一种履带式竖井垂直挖泥系统技术方案

一种履带式竖井垂直挖泥系统，用于清理水下的淤泥、粘土、鹅卵石等，包括操作平台和水下机器人，操作平台和水下机器人之间通过电缆供电，操作平台控制水下机器人在水下完成相应的动作；水下机器人包括位于底部的行走机构、位于行走机构上部的机架、连接行走机构与机架的回转机构、以及与机架固定连接的绞吸机构和排泥机构；水下机器人通过行走机构进行位置的移动，通过绞吸机构挖掘水下的泥沙，并通过排泥机构将泥沙排除至水面上；机架内包括若干个电器仓，电器仓分别驱动行走机构、绞吸机构和回转机构运动；操作平台包括控制区，控制区通过电缆分别与电器仓和排泥机构连接，实现控制区对水下机器人的操控。

A vertical dredging system for tracked shaft

【技术实现步骤摘要】
一种履带式竖井垂直挖泥系统
本技术涉及水下淤泥、粘土、鹅卵石等的清理工作作业领域，尤其涉及沉井作业领域，具体涉及一种履带式竖井垂直挖泥系统。
技术介绍
在沉井作业领域中，通常需要将水底的泥沙绞起并将泥沙排除至坑外，使得桥墩等在自重作用下逐渐下沉，通过自身的重力陷入水下，完成沉井作业。传统的淤泥清理工作是通过人工下潜进行水下作业，因为作业深度大、水压大、水流急、作业风险高、工作效率低，现今不允许人工施工。此外，已有的一些专用水域的工程机械，如挖泥船，仅适用于江河，作业深度约为20米～30米，且设备结构复杂、体积庞大、闲置率高、造价贵，工作效率低。并且，挖泥船需要打桩、拔桩、筑坝，在待水滤去后再进行挖泥等工作，工艺复杂，需要辅助工时。同时，挖泥船所用的吸管由于真空度所限，一般不能超过6米(否则吸不动泥)，所排泥浆中含泥量很少，泥浆流动时转弯多，管道阻力大，对深水区域不能作业。现有的水下施工也会采用电动双头绞吸机进行沉井作业，其连接输泥管，并由门机控制进行位置的移动及升降作业，但此种绞吸机的沉井作业依靠其自重下压，无法控制实际作业深度，同时，由门机控制其进行位置的移动，无法记录作业轨迹，保障作业精度，经常出现重复作业及漏作业的情况，作业效率较低，此外，采用此种绞吸机会导致沉井平台出现倾斜的情况，造成极大的安全隐患。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种可精确施工、精确挖取水下浑浊泥土中的淤泥的一种履带式竖井垂直挖泥系统。本技术的技术问题可以通过以下技术方案解决：一种履带式竖井垂直挖泥系统，用于清理水下的淤泥、粘土、鹅卵石等，包括操作平台和水下机器人，所述操作平台和所述水下机器人之间通过电缆供电，所述操作平台控制所述水下机器人在水下完成相应的动作；所述水下机器人包括位于底部的行走机构、位于所述行走机构上部的机架、连接所述行走机构与所述机架的回转机构、以及与所述机架固定连接的绞吸机构和排泥机构；所述水下机器人通过所述行走机构进行位置的移动，通过所述绞吸机构挖掘水下的泥沙，并通过所述排泥机构将泥沙排除至水面上；所述机架内包括若干个电器仓，所述电器仓分别驱动所述行走机构、所述绞吸机构和所述回转机构运动；所述操作平台包括控制区，所述控制区通过所述电缆分别与所述电器仓和所述排泥机构连接，实现所述控制区对所述水下机器人的操控。进一步，所述回转机构包括固定于所述行走机构上的大齿轮、位于所述大齿轮上方的回转支撑和固定于所述机架底部的回转组件，所述回转组件包括连接部和驱动部，所述连接部与所述回转支撑固定连接，所述驱动部可容置驱动装置，所述驱动装置可与所述大齿轮活动连接，当所述驱动装置工作时，可带动所述机架以所述回转支撑为旋转中心转动。进一步，所述回转机构包括固定于所述行走机构上的托盘，所述大齿轮固定于所述托盘内，所述驱动装置包括固定于所述驱动部的驱动马达和与所述驱动马达连接的小齿轮，所述小齿轮设在所述托盘内，并且位于所述托盘及所述大齿轮之间的间隙内，所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，当所述驱动马达工作时，带动所述小齿轮围绕所述大齿轮转动，从而带动所述机架以所述回转支撑的中心为轴在所述大齿轮上方整体转动。进一步，所述绞吸机构包括大臂、小臂和绞龙头，所述大臂与所述机架固定连接，所述小臂与所述大臂枢转连接，所述绞龙头设在所述小臂的一端，并且所述绞龙头上包括锯齿形结构，方便绞其水下沉积淤泥，所述大臂、所述小臂和所述绞龙头均通过液压装置运作。进一步，所述绞吸机构上包括与所述控制区电连接的摄像头，所述摄像头设于所述绞吸机构的前端，用于观察所述绞吸机构的挖掘情况。进一步，所述排泥机构包括若干段输泥管，所述操作平台包括收放管车，所述收放管车包括组管平台和通口，所述组管平台的一端与所述通口相通，所述水下机器人工作时，所述输泥管的一端固定连接于所述绞吸机构，另一端穿过所述通口位于所述组管平台；所述输泥管可在所述组管平台上加长连接或拆卸，当将所述水下机器人下放至水下时，在所述组管平台上按段连接以加长所述输泥管的长度，各段所述输泥管之间通过法兰螺栓连接。进一步，所述收放管车包括收放管吊架和收放绞车，所述组管平台、所述收放管吊架和所述收放绞车依次位于同一条直线上，所述收放管吊架的高度高于所述组管平台，并且所述收放管吊架位于所述通口的正上方；每段所述输泥管的螺栓连接处可连接钢缆，连接后钢缆穿过所述收放管吊架，将另一端固定于所述收放绞车，所述输泥管通过钢缆带动在所述组管平台上移动；当将所述水下机器人下放至水下时，释放所述收放绞车的钢缆，钢缆经过所述收放管吊架，跟随所述输泥管随重力移动并通过所述通口下放至水下；当将所述水下机器人捞出至水上时，收紧所述收放绞车，钢缆带动所述输泥管移动至所述组管平台，将所述输泥管捞出至水上。进一步，所述排泥机构包括渣浆泵，所述渣浆泵固定在所述机架上，并通过所述电缆与所述操作平台相连接，所述渣浆泵将水下的泥沙通过所述输泥管泵送至所述操作平台上。进一步，所述行走机构上设有前视声呐，用于在所述水下机器人下放至水下时，观察周围的环境，确定水下淤泥中的环境情况；所述机架的顶部设有壁碰声呐，用于防止所述水下机器人工作时触碰周围的障碍物。进一步，所述操作平台包括上平台和下平台，所述上平台用于操控所述水下机器人，所述下平台用于维护和维修所述水下机器人。与现有技术相比，本技术达到的有益效果是：本技术中的水下机器人各个关节采用传感器进行检测，并将信号反馈至操作平台，通过操作平台控制水下机器人进行相应的操作，可对水下机器人实现路径的规划，两者之间的相互配合，使得水下机器人实现全智能化的操作。同时，采用本技术中的履带式竖井垂直挖泥系统进行清淤工作，其清污效果好、工作效率高、安全性高。本技术中的水下机器人通过回转机构内的大齿轮和小齿轮等相互配合的结构设计，使得机架可实现130度旋转，增加了水下机器人的活动范围，并且其结构简单、有效。本技术中操作平台上的收放管车设有组管平台，在水下机器人下放至水中时，可在组管平台上拼接输泥管的长度，方便操作，在水下机器人从水中捞起时，组管平台可给输泥管导向方向，方便将输泥管捞出水面。本技术所使用的绞龙头扭矩大，可实现水下100米的深度挖掘，输泥管将挖掘出的淤泥抽吸至水上的操作平台外，本技术适用于桥墩的水下沉井作业等深水区域的作业。附图说明图1为本技术中操作平台的整体结构示意图；图2为本技术中操作平台的侧视图；图3为本技术中收放管车的整体结构示意图；图4为本技术中水下机器人的整体结构示意图；图5为本技术中绞吸机构的结构示意图；图6为本技术中行走机构的结构示意图；图7为本技术中机架的结构示意图；图8为本技术中履带式竖井垂直挖泥系统的结构框图。图中标号：1操作平台，11上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种履带式竖井垂直挖泥系统，其特征在于：/n包括操作平台（1）和水下机器人（2），所述操作平台（1）和所述水下机器人（2）之间通过电缆（3）供电，所述操作平台（1）控制所述水下机器人（2）在水下完成相应的动作；/n所述水下机器人（2）包括位于底部的行走机构（21）、位于所述行走机构（21）上部的机架（22）、连接所述行走机构（21）与所述机架（22）的回转机构（24）、以及与所述机架（22）固定连接的绞吸机构（23）和排泥机构（25）；所述水下机器人（2）通过所述行走机构（21）进行位置的移动，通过所述绞吸机构（23）挖掘水下的泥沙，并通过所述排泥机构（25）将泥沙排除至水面上；/n所述机架（22）内包括若干个电器仓（222），所述电器仓（222）分别驱动所述行走机构（21）、所述绞吸机构（23）和所述回转机构（24）运动；/n所述操作平台（1）包括控制区（111），所述控制区（111）通过所述电缆（3）分别与所述电器仓（222）和所述排泥机构（25）连接，实现所述控制区（111）对所述水下机器人（2）的操控。/n

【技术特征摘要】
1.一种履带式竖井垂直挖泥系统，其特征在于：
包括操作平台（1）和水下机器人（2），所述操作平台（1）和所述水下机器人（2）之间通过电缆（3）供电，所述操作平台（1）控制所述水下机器人（2）在水下完成相应的动作；
所述水下机器人（2）包括位于底部的行走机构（21）、位于所述行走机构（21）上部的机架（22）、连接所述行走机构（21）与所述机架（22）的回转机构（24）、以及与所述机架（22）固定连接的绞吸机构（23）和排泥机构（25）；所述水下机器人（2）通过所述行走机构（21）进行位置的移动，通过所述绞吸机构（23）挖掘水下的泥沙，并通过所述排泥机构（25）将泥沙排除至水面上；
所述机架（22）内包括若干个电器仓（222），所述电器仓（222）分别驱动所述行走机构（21）、所述绞吸机构（23）和所述回转机构（24）运动；
所述操作平台（1）包括控制区（111），所述控制区（111）通过所述电缆（3）分别与所述电器仓（222）和所述排泥机构（25）连接，实现所述控制区（111）对所述水下机器人（2）的操控。


2.根据权利要求1所述的一种履带式竖井垂直挖泥系统，其特征在于，所述回转机构（24）包括固定于所述行走机构（21）上的大齿轮（241）、位于所述大齿轮（241）上方的回转支撑（244）和固定于所述机架（22）底部的回转组件（242），所述回转组件（242）包括连接部（2421）和驱动部（2422），所述连接部（2421）与所述回转支撑（244）固定连接，所述驱动部（2422）可容置驱动装置，所述驱动装置可与所述大齿轮（241）活动连接，当所述驱动装置工作时，可带动所述机架（22）以所述回转支撑（244）为旋转中心转动。


3.根据权利要求2所述的一种履带式竖井垂直挖泥系统，其特征在于，所述回转机构（24）包括固定于所述行走机构（21）上的托盘（245），所述大齿轮（241）固定于所述托盘（245）内，所述驱动装置包括固定于所述驱动部（2422）的驱动马达（24221）和与所述驱动马达（24221）连接的小齿轮（24222），所述小齿轮（24222）设在所述托盘（245）内，并且位于所述托盘（245）及所述大齿轮（241）之间的间隙内，所述小齿轮（24222）与所述大齿轮（241）相啮合，当所述驱动马达（24221）工作时，带动所述小齿轮（24222）围绕所述大齿轮（241）转动，从而带动所述机架（22）以所述回转支撑（244）的中心为轴在所述大齿轮（241）上方整体转动。


4.根据权利要求1所述的一种履带式竖井垂直挖泥系统，其特征在于，所述绞吸机构（23）包括大臂（231）、小臂（232）和绞龙头（233），所述大臂（231）与所述机架（22）固定连接，所述小臂（232）与所述大臂（231）枢转连接，所述绞龙头（233）设在所述小臂（232）的一端，并且所述绞龙头（233）上包括锯齿形结构，方便绞起水下沉积淤泥，所述大臂（231）、所述小臂（232）和所述绞龙头（233）均通过液压装置运作。


5.根据权利要求1所述的一种履...

【专利技术属性】
技术研发人员：周治民，陶泽文，祝元林，刘润泽，毛伟琦，杨元鹏，周君，赵小静，郝松松，王亚丽，
申请(专利权)人：山东未来机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37