水下检测作业机器人解决方案

snlbzhu2025-01-05
适用环境于海洋、水库、河道、闸泵站、尾水池、涵洞等天然水体,能够用于替代潜水员下水作业,保障人身安全,提高工作效率。

适用环境于海洋、水库、河道、闸泵站、尾水池、涵洞等天然水体,能够用于替代潜水员下水作业,保障人身安全,提高工作效率。具有水下观测、水下抓取物件功能,可完成水下环境现场勘察、画面传输、等作业。由ROV主机、缆控系统、水面控制系统等组成。具有操作便捷,工作可靠、稳定,关键部件的耐海水腐蚀,便于搬运等特点。本水下机器人运行人机界面友好,作业时动作敏捷快速,适用于水下目标寻找以及水下地形观测等用途。

水下机器人带有水下专用摄像照明系统,可用于水库水电站大坝检测,代替潜水员下水减少危险,提高作业效率。搭载高度计实现机器人对底高度测量,可根据测量对底高度的差值求出水底孔洞的深度。搭载双轴机械手可以夹取测量尺并进行角度旋转进行水下测量。同时机械手还可以进行水下打捞取样。配备水下测量激光标尺,激光标尺可通过手柄实时调节角度,进行水下孔洞尺寸测量。机器人支持市电220v交流供电同时支持外接蓄电池供电。供电方式可灵活选择。机器人结构紧凑,易操作,工作效率高。

1、组成结构

水下机器人组成主要包括主体框架、浮力块、垂直推进器、水平推进器、照明、主摄像云台、下视摄像头、电器仓、高度计、指南针、机械手。外形尺寸600×400×300mm(长、宽、高),重量为26Kg。

 1.1主体框架

主体框架采用超高分子聚乙烯材质。超高分子聚乙烯具有超强耐磨性、减震性和高化学稳定性,长期在淡水、海水中浸泡无变形分解现象。其密度为0.97克/立方厘米,在水中可以达到零重力,采用此材料大大减小了整体机器所需的浮力,降低了机器本身的重量。

主体框架安装采用拼接方法连接,此方法可加强框架的稳定性,提高机器整体的抗震性,在运输颠簸中不易松动。

1.2浮体

浮体材质为玻璃微珠复合材料,可承压30Mpa(水压3000米),耐海水腐蚀,海水淡水中均可使用。浮力系数为0.51,吸水率<1%。

1.3推进器

采用4台无刷推进器作为动力推进器,2组水平推进器,2组升降推进器。推进器外壳采用航空铝材质并经氧化处理,可防淡水、海水的腐蚀。螺旋桨直径100mm,材质为316不锈钢。推进器的正推力为3Kg,反推力为2.5Kg,工作转速为1000rpm。推进器有6个挡位调节,可以根据不同的水流速度调节推进器的转速。

1.4照明

 

照明在机器人的前方采用两个15W高亮LED灯,LED灯由15WLED灯密封仓、15W灯珠、15WLED灯驱动器、15WLED灯密封件、15WLED灯水密插头组成,单个照度为1200流明,LED灯的亮度可调节,可以根据水下不同的光线强度调节LED灯的亮度。内部集成供电模块,外壳采用航空铝材质并经氧化处理。

1.5摄像头

前视摄像头
下视摄像头

主摄像云台搭载一台200万像素高清网络摄像头,摄像头为光学定焦,分辨率1080P,有彩色模式和黑白模式可相互切换,图像清晰、细腻,照度0.0002Lux,宽角。视场角水平视场范围90°,垂直俯仰角度150°,总视场范围240°。主相机云台俯仰角度为±75°,密封罩材质为经过钢化处理的高透光亚克力。垂直下视摄像头为200万高清网络浑浊水处理广角摄像机,外壳采用航空铝经氧化处理,耐腐蚀。

1.6电器仓

 

高压电器仓内部搭载集成控制板,通讯模块,变电模块,深度传感器,罗盘陀螺仪,转角仪,内温度传感器,外温度传感器,主线连线插头座,电器仓壳体采用航空铝材质并经氧化处理。集成电气仓为整个水下机器人的大脑,通讯、控制、视频反馈、信号反馈均有集成电气仓处理。

1.7高度计

 高度计工作频率为455kHz±1kHz,最大测距30m@1500m/s,最小测距0.3m@1500m/s,距离分辨率1cm,工作水深100m,可根据测量对底数据的差值求出孔洞的深度。

1.8激光标尺

 激光标尺的基准为80mm,测量距离为3.5m,配备可旋转云台,可通过控制手柄实时调节角度,角度调节范围为±50°。

1.9指南针

 指南针由指南针密封仓、高精度指南针、指南针密封件、指南针水密插头组成。指南针集成倾角仪功能,可为水下机器人提供方向指示及机器人姿态反馈。

2.0机械手

 2轴机械手由机械手密封仓、卡爪及连接件、驱动电机、机械手密封件、机械手密封插头组成。2轴机械手可做旋转和抓取动作,卡爪张开尺寸160mm,旋转角度为360°,抓紧力6Kg,材料使用航空铝材质。

2、水面控制系统

 控制箱内采用19寸显示屏,屏幕分辨率为1920×1080P,能够满足操作人员的观察需求,可实时进行图像、影像传输。软件及控制操作界面均为中文显示;软件可以控制水下机器人的动作(上升、下降、,左右转、定深、定向、机械手开合、云台旋转)具备视频叠加功能,可叠加日期时间、深度、高度、温度、航向等参数;具备录像存储功能。界面可显示机器人的视频图像、导航信息、日期、时间、水深、温度、机器人水下姿态、通信状态、摄像云台俯仰角度、航向、俯仰角度、故障信息。电脑采用嵌入式主机,I5处理器,硬盘容量1T,总重15kg。

3、缆车

 缆车由凯夫拉中性零浮力承重电缆及集成滑环组成。中性电缆外表材质稳定不易老化,通讯采用电力载波模式。缆车内部集成滑环。线缆最大抗拉强度为300kg,缆长100m。

4、供电系统

主控箱和机器人均可使用市电220v和岸上蓄电池供电,并配置一套蓄电池,60v、40ah,蓄电池最长续航时间8小时。

5、机器人参数

名称

主要参数

机器人尺寸重量

600*400*320mm,26kg

材料结构

采用框架结构,框架材料高分子材料,浮体材料采用耐压3000m玻璃微珠复合材料,耐腐蚀,海水淡水中均可使用,浮力系数0.51,吸水率小于1%。

推进器

采用4个无刷推进器,2个水平,2个垂直,推进器材质为航空铝,桨叶为316不锈钢。推进器设置6个挡位调节。

相机

搭载两台200万像素低照度高清网络摄像头,前视摄像头为光学定焦,有彩色和黑白模式,两种模式可相互切换,图像清晰、细腻。照度0.0002lux,宽角,主相机云台可上下旋转正负75度,分辨率1080.垂直下视摄像头:200万高清网络浑浊水处理广角摄像机

照明

前端装有2*15W LED灯,亮度可调,单组照度为1200流明

电缆

采用100m水下专用凯夫拉中性零浮力承重电缆,最大拉力300kg,采用滑环卷线盘

下潜深度

最大下潜深度300m

航速

3节

下潜速度

3节

传感器

深度传感器,温度传感器,三维电子罗盘

机械手

双轴机械手,卡爪开合160mm,旋转角度360度,握合力6kg,材质航空镁铝合金。

激光标尺

标尺基准80mm,测距3.5m,配备旋转云台可通过手柄实时调节角度,角度调节±50°

高度计

工作频率:455±1kHz,最大测距30m@1500m/s,最小测距0.3m@1500m/s,分辨率1cm,工作水深100m。可根据测量对底数据的差值求出孔洞的深度

主控箱

显示器19寸LED高亮液晶显示器,嵌入式主机,重量15kg,I5处理器,硬盘容量1T,内置水下机器人用控制软件,软件可以控制机器人水下动作(上升,下降,左右转,定深,定向,机械手开合,云台旋转)将水下视频资料实时上传到上位机。并且视频可叠加日期,时间,温度,航向等,具备深度反馈,漏水报警,温度反馈,方向反馈,姿态反馈功能。

供电系统

主控箱和机器人均可使用市电220v和岸上蓄电池供电,并配置一套蓄电池,60v,40ah,蓄电池最长续航8h

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