高效安全清淤系统及清淤方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高效安全清淤系统及清淤方法，通过摄像头，可以实时了解清淤情况及料斗中的物料堆积和清理情况，当料斗中物料装满后，结合利用计米器与摄像头寻找最近检修井或设备下放口，使机器人移动至该地，同时利用伸缩架和无损挖掘吸污车进行物料清理，并通过观察物料清理情况，及时调整机器人位置，避免出现清理死角。另外，结合利用暗涵原有检修井，可有效减少机器人返回至设备下放口的次数及路面设备下放口的开挖数量和设备重新布放次数，大幅度节约人力、物力和时间，同时无损挖掘吸污车的结合使用，可以减少吸污管的堵塞问题和料斗更换次数，提高清淤效率，同时减少人员在设备下放口围栏边起吊下放料斗的危险，使清淤工作更加安全。淤工作更加安全。淤工作更加安全。

【技术实现步骤摘要】
高效安全清淤系统及清淤方法


[0001]本专利技术涉及淤泥清理
，尤其涉及一种高效安全清淤系统及清淤方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程的加快，城市排水系统的规模也逐渐扩大，城市的排水管道、箱涵由于长时间的淤泥沉积，导致管路出现堵塞、污水溢流，进而引起“内涝”，急需定期清理；同样城市化带来的环境污染问题，使得污泥搜集和工厂无害化处理受到高度重视，河道、沟渠、污泥池等区域的污泥也需要定期搜集清理。隐蔽于地下的大型下水管道、箱涵一直采用人工清淤，但是人工清淤的作业难度大、安全性差，特别是箱涵中存在有毒气体极易造成人身安全事故，因此清淤行业急需能进行无人化作业的清淤设备。目前，市面上无人清淤设备主要为泵吸式清淤机器人，机器人上搭载有渣浆泵以进行暗涵中泥浆的抽吸，但该设备无法抽吸大粒径固体颗粒，极易造成泵吸口堵塞。
[0003]现有技术中，公开号为CN108930328A的专利公开了一种清理雨水管道淤泥的机器人,包括有钢绳线架和机器人本体，机器人本体包括有控制器、铲泥组件、连接组件、移动组件和储存组件，通过铲泥组件将雨水管内部的淤泥的垃圾铲起至铲斗内，铲斗内的滚筒组将将铲起的垃圾向第一提升组件的进口端推送，通过第一提升组件和第二提升组件将淤泥等垃圾放入储存箱内，当储存箱装满时通过钢丝绳将机器人本体拖拽至地面将淤泥或者垃圾进行倾倒。该机器人可以解决雨水管道清理困难的问题，但每次清理储存箱内的淤泥或垃圾均需要使机器人移动至下放位置，从而造成机器人行走时间较长，大大降低了清淤效率。
[0004]另外，在清理清淤机器人储存的淤积物时，现有的部分方法为将机器人移动至下放口，通过起吊装置更换料斗，但该方法需要工作人员在下放口围栏边进行相关操作，容易引发安全事故。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种高效安全清淤系统及清淤方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能结合利用暗涵原有检修井，减少机器人返回至设备下放口的次数，节省机器人行走时间，同时减少吸污管的堵塞问题和料斗更换次数，降低安全风险并提高清淤效率的高效安全清淤系统及清淤方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种高效安全清淤系统，包括铲挖清淤机器人以及在检修井或设备下放口处通过吸污管对所述铲挖清淤机器人料斗中的物料进行清理的无损挖掘吸污车，所述铲挖清淤机器人上设置有用于观测清淤情况的摄像头以及用于控制料斗高度的伸缩架。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述铲挖清淤机器人后端设置有云台，所述摄像头设置于所述云台上，所述摄像头的观测方向根据所述云台的转动进行相应变化。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，地面上还设置有控制系统，所述控制系统通过通信电
缆与所述铲挖清淤机器人连接，所述通信电缆将摄像头采集的信息传输至所述控制系统进行分析，从而发送相应指令对所述铲挖清淤机器人的清淤过程进行控制；所述通信电缆上设置有计米器。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述伸缩架设置于所述料斗下侧，用于将所述料斗升高至所述检修井井口或设备下放口附近；所述料斗上设置有接近开关。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述铲挖清淤机器人前端设置有铲斗，通过与所述铲斗相连的机械臂进行所述铲斗的移动调节。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述机械臂远离所述铲斗一端与所述伸缩架下方的支撑组件相连。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述机械臂通过直线液压缸进行旋转调节，所述直线液压缸一端与所述机械臂连接，另一端与设置于所述伸缩架下方的支撑组件连接。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述机械臂与所述铲斗相连端设置有旋转液压缸，通过所述旋转液压缸进行所述铲斗的旋转调节。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述铲挖清淤机器人下端设置有用于控制所述铲挖清淤机器人行走的行走轮以及设置于所述行走轮上的履带。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种上述高效安全清淤系统的清淤方法，包括如下步骤：
[0017]S1、使铲挖清淤机器人从设备下放口进入地下待清淤区域，操纵控制系统，通过行走轮带动履带转动，使铲挖清淤机器人移动至淤泥前方，并通过旋转液压缸和直线液压缸联合控制铲斗进行清淤以及将淤泥转移至料斗中；
[0018]S2、通过摄像头观测料斗中物料储存情况，待料斗中物料装满后，通过计米器初步确定铲挖清淤机器人的位置并判断所述铲挖清淤机器人与最近的检修井或设备下放口的距离，控制铲挖清淤机器人快速行走相应距离至检修井或设备下放口附近，同时利用摄像头使铲挖清淤机器人精确行走至最近的检修井或设备下放口下方；
[0019]S3、在检修井或设备下放口处，控制铲挖清淤机器人停止行走，打开伸缩架，将料斗升高，待料斗接近洞口时，接近开关将停止升高信息传输至控制系统，控制系统发出相应指令控制伸缩架停止升高，工作人员移开井盖或在围栏边将吸污管插入物料下方，利用无损挖掘吸污车将物料吸入吸污车中，通过摄像头观察料斗中的物料处理情况，控制铲挖清淤机器人前后移动，避免出现吸污死角；
[0020]S4、待料斗中的物料吸污完成后，将伸缩架收缩至原位，控制机器人继续进行清淤；
[0021]S5、当料斗中储存的无法通过吸污车处理的物料过多时，控制铲挖清淤机器人行走至最近的设备下放口进行处理。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术通过摄像头设置，可以实时了解地下清淤情况及料斗中的物料堆积和清理情况，在铲斗倒料过程中，利用摄像头观察料斗中的物料堆积情况，通过调整机械臂旋转角度，使铲斗中的物料倾倒在料斗中的不同位置，便于料斗中物料的均匀分布；当料斗中物料装满后，利用计米器与摄像头的协同作用，通过计米器首先初步确定铲挖清淤机器人位置并使其快速行走至最近检修井或设备下放口附近，再利用摄像头使铲挖清淤机器人精确
行走至最近检修井或设备下放口下方，能大幅节省铲挖清淤机器人寻找检修井或设备下放口的行走时间；同时，利用伸缩架和接近开关的协同作用，使料斗快速升高至洞口附近，以便于无损挖掘吸污车进行物料清理，并通过井口观察物料清理情况，及时调整机器人位置，防止出现清理死角，便于物料的快速有效清理，有效提高淤泥清理效率。
[0024]2、本专利技术的清淤方法，通过最近检修井或设备下放口进行料斗中物料的清理，可有效减少机器人返回至设备下放口的次数，节省机器人行走时间，同时无损挖掘吸污车的结合使用，可以减少吸污管的堵塞问题和料斗更换次数，提高清淤效率，且减少人员在设备下放口围栏边起吊下放料斗的危险，使得清淤过程更加安全。
[0025]3、本专利技术的清淤方法，综合利用暗涵原有检修井，能减少路面设备下放口的开挖数量及设备重新布放次数，大幅度节约人力、物力及时间，同时能在高效清淤的同时保证地面的整洁，最大程度减轻清淤工作对周边生活的影响。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的高效安全清淤系统吸污工作示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效安全清淤系统，其特征在于：包括铲挖清淤机器人以及在检修井或设备下放口处通过吸污管对所述铲挖清淤机器人料斗中的物料进行清理的无损挖掘吸污车，所述铲挖清淤机器人上设置有用于观测清淤情况的摄像头以及用于控制料斗高度的伸缩架。2.根据权利要求1所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述铲挖清淤机器人后端设置有云台，所述摄像头设置于所述云台上，所述摄像头的观测方向根据所述云台的转动进行相应变化。3.根据权利要求2所述的高效安全清淤系统，其特征在于：地面上还设置有控制系统，所述控制系统通过通信电缆与所述铲挖清淤机器人连接，所述通信电缆将摄像头采集的信息传输至所述控制系统进行分析，从而发送相应指令对所述铲挖清淤机器人的清淤过程进行控制；所述通信电缆上设置有计米器。4.根据权利要求1所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述伸缩架设置于所述料斗下侧，用于将所述料斗升高至所述检修井井口或设备下放口附近；所述料斗上设置有接近开关。5.根据权利要求1所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述铲挖清淤机器人前端设置有铲斗，通过与所述铲斗相连的机械臂进行所述铲斗的移动调节。6.根据权利要求5所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述机械臂远离所述铲斗一端与所述伸缩架下方的支撑组件相连。7.根据权利要求6所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述机械臂通过直线液压缸进行旋转调节，所述直线液压缸一端与所述机械臂连接，另一端与设置于所述伸缩架下方的支撑组件连接。8.根据权利要求5所述的高效安全清淤系统，其特征在于：所述机械臂与所述铲斗相连端设置有旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤丁丁，林刚，刘学进，湛德，汪小东，秦长金，黄霞，刘艳臣，郭二卫，赵皇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：