一种清淤机器人及其清淤方法技术

本发明专利技术涉及清淤设备技术领域，特别是涉及一种清淤机器人及其清淤方法，所述清淤机器人包括行进机构、清淤机构、液压伸缩装置以及控制器；液压伸缩装置一端与行进机构相连，另一端与清淤机构相连；行进机构和清淤机构上分别都设有能伸缩的固定装置以及用于提供浮力的浮箱；固定装置伸长，用于将相应的行进机构或清淤机构单独固定在管道或涵洞内；清淤机构还包括清淤头、驱动清淤头旋转的旋转动力装置、驱动清淤头以及旋转动力装置沿管道或涵洞的轴向方向摆动的轴向摆动装置以及驱动清淤头、旋转动力装置、轴向摆动装置共同沿管道或涵洞的径向方向往复摆动的径向摆动装置。通过清淤机器人及其清淤方法，能有效解决操作不便利以及清淤效率低的问题。及清淤效率低的问题。及清淤效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种清淤机器人及其清淤方法


[0001]本专利技术涉及清淤设备
，特别是涉及一种清淤机器人及其清淤方法。

技术介绍

[0002]管道或涵洞在使用一段时间后有淤泥杂质沉淀，影响供水和排水，需要定期疏通清理，清淤疏浚。现有技术中，一般采用围堰抽水，将管道或涵洞内的水抽干或者排干，然后采用挖机械掘的方式清理淤泥，工作强度大，工作效率低。对于一些特殊位置的管涵洞，例如位于重大水利工程、水电站或者热电站的引水涵洞以及热电站冷却水进水口管道内的清淤工作，由于其生产的特殊性，无法提供停止过水的条件，大型通用机械无法进入，而这些管道或涵洞的疏通是保障电站和水利工程正常运行的条件，占据着生命线地位，淤泥堵堆积严重，管道或涵洞较长，清淤工作量大，不适于人工潜水作业。目前，一般采用高压冲洗，随着管道或涵洞长度的增加，输送压力减小，造成冲洗效果差。
[0003]现有技术中，提出了公开号为CN217046428U，授权公告日为2022年07月26日的中国技术专利文件，来解决上述存在的技术问题，该专利文献所公开的技术方案如下：一种智能清淤机器人，属于清淤设备
该智能清淤机器人包括铲淤组件和清淤组件。所述铲淤组件包括清淤机器人机体、升降平台、管道底部导向轮、管道顶部导向轮、翻泥铲作业头、前牵引数据线缆和摄像头，所述升降平台固定在所述清淤机器人机体的上表面上，使用时，使清淤铲片张开，张开的清淤铲片将后方的淤堵物推出管道，当清淤机器人机体继续向前移动时，清淤铲片在淤堵物的阻挡下合上，如此反复多次，可将管道内的淤堵物全部推出。r/>[0004]上述技术方案在实际使用过程中，会出现以下问题：（1）在清淤过程中，清淤机器人的前后移动是依靠两个收卷机构同时收放线完成，前后移动的需要同步控制，操作更加复杂。并且在清淤前，为了将该清淤机器人与两个收卷机构连接在一起，势必要有穿线过程，即需要将其中一根数据线缆穿过该管道或涵洞与清淤机器人或者收卷机构相连，或者需要额外的驱动力带动清淤机器人和清淤机器人上的数据线缆穿过该管道或涵洞后与对应的收卷机构相连。不管哪种方式，清淤前的连接工作都不容易完成，驱动前后移动前的准备工作以及驱动前后移动过程中，操作不便利。特别是需清淤管道或者涵洞较长时，数据线缆的穿线更难实施。
[0005]（2）翻泥铲作业头用于前进时将淤堵的淤泥铲开翻松，清淤铲片张开，张开的清淤铲片将后方的淤堵物推出管道，倾斜的前置淤泥铲有可能将淤积物越堆越紧密，随着在管道或涵洞内清淤距离的增加，这种现象愈专利技术显。同时，后置的可张合清淤铲片，张开时铲片件的间隙使得淤积物无法全部推出管道或涵洞，清淤工作复杂，清淤不彻底，效率低。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种清淤机器人及其清淤方法，能有效解决操作不便利以及清淤效率低的问题。
[0007]本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：一种清淤机器人，其特征在于：包括行进机构、清淤机构、液压伸缩装置以及控制器；所述液压伸缩装置一端与行进机构相连，另一端与清淤机构相连；所述行进机构和清淤机构上分别都设有能伸缩的固定装置以及用于提供浮力的浮箱；所述固定装置伸长，用于将相应的行进机构或清淤机构单独固定在管道或涵洞内；所述清淤机构还包括清淤头、驱动清淤头旋转的旋转动力装置、驱动清淤头以及旋转动力装置沿管道或涵洞的轴向方向摆动的轴向摆动装置以及驱动清淤头、旋转动力装置、轴向摆动装置共同沿管道或涵洞的径向方向往复摆动的径向摆动装置。
[0008]所述行进机构和清淤机构的顶部还设有上限位滚轮，两侧还分别设有左限位滚轮和右限位滚轮。
[0009]所述左限位滚轮和右限位滚轮与待清淤的管道或涵洞的内壁之间具有15~20mm间隙。
[0010]所述固定装置包括上顶紧装置和下顶紧装置。
[0011]还包括检测装置，所述检测装置包括分别位于清淤机构前端的第一激光传感器以及位于行进机构后端的第二激光传感器。
[0012]还包括钢丝绳卷扬装置，所述钢丝绳卷扬装置通过钢丝绳与行进机构相连。
[0013]所述浮箱整体呈上大下小状。
[0014]所述浮箱包括相连的上浮箱和下浮箱，所述上浮箱的截面呈圆弧状，所述下浮箱整体呈上大下小状，所述下浮箱内设有配重块。
[0015]所述液压伸缩装置的液压缸体通过十字铰与行进机构连接，液压伸缩装置的液压杆通过球形铰链与清淤机构连接。
[0016]一种利用清淤机器人的清淤方法，其特征在于：包括以下步骤：将清淤机器人放置在管道或涵洞内，在浮力作用下，行进机构和清淤机构中的上限位滚轮紧贴管道或涵洞的内壁；控制器控制行进机构的固定装置伸长，固定行进机构，控制器控制清淤机构的固定装置收缩，清淤机构解除固定，控制器控制液压伸缩装置的液压杆伸出，拉大行进机构和清淤机构之间的距离，从而推进清淤机构行进；液压伸缩装置伸出量最大时，控制器控制清淤机构的固定装置伸长，固定清淤机构，清淤机构进行清淤工作：在控制器的控制下，旋转动力装置带动清淤头高速旋转，轴向摆动装置使清淤头沿管道或涵洞的轴向方向倾斜，径向摆动装置使清淤头沿管道或涵洞的径向方向往复摆动；清淤完成后，控制器控制行进机构的固定装置收缩，行进机构解除固定，控制器控制液压伸缩装置的液压杆收缩，缩小行进机构和清淤机构之间的距离，从而实现行进机构前进；循环，实现清淤机器人在管道或涵洞内不断前行和清淤。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：1、本专利技术中，通过行进机构、清淤机构、液压伸缩装置以及控制器，能够实现清淤机器人的自行走，能在人工和传统机械无法实现作业的区域实现清淤，清淤过程更加安全。其中，清淤机器人的自行走是通过固定装置将行进机构和清淤机构单独固定在待清淤的管
道或涵洞内，通过液压伸缩装置的伸缩提供足够的推动或拉动的反作用力。且每次推动或拉动的距离由液压伸缩装置的行程精确控制，不会出现较大的误差。操作方便，只需要将该清淤机器人放置在管道或涵洞内即可。
[0018]浮箱的设置，能为行进机构和清淤机构提供浮力，使得该行进机构和清淤机构能处于上浮状态，使得该清淤机器人能用于通水的管道或涵洞内，也便于行进机构和清淤机构的行进。
[0019]旋转动力装置能带动清淤头高速旋转，通过旋切力将淤积物打散；轴向摆动装置能使清淤头沿管道或涵洞的轴向方向倾斜，必要时与清淤面形成一定斜角，以降低清淤头工作时的旋切阻力；径向摆动装置使清淤头在管道或涵洞的径向方向往复摆动，使清淤头形成一个扇形工作面，从而将管道或涵洞内的淤积物粉碎，利用管道或涵洞内的水流的冲击力将粉碎的淤积物冲出管道或涵洞，从而完全清除管道或涵洞内的淤积物。在上述清淤过程中，清淤机构不需要来回移动，能有效完成高强度清污作业，提升清淤效率，降低清淤成本。并且，在清淤过程中，不需要停止过水，就能有效清除管道或涵洞内的淤积物，提高水利水电工程运行的安全性。
[0020]2、所述行进机构和清淤机构的顶部还设有上限位滚轮，当清淤时，由于浮力的作用，上限位滚轮贴紧管道或涵洞的内壁，提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清淤机器人，其特征在于：包括行进机构（1）、清淤机构（2）、液压伸缩装置（3）以及控制器；所述液压伸缩装置（3）一端与行进机构（1）相连，另一端与清淤机构（2）相连；所述行进机构（1）和清淤机构（2）上分别都设有能伸缩的固定装置以及用于提供浮力的浮箱；所述固定装置伸长，用于将相应的行进机构（1）或清淤机构（2）单独固定在管道（16）或涵洞内；所述清淤机构（2）还包括清淤头（5）、驱动清淤头（5）旋转的旋转动力装置（6）、驱动清淤头（5）以及旋转动力装置（6）沿管道（16）或涵洞的轴向方向摆动的轴向摆动装置（7）以及驱动清淤头（5）、旋转动力装置（6）、轴向摆动装置（7）共同沿管道（16）或涵洞的径向方向往复摆动的径向摆动装置。2.根据权利要求1所述的一种清淤机器人，其特征在于：所述行进机构（1）和清淤机构（2）的顶部还设有上限位滚轮（9），两侧还分别设有左限位滚轮（10）和右限位滚轮（11）。3.根据权利要求2所述的一种清淤机器人，其特征在于：所述左限位滚轮（10）和右限位滚轮（11）与待清淤的管道（16）或涵洞的内壁之间具有15~20mm间隙。4.根据权利要求1或3所述的一种清淤机器人，其特征在于：所述固定装置包括上顶紧装置（12）和下顶紧装置（13）。5.根据权利要求1所述的一种清淤机器人，其特征在于：还包括检测装置，所述检测装置包括分别位于清淤机构（2）前端的第一激光传感器（14）以及位于行进机构（1）后端的第二激光传感器（15）。6.根据权利要求5所述的一种清淤机器人，其特征在于：还包括钢丝绳卷扬装置，所述钢丝绳卷扬装置通过钢丝绳（17）与行进机构（1）相连。7.根据权利要求4或6所述的一种清淤机器人，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪盛荣，陈启春，黄彬，张惠明，邓仕路，
申请(专利权)人：四川东方水利智能装备工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：