一种水下无人值守自主巡检系统及方法与流程

本发明属于水下巡检，具体涉及一种水下无人值守自主巡检系统及方法。

背景技术：

1、随着我国海洋经济高速发展，当前在我国近海海域建设有众多的海上油气平台、大型海洋养殖牧场、海上风电场等大型海上平台，这些平台和设备一般的一些钢制结构物和桩基长期受到海水的侵蚀，加之海水的盐度较高，且存在着微生物附着和波浪冲刷等因素，会直接导致大型海上平台的水下结构物和桩基出现锈蚀、破损等现象，如果不及时进行处置，会直接影响到大型海上平台的安全。因此，需要定期的对这些大型海上平台的水下结构物和桩基进行检测，进而评估其安全状态，确保海上平台的安全。

2、现有的针对大型海上平台的水下巡检方法目前主要有以下几种：1）通过蛙人携带水下巡检设备，定期开展水下巡检。但借助人工的水下巡检方式存在着效率低下，由于无法确保全方位的检测，检测结果的准确率较低，同时也存在很大的安全隐患；2）基于水下巡检机器人，通过安装在机器人上的水下摄像机和巡检传感器，完成水下结构物的巡检。该种巡检方法，相较于人工直接携带设备开展水下巡检，提高了水下检测的效率和准确率，但仍然离不开母船和人工的辅助，该方法巡检的成本较高，无法开展大规模的推广应用。

3、针对大型海上平台的水下结构物和桩基的实际检测需求，亟需一种精准、高效且成本较低的快速检测方法来解决当前水下巡检存在的技术和工程难点。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中巡检效率低等缺陷，提出一种水下无人值守自主巡检系统及方法，通过多个不同方位螺旋桨的相互配合，使得搭载在水下移动平台上的libs探测器可进行自由移动，同时还可实现自动控制，进而有效提高巡检效率和准确性。

2、本发明是采用以下的技术方案实现的：一种水下无人值守自主巡检系统，包括箱体，箱体上方转动连接有箱门，箱门内部前侧固定有箱门锁扣，箱门内部后侧镜像固定有两个箱门转动板，箱体内部前侧设有箱体锁扣，箱体内部后侧镜像设有两个箱体转动板，箱体右侧固定有收纳箱，箱体右侧贯穿设有摄像探测头和ph探测器，收纳箱右侧设有libs探测器；

3、所述箱体底部外表面和箱门顶部外表面固定有多个平衡杆，箱体左侧设有左侧螺旋桨，箱体前后设有前侧螺旋桨和后侧螺旋桨，箱体内部下表面设有底部右侧螺旋电机，底部右侧螺旋电机右侧设有控制器，控制器右侧设有电源，电源右侧设有拖揽，拖揽外表面设有缆绳，缆绳一端缠绕在拖揽上，缆绳另一端与libs探测器左侧固定连接，拖揽外部前侧设有拖缆电机，拖缆电机一端固定于箱体内表面，拖揽右侧设有摄像处理器，摄像处理器与摄像探测头固定连接，摄像处理器后侧设有底部左侧螺旋电机，底部左侧螺旋电机后侧设有ph处理器，ph处理器与ph探测器固定连接。

4、进一步的，所述前侧螺旋桨后侧设有前侧螺旋电机，前侧螺旋电机与前侧螺旋桨转动连接，前侧螺旋电机左右两侧固定有与平衡杆固定连接的横杆，后侧螺旋桨前侧固定有后侧螺旋电机，后侧螺旋电机与后侧螺旋桨转动连接，后侧螺旋电机左右两侧固定有与箱体后部的平衡杆固定连接的横杆，左侧螺旋桨与左侧螺旋电机转动连接，底部左侧螺旋桨与底部左侧螺旋电机转动连接，底部右侧螺旋桨与底部右侧螺旋电机转动连接。

5、进一步的，每个箱门转动板与每个箱体转动板平行安装，箱体转动板在箱门转动板的下方，两者在空间上为平行布局，箱门转动板一端固定有箱门转动齿轮，箱体转动板一端设有箱体转动齿轮，箱体转动板的另一端固定有箱门转动电机，箱体转动齿轮与箱门转动电机转动连接，箱门转动齿轮与箱体转动齿轮啮合连接。

6、进一步的，所述箱体锁扣与箱门锁扣平行安装，箱门锁扣一端中间位置固定有螺旋杆，箱体锁扣中间设有通孔，箱体锁扣下方设有锁扣联动齿轮，锁扣联动齿轮与箱体锁扣通过轴承固定，锁扣联动齿轮内侧设有螺纹与螺旋杆转动连接，箱体前部内侧固定有锁扣电机，锁扣电机转动连接有锁扣齿轮，锁扣齿轮与锁扣联动齿轮啮合转动。

7、进一步的，所述libs探测器左侧设有激光发射管，libs探测器外侧设有多个固定杆，每个固定杆末端上方固定有libs探测器螺旋电机，每个固定杆下方固定有libs探测器螺旋桨，libs探测器螺旋桨与libs探测器螺旋电机转动连接，libs探测器左侧镜像固定有两个卡扣。

8、进一步的，所述收纳箱外部设有两个收纳箱门，收纳箱和收纳箱门之间转动连接有收纳箱门转动杆，每个收纳箱门转动杆上方固定有收纳箱门电机，收纳箱门电机与收纳箱门转动杆转动连接。

9、进一步的，所述收纳箱内部底侧固定有两个收纳箱卡扣固定杆，每个收纳箱卡扣固定杆左侧设有收纳箱卡扣，每个收纳箱卡扣固定杆上方固定有收纳箱卡扣电机，收纳箱卡扣与收纳箱卡扣电机转动连接。

10、进一步的，所述左侧螺旋电机、收纳箱卡扣电机、收纳箱门电机、摄像处理器、ph处理器、底部左侧螺旋电机、底部右侧螺旋电机、拖缆电机、电源与控制器电连接，控制器用于控制左侧螺旋电机、收纳箱卡扣电机、收纳箱门电机、摄像处理器、ph处理器、底部左侧螺旋电机、底部右侧螺旋电机、拖缆电机的工作，电源为整个设备提供能量。

11、本发明另外还提供了一种水下无人值守自主巡检方法，包括以下步骤：

12、步骤a、巡检系统工作前，控制箱门与箱体密封连接：

13、在使用此设备前，控制器控制箱门转动电机工作，从而带动箱体转动齿轮转动，从而使得与之啮合的箱门转动齿轮围绕箱体转动齿轮转动，从而使得箱门转动，进而使得箱门和箱体靠近；当箱门靠近后，控制器控制锁扣电机工作，从而带动锁扣齿轮转动，从而带动与之啮合的锁扣联动齿轮转动，从而使得螺旋杆向下移动，从而使得箱门与箱体紧密贴合，考虑到人工在外面关闭的情况下无法确保密封性，可能会出现漏水等现象；而通过内部自主闭合，确保了密封性的良好性。

14、步骤b、开启海上巡检工作：

15、当需要巡检海平面上的建筑时，工作人员将箱体放入海洋中，此时控制器控制底部左侧螺旋电机和底部右侧螺旋电机开始工作，从而使得箱体向下运动，当到达所需高度后，控制器控制左侧螺旋电机和前侧螺旋电机以及后侧螺旋电机开始工作，从而使得整个设备到达所需位置；

16、当达到指定位置后，控制器控制收纳箱卡扣电机和收纳箱门转动杆工作，从而使得和收纳箱门转动，从而使得libs探测器暴露于收纳箱外部；控制器控制拖缆电机开始转动，从而使得缆绳伸长，与此同时控制器控制多个libs探测器螺旋电机相互配合，从而使得libs探测器在水下自由移动，从而使得libs探测器到达预定位置；

17、步骤c、当libs探测器到达预定位置后，进行检测：

18、控制器控制libs探测器从激光发射管发出激光，从而检测建筑物支撑件在水下此位置的具体元素，进而可根据所得数据对支撑件进行防护（未发生锈蚀和故障的情况，元素的分布数据非常规律；但是如果出现锈蚀和裂纹的情况下，数据会出现突变，所以根据检测到的数据进行判断是否需要进行防护）；与此同时，控制器控制摄像探测头开始工作，以观测支撑件外表面防护层是否脱落；控制器控制ph探测器对此处海水的ph进行测量，以根据ph值来判断此处支撑件的使用寿命。

19、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

20、本方案设计的自主巡检系统通过多个不同方位螺旋桨的相互配合，使得libs探测器在水下可自由移动，以实现自动控制；并通过多根平衡杆可使得整个设备保持平衡；且通过收纳箱门和收纳箱卡扣可将libs探测器装在收纳箱内部，从而保证libs探测器不工作时不消耗能量，以节省资源；

21、另外，通过拖缆电机及缆绳的配合，使得libs探测器与箱体连接，提高libs探测器的安全性，结合摄像探测头可观测支撑件表层防护层是否脱落，通过ph探测器监测具体位置的ph值，从而方便做出防护策略，进而取代工作人员下海工作，从而提高工作效率，同时保证工作人员的安全。