CN206529818U - 一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，包括船体总成、浮箱总成、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统、地面控制系统；通过前后照明灯及摄像头为在地下大型箱涵施工的机器人提供照明与成像，以便地面上的设备操作者实时掌握地下施工环境，及时调整设备施工状态，采用本实用新型的技术方案，船式清淤机器人能在大型箱涵、湖泊中心，连续可靠、远距离安全高效挖掘、输送淤泥，机动能力强，结构简单合理，满足现行环保要求，且大大提高清淤效率。

Description

一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人

技术领域

本实用新型属环保设备技术领域，具体涉及一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人。

背景技术

每年汛期，由于大型箱涵污泥淤积影响排水畅通，天下暴雨后，越来越多的城市都会出现因城市大型箱涵污泥淤积所致的路面严重积水，严重的甚至导致该路段的交通中断，严重的影响了人民的生活、生产，地下大型箱涵需要定期清理污泥。另外湖泊常年泥沙淤积，也需定期清理，常规清淤设备却不能很好的进入湖泊中心清淤，而只能采用围湖、抽干水后再行清淤的传统工艺，过程繁琐且不环保。清淤工作中首要是对大型箱涵及湖泊中的淤泥进行收集，然后输送至地面上或河道岸边进行后续固化、转场运输等处理，然而传统的淤泥收集采用人工或挖机或真空吸污车等，受人工及设备性能限制，输送距离及可靠性、安全性都极其有限，它们都不能连续可靠、远距离安全高效输送淤泥，清淤效率依旧低下。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种用于大型箱涵、湖泊清淤的船式清淤机器人，可进入大型箱涵、湖泊中心，连续可靠、远距离安全高效挖掘、输送淤泥，满足现行环保要求，且大大提高清淤效率。本实用新型的技术方案如下：

一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，包括船体总成、浮箱总成、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统、地面控制系统；

所述船体总成包括船体、船面万向轮、船后导向轮，船体为一密封结构件，同时为船面万向轮、船后导向轮、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统等提供安装基座，船面万向轮在地下大型箱涵施工时，如遇水位过高，可紧贴箱涵顶板导向，船后导向轮11在船后移遇到障碍物时提供缓冲与导向；

所述浮箱总成包括浮箱、浮箱万向轮、船前导向轮、浮箱扩展油缸，浮箱为一密封结构件，同时为浮箱万向轮、船前导向轮、浮箱扩展油缸提供铰接基座，它与船体通过销轴铰接，通过控制浮箱扩展油缸的伸缩，可以实现浮箱不同程度的扩展，这样增加了工作臂总成的清淤范围，安装于浮箱上的船前导向轮不仅在船前移遇到障碍物时可提供缓冲，还能在浮箱扩展时稳定支撑箱涵两侧墙壁，增加工作时的稳定可靠性；

所述伸缩支腿总成包括外伸缩支腿、内伸缩支腿、支腿伸缩油缸，内、外伸缩支腿均为箱型截面结构件，它们通过支腿伸缩油缸联接，通过控制支腿伸缩油缸的伸缩，实现内伸缩支腿从外伸缩支腿中缓缓伸出、紧贴箱涵两侧墙壁，为地面下箱涵中工作的船式清淤机器人提供稳定的支撑；

所述工作臂总成包括变幅铰座、摆臂铰座、大臂、伸缩臂、摆臂油缸、伸缩臂伸缩油缸、大臂变幅油缸、铰刀头总成、伸缩输泥管，变幅铰座通过螺栓固定安装于船体上，摆臂铰座通过销轴、大臂变幅油缸与变幅铰座联接，通过控制大臂变幅油缸的伸缩实现摆臂铰座及安装其上的大臂、铰刀头部分的上下幅度调整，大臂通过销轴、摆臂油缸与摆臂铰座联接，通过控制摆臂油缸的伸缩实现大臂及铰刀头总成的左右工作幅度调整，伸缩臂通过伸缩臂伸缩油缸与大臂套装，通过控制伸缩臂伸缩油缸的伸缩实现伸缩臂长度方向工作幅度的调整，铰刀头总成包括铰刀头、铰刀头驱动马达、吸泥弯管，通过动力系统给铰刀头驱动马达供油，带动铰刀头旋转搅切淤泥，吸泥弯管一头固结于铰刀头中，另一头与伸缩输泥管联接，伸缩输泥管固定安装于大臂上，能跟随伸缩臂的伸缩而自动伸缩，使得铰刀头总成中的吸泥弯管与船内动力系统中的转子泵吸泥管7之间能够实时联接；

进一步的，伸缩臂与大臂均为箱型截面结构件；

所述螺旋桨总成包括螺旋桨叶片、螺旋桨驱动马达、螺旋桨翻转油缸，通过控制螺旋桨翻转油缸的伸缩，能使螺旋桨叶片进入水中，螺旋桨驱动马达旋转带动螺旋桨叶片正反旋转，实现船体的前后行驶；

所述视频总成包括前后照明灯、前后摄像头、船体中的照明灯及摄像头、地面成像设备、相关联接线路，前后照明灯及摄像头为在地下大型箱涵施工的机器人提供照明与成像，以便地面上的设备操作者实时掌握地下施工环境，及时调整设备施工状态，船体中的照明灯及摄像头为地面上的设备操作者提供船体中各控制阀块、船内液压油箱、船内动力系统及船体本身有无漏油、进水、故障等情况；

所述船内动力系统包括控制阀块、转子泵总成、液压泵组、船内液压油箱、电动机、散热器总成及联接管路，电动机由地面控制系统供给动力电，带动液压泵组转动，从船内液压油箱吸油经控制阀块供给驱动转子泵转动的转子泵马达、螺旋桨驱动马达、铰刀头驱动马达及各动作油缸，转子泵总成由转子泵及转子泵马达构成，转子泵吸泥管7通过伸缩输泥管与铰刀头总成中吸泥弯管相通源源不断从搅切的淤泥处吸泥，转子泵排泥管通过外接管路连续、远距离输送至地面上或湖泊岸边进行后续固化、转场运输等处理，散热器总成包括散热器及换气风扇，为液压油及船体内腔空气进行散热、换气；

所述地面控制系统包括电控箱、地面动力系统、液压阀组、联接管路及各种传感器，电控箱含各种控制手柄、控制按钮、可编程控制器、显示屏等，地面动力系统为与本机器人组合施工的地面泥水分离机器人动力系统，也可为独立动力系统，包含外接动力电及线路等，通过对各执行件油缸、马达动作逻辑的编程，辅之以显示屏实时显示各传感器参数及视频总成提供的实时成像，操作各种控制手柄、控制按钮，有效地控制本清淤机器人实现各种清淤动作，连续可靠、远距离安全高效挖掘、输送淤泥。

采用本实用新型的技术方案，船式清淤机器人能在大型箱涵、湖泊中心，连续可靠、远距离安全高效挖掘、输送淤泥，机动能力强，结构简单合理，满足现行环保要求，且大大提高清淤效率。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图。

附图标号说明：1.船前导向轮；2.浮箱；3.船面万向轮；4. 浮箱扩展油缸；5.内伸缩支腿；6.外伸缩支腿；7.转子泵吸泥管；8.转子泵；9.转子泵排泥管；10.换气风扇；11.船后导向轮；12.船内液压油箱；13.螺旋桨叶片；14.螺旋桨驱动马达；15.螺旋桨翻转油缸；16.前后照明灯；17.电动机；18.转子泵马达；19.液压泵组；20.船体；21.散热器；22.控制阀块；23.支腿伸缩油缸；24.变幅铰座；25.大臂变幅油缸；26.摆臂铰座；27.摆臂油缸；28.伸缩臂伸缩油缸；29.大臂；30.伸缩输泥管；31.伸缩臂；32.铰刀头；33.铰刀头驱动马达；34.吸泥弯管；43.浮箱万向轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明，如图1所示，本实用新型的用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，包括船体总成、浮箱总成、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统、地面控制系统；

所述船体总成包括船体20、船面万向轮3、船后导向轮11，船体20为一密封结构件，同时为船面万向轮3、船后导向轮11、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统等提供安装基座，船面万向轮3在地下大型箱涵施工时，如遇水位过高，可紧贴箱涵顶板导向，船后导向轮11在船后移遇到障碍物时提供缓冲与导向；

所述浮箱总成包括浮箱2、浮箱万向轮43、船前导向轮1、浮箱扩展油缸4，浮箱2为一密封结构件，同时为浮箱万向轮43、船前导向轮1、浮箱扩展油缸4提供铰接基座，它与船体20通过销轴铰接，操作地面控制系统，控制浮箱扩展油缸4的伸缩，实现浮箱2不同程度的扩展，这样增加了工作臂总成的清淤范围，安装于浮箱2上的船前导向轮1不仅在船前移遇到障碍物时可提供缓冲，还能在浮箱2扩展时稳定支撑箱涵两侧墙壁，增加工作时的稳定可靠性；

所述伸缩支腿总成包括外伸缩支腿6、内伸缩支腿5、支腿伸缩油缸23，内、外伸缩支腿均为箱型截面结构件，它们通过支腿伸缩油缸23联接，操作地面控制系统，控制支腿伸缩油缸23的伸缩，实现内伸缩支腿5从外伸缩支腿6中缓缓伸出、紧贴箱涵两侧墙壁，为地面下箱涵中工作的船式清淤机器人提供稳定的支撑；

所述工作臂总成包括变幅铰座24、摆臂铰座26、大臂29、伸缩臂31、摆臂油缸27、伸缩臂伸缩油缸28、大臂变幅油缸25、铰刀头总成、伸缩输泥管30，变幅铰座24通过螺栓固定安装于船体20上，摆臂铰座26通过销轴、大臂变幅油缸25与变幅铰座24联接，通过控制大臂变幅油缸25的伸缩实现摆臂铰座26及安装其上的大臂29、铰刀头部分的上下幅度调整，大臂29通过销轴、摆臂油缸27与摆臂铰座26联接，通过控制摆臂油缸27的伸缩实现大臂29及铰刀头总成的左右工作幅度调整，伸缩臂31与大臂29均为箱型截面结构件，伸缩臂31通过伸缩臂伸缩油缸28与大臂29套装，通过控制伸缩臂伸缩油缸28的伸缩实现伸缩臂31长度方向工作幅度的调整，铰刀头总成包括铰刀头32、铰刀头驱动马达33、吸泥弯管34，操作地面控制系统，控制船内动力系统给铰刀头驱动马达33供油，带动铰刀头32旋转搅切淤泥，吸泥弯管34一头固结于铰刀头32中，另一头与伸缩输泥管30联接，伸缩输泥管30固定安装于大臂29上，能跟随伸缩臂31的伸缩而自动伸缩，保证实时联接于铰刀头总成的吸泥弯管34与船内动力系统中的转子泵吸泥管7间；

所述螺旋桨总成包括螺旋桨叶片13、螺旋桨驱动马达14、螺旋桨翻转油缸15，操作地面控制系统，控制螺旋桨翻转油缸15的伸缩，能使螺旋桨叶片14进入水中，螺旋桨驱动马达14旋转带动螺旋桨叶片13旋转，实现船体20的前后行驶；

所述视频总成包括前后照明灯16、前后摄像头、船体20中的照明灯及摄像头、地面成像设备、相关联接线路，前后照明灯16及摄像头为在地下大型箱涵施工的机器人提供照明与成像，以便地面上的设备操作者实时掌握地下施工环境，及时调整设备施工状态，船体20中的照明灯及摄像头为地面上的设备操作者提供船体20中各控制阀块22、船内液压油箱12、船内动力系统及船体20本身有无漏油、进水、故障等情况；

所述船内动力系统包括控制阀块22、转子泵总成、液压泵组19、船内液压油箱12、电动机17、散热器总成及联接管路，电动机17由地面控制系统供给动力电，带动液压泵组19转动，从船内液压油箱12吸油经控制阀块22供给驱动转子泵8转动的转子泵马达18、螺旋桨驱动马达14、铰刀头驱动马达33及各动作油缸，转子泵总成由转子泵8及转子泵马达18构成，转子泵吸泥管7通过伸缩输泥管30与铰刀头总成中吸泥弯管34相通源源不断从搅切的淤泥处吸泥，转子泵排泥管9通过外接管路连续、远距离输送至地面上或湖泊岸边进行后续固化、转场运输等处理，散热器总成包括散热器21及换气风扇10，为液压油及船体20内腔空气进行散热、换气；

所述地面控制系统包括电控箱、地面动力系统、液压阀组、联接管路及各种传感器，电控箱含各种控制手柄、控制按钮、可编程控制器、显示屏等，地面动力系统为与本机器人组合施工的地面泥水分离机器人动力系统，也可为独立动力系统，包含外接动力电及线路等，通过对各执行件油缸、马达动作逻辑的编程，辅之以显示屏实时显示各传感器参数及视频总成提供的实时成像，操作各种控制手柄、控制按钮，有效地控制本清淤机器人实现各种清淤动作，连续可靠、远距离安全高效挖掘、输送淤泥。

以上是对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，包括船体总成、浮箱总成、工作臂总成、螺旋桨总成、船内动力系统、地面控制系统；

所述船体总成包括船体（20）、船面万向轮（3）、船后导向轮（11），船体（20）为一密封结构件，同时为船面万向轮（3）、船后导向轮（11）、伸缩支腿总成、工作臂总成、螺旋桨总成、视频总成、船内动力系统等提供安装基座；

所述浮箱总成包括浮箱（2）、浮箱万向轮（43）、船前导向轮（1）、浮箱扩展油缸（4），浮箱（2）为一密封结构件，同时为浮箱万向轮（43）、船前导向轮（1）、浮箱扩展油缸（4）提供铰接基座，它与船体（20）通过销轴铰接，通过控制浮箱扩展油缸（4）的伸缩，可以实现浮箱（2）不同程度的扩展；

所述工作臂总成包括变幅铰座（24）、摆臂铰座（26）、大臂（29）、伸缩臂（31）、摆臂油缸（27）、伸缩臂伸缩油缸（28）、大臂变幅油缸（25）、铰刀头总成、伸缩输泥管（30），变幅铰座（24）通过螺栓固定安装于船体（20）上，摆臂铰座（26）通过销轴、大臂变幅油缸（25）与变幅铰座（24）联接，通过控制大臂变幅油缸（25）的伸缩实现摆臂铰座（26）及安装其上的大臂（29）、铰刀头部分的上下幅度调整，大臂（29）通过销轴、摆臂油缸（27）与摆臂铰座（26）联接，通过控制摆臂油缸（27）的伸缩实现大臂（29）及铰刀头总成的左右工作幅度调整，伸缩臂（31）通过伸缩臂伸缩油缸（28）与大臂（29）套装，通过控制伸缩臂伸缩油缸（28）的伸缩实现伸缩臂（31）长度方向工作幅度的调整；

铰刀头总成包括铰刀头（32）、铰刀头驱动马达（33）、吸泥弯管（34），通过动力系统给铰刀头驱动马达（33）供油，带动铰刀头（32）旋转搅切淤泥，吸泥弯管（34）一头固结于铰刀头（32）中，另一头与伸缩输泥管（30）联接，伸缩输泥管（30）固定安装于大臂（29）上，能跟随伸缩臂（31）的伸缩而自动伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，还包括伸缩支腿总成，所述伸缩支腿总成包括外伸缩支腿（6）、内伸缩支腿（5）、支腿伸缩油缸（23），内、外伸缩支腿均为箱型截面结构件，它们通过支腿伸缩油缸（23）联接，通过控制支腿伸缩油缸（23）的伸缩，实现内伸缩支腿（5）从外伸缩支腿（6）中伸出。

3.根据权利要求2所述的一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，所述螺旋桨总成包括螺旋桨叶片（13）、螺旋桨驱动马达（14）、螺旋桨翻转油缸（15），通过控制螺旋桨翻转油缸（15）的伸缩，能使螺旋桨叶片（13）进入水中，螺旋桨驱动马达（14）旋转带动螺旋桨叶片（13）正反旋转，实现船体（20）的前后行驶。

4.根据权利要求3所述的一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，还包括视频总成，所述视频总成包括前后照明灯（16）、前后摄像头、船体（20）中的照明灯及摄像头、地面成像设备、相关联接线路，前后照明灯（16）及摄像头为在地下大型箱涵施工的机器人提供照明与成像。

5.根据权利要求4所述的一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，所述船内动力系统包括控制阀块（22）、转子泵总成、液压泵组（19）、船内液压油箱（12）、电动机（17）、散热器总成及联接管路，电动机（17）由地面控制系统供给动力电，带动液压泵组（19）转动，从船内液压油箱（12）吸油经控制阀块（22）供给驱动转子泵（8）转动的转子泵马达（18）、螺旋桨驱动马达（14）、铰刀头驱动马达（33）及各动作油缸，转子泵总成由转子泵（8）及转子泵马达（18）构成，转子泵吸泥管（7）通过伸缩输泥管（30）与铰刀头总成中吸泥弯管（34）相通；散热器总成包括散热器（21）及换气风扇（10），为液压油及船体（20）内腔空气进行散热、换气。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于大型箱涵及湖泊清淤的船式清淤机器人，其特征在于，伸缩臂（31）与大臂（29）均为箱型截面结构件。