(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211130136.5 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 陈家旺　朱海　王开创　彭晓清　 林佩雯　李浩南　陈雪华　高旭　 任雪玉　林渊　葛晗　方玉平　 周朋　姜振军　周忠会　梁涛　 高峰　吴超杰　杜晓敏　戴文迪　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 郑粟文 (51)Int.Cl. F17D 5/00(2006.01) F17D 5/02(2006.01)G01N 21/90(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种海底管道变形缺陷精准测绘工装及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种海底管道变形缺陷精准 测绘工装及方法， 涉及海底管道检测技术领域， 包括外框架、 扫描舱、 扫描 舱驱动装置、 三维扫描 仪、 三维扫描驱动装置和扫描舱抽水装置， 扫描 舱设置于外框架内， 扫描舱抽水装置用于抽出扫 描舱内海水， 扫描舱包括扫描左半舱和扫描右半 舱， 扫描左半舱和扫描右半舱在扫描舱驱动装置 的驱动下能够闭合， 并将海底管道的目标测绘段 密封于扫描舱内， 三维扫描仪和三维扫描驱动装 置均设置于扫描舱内， 三维扫描驱动装置能够驱 动三维扫描仪对扫描舱内的目标测绘段进行全 方位扫描。 本发明可 以在水体浑浊海域、 水流湍 急海域进行正常的水下测绘， 并且 具备高定位精 度、 高度外 形适应性的优点， 能够无接触、 无损伤 地进行三维测绘。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115468123 A 2022.12.13 CN 115468123 A 1.一种海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 包括外框架、 扫描舱、 扫描舱驱 动装置、 三 维扫描仪、 三 维扫描驱动装置和扫描舱抽水装置， 所述扫描舱设置于所述外框架 内， 所述扫描舱抽水装置用于抽出所述扫描舱内海水， 所述扫描舱包括扫描左半舱和扫描 右半舱， 所述扫描左 半舱和所述扫描右半舱在所述扫描舱驱动装置的驱动下能够闭合， 并 将海底管道的目标测绘段密封于所述扫描舱内， 所述三 维扫描仪和所述三维扫描驱动装置 均设置于所述扫描舱内， 所述三 维扫描驱动装置能够驱动所述三 维扫描仪对所述扫描舱内 的目标测绘段进行全方位扫描。 2.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述外框架内 还设有浮舱， 所述浮舱通过抽水管道与所述扫描舱连通， 所述抽水管道上设有三通阀， 所述 三通阀的两个端口连接在所述抽水管道上， 所述三通阀的第三个端口与外界连通， 所述扫 描舱抽水装置包括潜水泵， 所述潜水泵设置于所述扫描舱内并与所述抽水管道连接， 用于 将所述扫描舱内海水经所述抽水管道抽出到所述浮舱内或外界； 所述浮舱上设有与外界连 通的浮舱管道， 所述浮舱管道上设有蝶阀； 所述浮舱和所述扫描舱上均设有充气口， 所述充 气口与气泵连接， 用于通过所述气泵调节所述浮舱和所述扫描舱内气压； 所述浮舱上还设 有人形孔。 3.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述扫描左半 舱和所述扫描右半舱的顶部通过转轴转动连接在所述外框架内， 所述扫描舱驱动装置包括 液压油缸， 所述扫描左半舱外侧和所述扫描右半舱外侧均连接有所述液压油缸， 各所述液 压油缸均连接在所述外框架上， 通过所述液压油缸能够驱动所述扫描左半舱和所述扫描右 半舱绕所述转轴转动以闭合或打开； 所述扫描左半舱和所述扫描右半舱之 间的密封接触面 以及所述扫描左半舱和所述扫描右半舱与海底管道的密封 接触面均设有密封条。 4.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 还包括配重 块， 所述外框架两侧各设有一个所述配重块， 两个所述配重块用于吊放在 海底管道两侧， 所 述配重块通过钢丝绳与安装在所述外框架上的液压绞车连接， 通过所述液压绞车能够拉紧 或放松所述钢丝绳； 所述外框架和所述配重块上均设有吊耳， 所述外框架两侧均固定设有 钢缆导管， 所述吊耳用于连接吊装钢缆， 所述钢缆导管中用于穿设吊装钢缆以通过吊装钢 缆连接所述配重块上的所述吊耳。 5.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述三维扫描 驱动装置包括直线导轨、 轴向丝杆、 直行电机、 圆弧导轨、 圆弧齿条、 旋转电机和转角电机， 所述圆弧导轨通过滑块滑动连接在所述直线导轨上， 所述滑块与所述轴向丝杆螺纹连接， 所述直行电机与所述轴向丝杆连接用于驱动所述轴向丝杆旋转， 所述圆弧齿 条滑动连接在 所述圆弧导轨上， 所述旋转电机的输出轴 上设有与所述圆弧齿条啮合的齿轮， 通过所述旋 转电机能够驱动所述圆弧齿条沿所述圆弧导轨移动， 所述圆弧齿条上连接有安装座， 所述 转角电机安装于所述安装座上， 所述转角电机的壳体通过连接板连接三维扫描仪舱， 所述 三维扫描仪舱通过扫描转轴转动连接在所述连接板上， 所述转角电机的输出轴通过转角传 动装置与所述扫描转轴传动连接， 所述三维扫描仪设置于所述三维扫描仪舱中， 通过所述 转角电机能够驱动所述 三维扫描仪舱 转动以带动所述 三维扫描仪转动。 6.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述外框架上 设有姿态传感器， 用于检测所述测绘工装在海底的姿态； 所述外 框架上还设有扶梯。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115468123 A 27.根据权利要求5所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述扫描舱内 设有照明灯、 摄像头、 电池舱、 控制舱、 照明 ‑监控舱和驱动器舱， 所述照明 ‑监控舱用于驱动 所述照明灯和所述摄像头， 所述驱动器舱用于驱动所述直行电机、 所述旋转电机和所述转 角电机， 所述控制舱用于所述测绘工装全部的水下控制， 所述电池舱用于所述测绘工装全 部电子设备的供电。 8.根据权利要求1所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述扫描舱两 端以及下端对应于密封接触面的位置均设有位置关开， 两端的所述位置开关用于检测所述 扫描舱两端与海底管道的闭合密封情况， 下端的所述位置开关用于检测所述扫描舱下端密 封接触面的闭合密封情况。 9.根据权利要求2所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 其特征在于： 所述浮舱和所 述扫描舱上均设有液位计， 分别用于检测所述 浮舱和所述扫描舱内的水位。 10.一种海底管道变形缺陷精准测绘方法， 其特征在于， 采用权利要求1～9中任意一项 所述的海底管道变形缺陷精准测绘工装， 包括以下步骤： S1： 将所述测绘工装整体吊放入海， 使海底管道 的目标测绘段位于所述扫描左半舱和 所述扫描右半舱之间； S2： 通过所述扫描舱驱动装置驱动所述扫描左半舱和所述扫描右半舱闭合， 将 目标测 绘段密封 于所述扫描舱内； S3： 通过所述扫描舱抽水装置将所述扫描舱内海水抽出； S4： 通过所述三维扫描驱动装置驱动所述三维扫描仪对所述扫描舱内的目标测绘段进 行全方位扫描。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115468123 A 3