CN105464162A - 水下清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下清淤机器人，其特征在于设有车架体，驱动轮、设备控制仓、水上控制系统、水平推进器、升降推进器、吸管、吸泵、机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，所述车架体上端设有设备控制仓，两侧分别设有驱动轮，前端设有机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，后端设有水平推进器，上端设有升降推进器，所述吸泵经连接绳与车架体固定连接，所述设备控制仓内安装有驱动系统，所述水平推进器和升降推进器分别与驱动系统相连接，所述驱动系统、带光源的摄像头和云台摄像头分别与水上控制系统相连接，？本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、控制灵便、清淤能力强、制作成本低等优点。

Description

水下清淤机器人

技术领域

本发明涉及清淤设备技术领域，具体地说是一种水下清淤机器人。

背景技术

目前对于中小型水域，主要的清淤方式是把其中的水抽干，直接在无水的情况下，用挖掘机或清淤机进行清淤工作，这种工作方式需要使河流改道，有时还不得不采用开挖临时河道的办法来解决，工程量既大又繁琐，而且还会使清淤目标在较长一段时间内不能进行工作生产，造成了一定的经济损失，所以这种工作方式生产效率低，劳动强度大，方法原始，而且在很多情况下，由于河床地深、地形的原因，而无法使用大型工程机械，进行机械化作业。也有使用吸淤泥设备进行水下工作，但是现有的水下吸淤泥设备一般都安装在漂浮平台或船上使用，需一名到数名机手进行人工操纵，繁重的体力劳动和高昂的清淤成本使这些传统清淤产品已不能适应当今市场需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、控制灵便、清淤能力强、制作成本低的水下清淤机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水下清淤机器人，其特征在于设有车架体，驱动轮、设备控制仓、水上控制系统、水平推进器、升降推进器、吸管、吸泵、机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，所述车架体上端设有设备控制仓，两侧分别设有驱动轮，前端设有机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，后端设有水平推进器，上端设有升降推进器，所述吸泵经连接绳与车架体固定连接，以利于分解本发明的整体重量，所述设备控制仓内安装有驱动系统，所述水平推进器和升降推进器分别与驱动系统相连接，所述驱动系统、带光源的摄像头和云台摄像头分别与水上控制系统相连接，所述水上控制系统是由控制箱、工控机、显示屏、鼠标和键盘组成，所述控制箱内设有工控机、显示屏、鼠标和键盘，所述工控机上设有显示屏，所述工控机分别与鼠标和键盘相连接，所述工控机与防水电缆相连接，以利于通过显示屏能看到水下情况，通过鼠标和键盘控制工控机以及经防水电缆与工控机相连的水平推进器、升降推进器、吸泵、驱动系统、带光源的摄像头和云台摄像头动作，达到自动控制的作用，所述驱动轮和机械臂分别经驱动系统驱动，所述机械臂前端与吸管定位套相连接，所述吸泵经连接绳索与车架体相连接，以利于降低车架体的自重，提高了车架体的灵活性，所述吸泵经控制系统控制，所述吸管一端与吸管定位套固定连接，另一端与吸泵进口固定连接，以利于通过水上控制系统控制驱动系统和吸泵动作，并通过云台摄像头和带光源的摄像头的照射并将水下的图像上传至控制系统，使人们能清楚的操作驱动系统驱动机械臂在任意方向旋转，进而带动吸管对周围的淤泥进行抽吸，达到自动抽吸水下淤泥的作用，本发明所述驱动系统为驱动电机。

本发明所述机械臂是由后支臂、连接臂、前摆臂、上下摆动传动装置和左右摆动传动装置组成，所述后支臂后端与车架体固定连接，前端经上下摆动传动装置与连接臂相铰接，所述前摆臂后端经左右摆动传动装置与连接臂相铰接，前端设有夹持爪，以利于通过夹持爪夹持吸管对水下进行清淤作业。

本发明可在所述吸管一侧设有高压水仓，所述高压水仓经水管与高压水源相连接，以利于对集淤很厚的淤泥进行高压冲击稀释，达到清淤能力强的作用。

本发明可在吸管一侧设有机械爪，所述机械爪长于吸管下端，以利于通过机械爪对淤堵物进行松动，以利于进一步提高清淤能力。

本发明可在所述驱动轮的外周圆周阵列有防滑弹块，以使驱动轮达到旋转防滑的作用。

本发明所述防滑弹块呈楔形，所述驱动轮外周的防滑弹块是由驱动轮外侧逐渐向内侧缩小，以利于增大驱动轮的抓地力，进一步提高旋转防滑的作用。

本发明所述防滑弹块可采用非金属材质制成，以利于降低重量，延长使用寿命的作用。

本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、控制灵便、清淤能力强、制作成本低等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明机械臂折弯状态图。

图4是本发明中扒泥装置的立体结构示意图。

附图标记：车架体1，驱动轮2、设备控制仓3、水上控制系统、水平推进器4、机械臂8、带光源的摄像头9、云台摄像头10、后支臂11、连接臂12、前摆臂13、上下摆动传动装置14、左右摆动传动装置15、夹持爪16、动力架17、扒泥爪18、扒泥爪铰接座19、曲轴座20、曲轴21、曲轴电机22、传动装置23、连接梁24、后臂25、前臂26、水平铰接轴27、垂直铰接轴28、防滑弹块29。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种水下清淤机器人，其特征在于设有车架体1，驱动轮2、设备控制仓3、水上控制系统、水平推进器4、升降推进器、吸管、吸泵、机械臂8、带光源的摄像头9和云台摄像头10，所述车架体1上端设有设备控制仓3，两侧分别设有驱动轮2，前端设有机械臂8、带光源的摄像头9和云台摄像头10，后端设有水平推进器4，上端设有升降推进器，所述吸泵经连接绳与车架体1固定连接，以利于分解本发明的整体重量，所述设备控制仓3内安装有驱动系统，所述水平推进器4和升降推进器分别与驱动系统相连接，所述驱动系统、带光源的摄像头9和云台摄像头10分别与水上控制系统相连接，所述水上控制系统是由控制箱、工控机、显示屏、鼠标和键盘组成，所述控制箱内设有工控机、显示屏、鼠标和键盘，所述工控机上设有显示屏，所述工控机分别与鼠标和键盘相连接，所述工控机与防水电缆相连接，以利于通过显示屏能看到水下情况，通过鼠标和键盘控制工控机以及经防水电缆与工控机相连的水平推进器4、升降推进器、吸泵7、驱动系统、带光源的摄像头9和云台摄像头10动作，达到自动控制的作用，所述驱动轮2和机械臂8分别经驱动系统驱动，所述机械臂8前端与吸管定位套相连接，所述吸泵经连接绳索与车架体相连接，以利于降低车架体的自重，提高了车架体的灵活性，所述吸泵经控制系统控制，所述吸管6一端与吸管定位套固定连接，另一端与吸泵进口固定连接，以利于通过水上控制系统控制驱动系统和吸泵动作，并通过云台摄像头和带光源的摄像头的照射并将水下的图像上传至控制系统，使人们能清楚的操作驱动系统驱动机械臂在任意方向旋转，进而带动吸管对周围的淤泥进行抽吸，达到自动抽吸水下淤泥的作用，本发明所述驱动系统为驱动电机，本发明所述升降推进器和水平推进器均为现有技术，此不赘述。

本发明所述机械臂8是由后支臂11、连接臂12、前摆臂13、夹持爪16、上下摆动传动装置14和左右摆动传动装置15组成，所述后支臂11后端与车架体1固定连接，前端经上下摆动传动装置14与连接臂12相铰接，所述前摆臂13后端经左右摆动传动装置15与连接臂12相铰接，前端设有夹持爪16，以利于通过夹持爪16夹持吸管6对水下进行清淤作业。

本发明可在所述吸管6一侧设有高压水仓，所述高压水仓经水管与高压水源相连接，以利于对集淤很厚的淤泥进行高压冲击稀释，达到清淤能力强的作用。

本发明可在吸管6一侧的车架体前端设有扒泥装置，所述扒泥装置是由折弯臂框、动力架17、扒泥爪18、扒泥爪铰接座19、曲轴座20、曲轴21、曲轴电机22、传动装置23组成，所述折弯臂框后端与车架体1固定连接，前端与动力架17固定连接，所述动力架17上设有曲轴电机22、曲轴座20和扒泥爪铰接座19，所述曲轴21两端分别经曲轴座20相连接，所述曲轴电机22经传动装置与23曲轴21中部相连接，所述曲轴电机22与所述设备控制仓内的驱动系统相连接，所述扒泥爪18经弯轴与扒泥爪铰接座19相铰接，所述扒泥爪18后端与曲轴21相铰接，前端设有扒泥齿24，以利于通过曲轴电机22驱动曲轴21旋转，带动扒泥爪18对淤泥进行松动，再由后面的吸管将松动后的淤泥吸除，所述传动装置可以采用主动轮和传动带相连接的方式，也可以采用链条与齿轮相连接的方式。

本发明所述折弯臂框是由连接梁30、后臂25、前臂26、折臂驱动装置组成，所述后臂25内设有折臂驱动装置，所述连接梁24两端分别经垂直铰接轴28与后臂25相连接，所述前臂26前端与动力架17相连接，后端经折臂驱动装置中的水平铰接轴27与后臂25相铰接，所述垂直铰接轴28和水平铰接轴27分别经折臂驱动装置驱动，以利于通过支臂驱动装置带动扒泥爪对车架体的前方、左侧和右侧的淤泥进行松动。

本发明可在所述驱动轮2的外周圆周阵列有防滑弹块29，以使驱动轮达到旋转防滑的作用。

本发明所述防滑弹块29呈楔形，所述防滑弹块29是由驱动轮2外侧逐渐向内侧缩小，以利于增大驱动轮2的抓地力，进一步提高旋转防滑的作用。

本发明所述防滑弹块29可采用非金属材质制成，以利于降低重量，延长使用寿命的作用。

本发明在使用时，本发明通过机械臂8前端的机械爪搭载强吸力吸管6，到达指定清淤地点后，操作人员通过操作控制系统中的鼠标和键盘来操作清淤机器人在水下自由行走，操作人员在地面通过云台摄像头和带光源的摄像头将水下的图像上传至控制系统中来观测水下的情况，当到达有淤泥的位置后，控制系统指令驱动系统动作，驱动系统控制机械臂旋转并将吸管口对准有淤泥的位置，启动吸泵，淤泥通过吸管将淤泥吸入并通过泵的排出管道排出，当机械爪触碰到前面的淤泥坚硬，则启动高压水源，通过高压水仓对坚硬的淤泥进行高压冲击，将淤泥稀释松动后，通过吸管再次吸入管道并排到地面的淤泥处理设备中。

本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、控制灵便、清淤能力强、制作成本低等优点。

Claims (7)

1.一种水下清淤机器人，其特征在于设有车架体，驱动轮、设备控制仓、水上控制系统、水平推进器、升降推进器、吸管、吸泵、机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，所述车架体上端设有设备控制仓，两侧分别设有驱动轮，前端设有机械臂、带光源的摄像头和云台摄像头，后端设有水平推进器，上端设有升降推进器，所述吸泵经连接绳与车架体固定连接，所述设备控制仓内安装有驱动系统，所述水平推进器和升降推进器分别与驱动系统相连接，所述驱动系统、带光源的摄像头和云台摄像头分别与水上控制系统相连接，所述驱动轮和机械臂分别经驱动系统驱动，所述机械臂前端与吸管定位套相连接，所述吸泵经连接绳索与车架体相连接，所述吸泵经控制系统控制，所述吸管一端与吸管定位套固定连接，另一端与吸泵进口固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述机械臂是由后支臂、连接臂、前摆臂、上下摆动传动装置和左右摆动传动装置组成，所述后支臂后端与车架体固定连接，前端经上下摆动传动装置与连接臂相铰接，所述前摆臂后端经左右摆动传动装置与连接臂相铰接，前端设有夹持爪。

3.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述吸管一侧设有高压水仓，所述高压水仓经水管与高压水源相连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述吸管一侧设有机械爪，所述机械爪长于吸管下端。

5.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述驱动轮的外周圆周阵列有防滑弹块。

6.根据权利要求5所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述防滑弹块呈楔形，所述驱动轮外周的防滑弹块是由驱动轮外侧逐渐向内侧缩小。

7.根据权利要求5或6所述的一种水下清淤机器人，其特征在于所述防滑弹块采用非金属材质制成。