果信息实时传输至所述上位机；以及当超声探头组件检测到水下导磁构件可能存在缺陷时，所述上位机通过所述电子仓向所述超声探头组件和所述驱动单元发出控制指令，促使所述超声探头组件和所述驱动单元所在的运动机构协同对所述水下导磁构件的可能存在缺陷区域进行s型面扫查，以得到关于扫查结果的三维图像。3.根据权利要求1或2所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述车轮的数量四个呈矩形布置，每个所述车轮包括：与所述驱动单元连接的内电磁环轴；外轮毂，套设在所述内电磁环轴的外侧端；内轮毂，套设在所述内电磁环轴的内侧端，所述内轮毂与所述外轮毂平行布置且共同与所述内电磁环轴具有同一中轴线上；外永磁环，套设在所述内电磁环轴上且位于所述外轮毂和所述内轮毂之间；防滑橡胶圈，设置在所述外永磁环的外周壁上且在径向方向相对所述外轮毂和所述内轮毂凸出；以及
所述内轮毂和所述外轮毂均由碳钢制成并可与所述水下导磁构件形成磁力闭合回路，所述外永磁环由永磁铁制成，所述内电磁环轴采用电磁铁且通过所述驱动单元输出的电流实现磁力调节。4.根据权利要求2所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述驱动单元包括：能够提供实时位置信息的驱动电机，与所述电子仓电性连接；第一传动单元，将所述驱动电机与两个所述车轮连接；第一防水保护组件，设置在所述驱动电机以及所述第一传动单元的主体的外围，以在内部形成所述驱动电机和所述第一传动单元的主体的防水区域。5.根据权利要求4所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述第一传动单元包括：锥齿轮，设置在所述驱动电机的输出端；位于机器人同一侧的两个带轮，分别套设在对应的所述内电磁环轴上，其中一个内电磁环轴的端部嵌入锥齿轮中；同步带，将两个所述带轮连接，以共同形成联动结构。6.根据权利要求2所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述调配单元包括：调配电机，与所述电子仓电性连接；导轨，横向设置在所述可变角度底座机构上；第二传动单元，包括与所述调配电机的输出端连接的电机转接头、设置在所述导轨上的组合齿轮、将所述电机转接头与所述组合齿轮连接的传动带、夹紧在所述传动带上的传动带压紧板、滑动地设置在所述导轨上且与所述传动带压紧板固连的滑块，以及转动地设置在所述滑块上且限定所述压紧随动单元旋转轨迹的旋转轨迹限定板；第二防水保护组件，设置在所述调配电机以及所述第二传动单元的主体的外围，以在内部形成所述调配电机和所述第二传动单元的主体的防水区域。7.根据权利要求6所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述压紧随动单元包括：滑轨，具有竖向延伸的滑动段且下端与所述滑块的下端铰接；滑座，滑动地设置在所述滑轨的滑动段上；缓冲弹簧，将所述滑座与所述滑轨连接。8.根据权利要求7所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述超声探头组件包括：超声探头；云台，包括与所述超声探头转动地配合的探头架，设置在所述滑座上且与所述探头架的一端转动连接的连接架，以及设置在所述连接架和所述探头架之间的连接弹簧。9.根据权利要求7所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述可变角度底座机构包括：底板，设置在所述驱动单元上；支架；
支撑型材，将所述支架设置在所述底板上；转轴底板，设置在所述支架的底部；横向型材，设置在所述支架的左侧；转轴侧板，设置在所述横向型材的右侧顶面上；角度加强架，设置在所述转轴底板和所述转轴侧板之间；把手，包括垂直型材以及将垂直型材与所述支架连接的竖直型材，所述垂直型材位于所述支架的上方。10.根据权利要求2所述的水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其特征在于，所述电子仓包括：电子仓主体，具有前端口和后端口；前盖，可拆卸地封堵在所述电子仓主体的前端口；后盖，可拆卸地封堵在所述电子仓主体的后端口；装载架，设置在所述电子仓主体内；与上位机电性连接的控制主板，设置在所述装载架上且位于所述电子仓主体内，所述控制主板与所述超声探头组件均电性连接；电机调速器，设置在所述装载架上且位于所述电子仓主体内，所述电机调速器与所述控制主板以及所述驱动单元。

技术总结
本发明公开了一种水下高适应性爬壁扫查检测机器人，其包括：运动机构、设置在运动机构上的扫查机构运动机构以及与上位机电性连接的电子仓，运动机构包括通过永磁铁和电磁铁吸附于水下导磁构件表面的车轮以及驱动车轮在水下导磁构件表面运动且能够发送实时位置信息的驱动单元；扫查机构包括对水下导磁构件进行检测的超声探头组件、将超声探头组件紧密贴合在水下导磁构件表面的压紧随动单元以及装配并调节压紧随动单元横向距离的调配单元；电子仓与驱动单元、超声探头组件以及调配单元均电性连接。本发明解决了现有水下机器人的控制要求较高，稳定性较差，难以实现水下大型构件的高可靠高效率检测的问题。的高可靠高效率检测的问题。的高可靠高效率检测的问题。


技术研发人员：王勇智 金浩然 徐鑫涛 武二永 杨克己
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/6