CN105735398B - 筑坝造地机器人 - Google Patents
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Abstract
筑坝造地机器人，包括若干吸沙单元，每个吸沙单元包括电器舱，电器舱上部和左右两侧分别设有浮力舱，电器舱底部两侧设有履带式行走系统，电器舱内设有控制系统，电器舱底部设有主干管，主干管上连接有伸缩式扬沙管，主干管左右两侧沿主干管长度方向分别排列设置有若干支管，每个支管远离主干管的一端均设有泥浆泵，泥浆泵下端设有吸沙口，吸沙口内沿竖直方向插设有滑筒，滑筒上部外壁沿圆周方向均匀间隔设有四个第一振动棒，吸沙口周围沿左右水平方向均匀间隔设有若干第二振动棒。本发明适用范围广、自动化程度高、操作简便、工作可靠、挖沙效率高。
Description
技术领域
本发明属于挖沙造地技术领域，尤其涉及一种筑坝造地机器人。
背景技术
河道在使用一段时间后，其底部都会积聚较多的淤泥，这些积聚的淤泥会影响到河道上船只的正常运行，因此需要定期进行清淤工作，传统的做法是采用吹沙船利用高压水泵产生压力水，通过高压水枪冲击泥沙，将沉积的泥沙冲击形成漂浮状态，然后将泥沙通过抽沙泵抽取再用管道输送至目的地，吹沙船为疏通航道起到了作用。现有吹沙船可以挖沙，不足之处在于效率低下，高耗能，高污染，成本高昂，具有一定的局限性。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种适用范围广、自动化程度高、操作简便、工作可靠、挖沙效率高的筑坝造地机器人。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：筑坝造地机器人，包括若干沿前后水平方向串联连接的吸沙单元，每个吸沙单元包括呈长方体结构的电器舱，电器舱上部和左右两侧分别设有浮力舱，电器舱底部两侧设有履带式行走系统，电器舱内设有控制系统，电器舱底部沿前后水平方向设有主干管，主干管的长度与电器舱沿前后水平方向的长度相等，主干管上连接有伸缩式扬沙管，伸缩式扬沙管沿竖直方向设置，主干管左右两侧沿主干管长度方向分别排列设置有若干支管，每个支管均沿左右水平方向设置，每个支管靠近主干管的一端与主干管连通，每个支管远离主干管的一端均设有泥浆泵，泥浆泵下端设有吸沙口，吸沙口内沿竖直方向插设有滑筒，滑筒下端敞口，滑筒顶部呈上细下粗的锥形结构，滑筒的锥形结构顶端设有与滑筒呈一体结构的进浆管，进浆管插设在吸沙口内并与吸沙口滑动配合，滑筒上部外壁沿圆周方向均匀间隔设有四个第一振动棒，吸沙口周围沿左右水平方向均匀间隔设有若干第二振动棒，第一振动棒和第二振动棒均沿竖直方向设置；
控制系统分别通过电缆与履带式行走系统、伸缩式扬沙管、浮力舱、泥浆泵、第一振动棒和第二振动棒连接，控制系统用于控制履带式行走系统前后移动、伸缩式扬沙管上下伸缩、浮力舱浮降、泥浆泵启闭以及第一振动棒和第二振动棒振动。
滑筒内水平设有箅子，箅子下表面设有钢刷，钢刷一端通过竖直设置的销轴铰接在箅子下表面边缘，滑筒上设有用于驱动钢刷旋转以除去箅子下表面杂物的驱动电机。
第一振动棒的长度大于第二振动棒的长度。
相邻两个吸沙单元的主干管之间通过柔性接头连接，各个吸沙单元的主干管外径不同并且沿前后串联方向依次增大或减小。
履带式行走系统包括位于电器舱左右两侧的两条履带，两条履带内均设有位于履带前端的驱动轮和位于履带后端的从动轮，驱动轮通过轮轴连接有驱动电机。
采用上述技术方案，本发明具有如下优点：
1、本发明采用浮力舱，当工作时由控制系统控制浮力舱自动调整浮力，沉降在河道底部，当完成一个位置的航道清淤工作后，控制浮力舱调整浮力浮在水面，由驳船进行牵引；本发明采用履带式行走系统，通过控制系统控制实现本发明的前进或后退，采用履带式行走系统便于在河道底部稳定行走，增加与河道底部的接触面积，整个履带式行走系统的高度较低，以利于降低重心；
2、本发明采用的第一振动棒和第二振动棒均具有垂直自由度，可以随着砂层泥浆液化，振动下沉，吸沙口内的滑筒跟随第一振动棒具有垂直自由度，滑筒上的第一振动棒的振动插入深度大于第二振动棒，若干个第一振动棒和第二振动棒同时工作，把河道底部泥沙与水混合成泥浆，滑筒沉入泥浆最底层，在泥浆泵的作用下，向下及周边抽吸，形成超强负压，以吸沙口为中心形成泥浆流，河道底部水流与泥沙混合补入，泥浆流经过滑筒的进浆管进入到吸沙口内，在泥浆泵的作用下经支管进入到主干管内，再经扬沙管从扬沙管的出沙口喷出到达预定位置；
3、本发明在滑筒内设有箅子，箅子可以过滤掉来自泥浆中的大颗粒石块或其他大颗粒杂质，箅子下表面的钢刷按照设定好的时间间隔滑动，并将箅子下表面的异物清除，避免阻塞箅子，保证泥浆泵正常稳定地运行；
4、本发明的相邻两个吸沙单元的主干管之间通过柔性接头连接，便于安装，并且可以减小本发明在工作过程中产生的振动对接口的破坏，各个吸沙单元的主干管外径不同并且沿前后串联方向依次增大或减小，避免由于泥浆流逐渐积聚使得主干管破裂；
5、本发明既起到廉价高效扬沙的作用，又自动化智能化，无人操作；最大限度实现提高挖沙的效率，有根据河道需要组合成适用宽度，阵列，以达到生产目的。
附图说明
图1是本发明中一个吸沙单元的结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是本发明中滑筒的结构示意图；
图4是图3的俯视结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明的筑坝造地机器人，包括若干沿前后水平方向串联连接的吸沙单元1，每个吸沙单元1包括呈长方体结构的电器舱2，电器舱2上部和左右两侧分别设有浮力舱3，电器舱2底部两侧设有履带式行走系统4，电器舱2内设有控制系统5，电器舱2底部沿前后水平方向设有主干管6，主干管6的长度与电器舱2沿前后水平方向的长度相等，主干管6上连接有伸缩式扬沙管7，伸缩式扬沙管7沿竖直方向设置，主干管6左右两侧沿主干管6长度方向分别排列设置有若干支管8，每个支管8均沿左右水平方向设置，每个支管8靠近主干管6的一端与主干管6连通，每个支管8远离主干管6的一端均设有泥浆泵9，泥浆泵9下端设有吸沙口10，吸沙口10内沿竖直方向插设有滑筒11，滑筒11下端敞口，滑筒11顶部呈上细下粗的锥形结构，滑筒11的锥形结构顶端设有与滑筒11呈一体结构的进浆管12，进浆管12插设在吸沙口10内并与吸沙口10滑动配合，滑筒11上部外壁沿圆周方向均匀间隔设有四个第一振动棒13，吸沙口10周围沿左右水平方向均匀间隔设有若干第二振动棒14，第一振动棒13和第二振动棒14均沿竖直方向设置；
控制系统5分别通过电缆与履带式行走系统4、伸缩式扬沙管7、浮力舱3、泥浆泵9、第一振动棒13和第二振动棒14连接，控制系统5用于控制履带式行走系统4前后移动、伸缩式扬沙管7上下伸缩、浮力舱3浮降、泥浆泵9启闭以及第一振动棒13和第二振动棒14振动。
滑筒11内水平设有箅子15，箅子15下表面设有钢刷16，钢刷16一端通过竖直设置的销轴铰接在箅子15下表面边缘，滑筒11上设有用于驱动钢刷16旋转以除去箅子15下表面杂物的驱动电机。
第一振动棒13的长度大于第二振动棒14的长度。
相邻两个吸沙单元1的主干管6之间通过柔性接头17连接，各个吸沙单元1的主干管6外径不同并且沿前后串联方向依次增大或减小。
履带式行走系统4包括位于电器舱2左右两侧的两条履带18，两条履带18内均设有位于履带18前端的驱动轮19和位于履带18后端的从动轮20，驱动轮19通过轮轴连接有驱动电机。
浮力舱3、泥浆泵9、第一振动棒13、第二振动棒14、箅子15和驱动电机均为本领域现有常规技术，其具体结构不再详述，图中未示出电缆和驱动电机。
本发明的工作过程为：首先利用驳船将本发明牵引到预定清沙位置上方的水面21上，通过控制系统5控制浮力舱3使得本发明沉降在预定清沙位置上，调节伸缩式扬沙管7的长度，使得伸缩式扬沙管7的出沙口位于水面21之上的预定位置，然后依次开启泥浆泵9，每次开启一个泥浆泵9后进行排水热身两分钟后再开启下一个泥浆泵9，当所有的泥浆泵9全部开启后，观察本发明的工作状态，当所有系统处在正常状态下时，依次驱动第一振动棒13和第二振动棒14，第一振动棒13和第二振动棒14均具有垂直自由度，可以随着砂层泥浆液化，振动下沉，吸沙口10内的滑筒11跟随第一振动棒13具有垂直自由度，滑筒11上的第一振动棒13的振动插入深度大于第二振动棒14，若干个第一振动棒13和第二振动棒14同时工作，把河道底部泥沙与水混合成泥浆，滑筒11沉入泥浆最底层，在泥浆泵9的作用下，向下及周边抽吸，形成超强负压，以吸沙口10为中心形成泥浆流，河道底部水流与泥沙混合补入，设计泥浆流的料水比约为30％-50％，泥浆流经过滑筒11的进浆管12进入到吸沙口10内，在泥浆泵9的作用下经支管8进入到主干管6内，再经扬沙管从扬沙管的出沙口喷出到达预定位置，各个吸沙单元1均通过履带18式行走系统4前进或后退，当在河道底部泥沙中遇到障碍（巨石、沉船等），通过倒车，由其他清障组织完成清理后继续前行；滑筒11内设有箅子15，箅子15可以过滤掉来自泥浆中的大颗粒石块或其他大颗粒杂质，箅子15下表面的钢刷16按照设定好的时间间隔滑动，并将箅子15下表面的异物清除，避免阻塞箅子15，保证泥浆泵9正常稳定地运行；控制系统5可以实现人机对话，通过控制浮力舱3自动调整浮力，自动调整伸缩式扬沙管7的长度，控制泥浆泵9的启闭，驱动履带18式行走系统4实现前后位移，驱动振动棒上下振动形成泥浆。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.筑坝造地机器人，其特征在于：包括若干沿前后水平方向串联连接的吸沙单元，每个吸沙单元包括呈长方体结构的电器舱，电器舱上部和左右两侧分别设有浮力舱，电器舱底部两侧设有履带式行走系统，电器舱内设有控制系统，电器舱底部沿前后水平方向设有主干管，主干管的长度与电器舱沿前后水平方向的长度相等，主干管上连接有伸缩式扬沙管，伸缩式扬沙管沿竖直方向设置，主干管左右两侧沿主干管长度方向分别排列设置有若干支管，每个支管均沿左右水平方向设置，每个支管靠近主干管的一端与主干管连通，每个支管远离主干管的一端均设有泥浆泵，泥浆泵下端设有吸沙口，吸沙口内沿竖直方向插设有滑筒，滑筒下端敞口，滑筒顶部呈上细下粗的锥形结构，滑筒的锥形结构顶端设有与滑筒呈一体结构的进浆管，进浆管插设在吸沙口内并与吸沙口滑动配合，滑筒上部外壁沿圆周方向均匀间隔设有四个第一振动棒，吸沙口周围沿左右水平方向均匀间隔设有若干第二振动棒，第一振动棒和第二振动棒均沿竖直方向设置；
控制系统分别通过电缆与履带式行走系统、伸缩式扬沙管、浮力舱、泥浆泵、第一振动棒和第二振动棒连接，控制系统用于控制履带式行走系统前后移动、伸缩式扬沙管上下伸缩、浮力舱浮降、泥浆泵启闭以及第一振动棒和第二振动棒振动；
相邻两个吸沙单元的主干管之间通过柔性接头连接，各个吸沙单元的主干管外径不同并且沿前后串联方向依次增大或减小。
2.根据权利要求1所述的筑坝造地机器人，其特征在于：滑筒内水平设有箅子，箅子下表面设有钢刷，钢刷一端通过竖直设置的销轴铰接在箅子下表面边缘，滑筒上设有用于驱动钢刷旋转以除去箅子下表面杂物的驱动电机。
3.根据权利要求1所述的筑坝造地机器人，其特征在于：第一振动棒的长度大于第二振动棒的长度。
4.根据权利要求1所述的筑坝造地机器人，其特征在于：履带式行走系统包括位于电器舱左右两侧的两条履带，两条履带内均设有位于履带前端的驱动轮和位于履带后端的从动轮，驱动轮通过轮轴连接有驱动电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Bangchun Inventor after: Guo Qingping Inventor after: Mu Yadong Inventor after: Ye Yongkui Inventor after: Meng Fanchao Inventor after: Wang Hongguang Inventor after: Fu Yuantao Inventor before: Fu Yuantao |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180312 Address after: 450005 Henan City, Zhengzhou Province, No. 27 navigation road, No. 94 Applicant after: Huanghe S & T College Address before: 450041 No. 39, No. 06 District, Huaiyang Road, Shanghai Zhengzhou City, Henan Applicant before: Fu Yuantao |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180420 Termination date: 20190408 |