CN105501414A - 水下工程车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下工程车，包括轮机舱，轮机舱内设置有动力装置，其中，动力装置包括能够带动水下工程车在水下海床上作直线运动的平动动力部件，以及能够带动水下工程车在水下海床上转动的转动动力部件。本发明的水下工程车可实现在水下作业过程中自如地行动，从而充分保证了其施工的准确性和灵活性。

Description

水下工程车

技术领域

本发明涉及海洋工程机械，特别涉及一种水下工程车。

背景技术

在目前的海洋工程领域中，虽然水下航行器、水下机器人、机械手的避水封闭、操作工艺等技术都已非常成熟。但是，要在水下工程施工，还不能像在陆地一样，使用大型工程机械作业，主要原因是大马力内燃机的进排气系统、原地转向系统、重力和浮力中心水平移动等的工艺还不成熟。

为了使水下工程车能自由地在海面、水中、以及水下海床上自如地作业，水下工程车需要保证如下功能：一是主车壳体要封闭不透水；二是进、排气功能始终畅通；三是下潜与上浮自如；四是进退和转向自如；五是有自如的车壳外作业功能；六是叉启重物时车身的平衡与上浮；七是车内失去动力时，车体能手动上浮自救。

针对上述技术存在的问题，本发明技术旨在提供一种能够在水中作业的过程更加自如平稳的水下工程车，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种水下工程车。

根据本发明提供的一种水下工程车，包括轮机舱，轮机舱内设置有动力装置，其中，动力装置包括能够带动水下工程车在水下海床上作直线运动的平动动力部件，以及能够带动水下工程车在水下海床上转动的转动动力部件。

本发明的水下工程车的平动动力部件可控制水下工程车在水下海床上自如地前后移动，而当水下工程车需要转向时，其转动动力部件可保证水下工程车自如地转动，本发明的水下工程车可实现在水下作业过程中自如地行动，从而充分保证了其施工的准确性和灵活性。

在一些实施方案中，平动动力部件包括第一转轴，第一转轴分别与发动机和水下工程车的后轮相连，以使发动机供给第一转轴动力带动后轮作直线运动。当第一转轴转动时，第一转轴提供给后轮动力，此时后轮作为主动轮，带动前轮运动以实现水下工程车的前后移动。

在一些实施方案中，水下工程车的两个后轮之间通过第一梁相连，第一转轴设置在第一梁的中点处。通过将第一转轴设置在第一梁的中点处，可使第一转轴分别传递两个后轮上的力更平均、更稳定，从而保证整个水下工程车运行地平稳性。

在一些实施方案中，水下工程车的两个前轮之间通过第二梁相连，第二梁上设置有第二转轴，第一转轴和第二转轴通过第三梁相连，在第三梁上设置有配重装置，并且配重装置能够沿第三梁移动。在该方案中，第一转轴的力通过第三梁传递给第二转轴，第二转轴带动前轮运动；而通过控制配重装置在第三梁上的移动来控调整下工程车在上浮或下沉过程中的重心，从而使水下工程车的上浮或下沉更平稳。

在一些实施方案中，第二梁上还连接有作业装置。该作业装置主要用于完成水下工程车的主要作业功能。

在一些实施方案中，转动动力部件包括第三转轴和与第三转轴相连的转盘，第三转轴位于第一转轴的正下方，并且转盘与第一梁相连，以使发动机供给第三转轴动力带动后轮转动。该方案中的转盘一方面用于与第一梁相连，由发动机提供的动力使转盘带动与第一梁相连的后轮发生转动，从而实现水下工程车的转向；另一方面通过其自身的摆动来调节水下工程车的重心，从而进一步保证水下工程车在水下作业的平稳性。

在一些实施方案中，动力装置还包括分别与转盘和第一转轴相连的螺旋桨。该方案中设置的螺旋桨为水下工程车的又一动力装置，其分别连接转盘和第一转轴，通过电路控制可选择地将螺旋桨与转盘或者第一转轴相接，以实现螺旋桨可得到使水下工程车移动或转动的动力，从而在平动动力部件和转动动力部件的基础上，增加了水下工程车在海床上作业的动力的同时使水下工程车在水下的作业过程更自如。

在一些实施方案中，水下工程车还包括与轮机舱相连的进排气装置，进排气装置能够随水下工程车的上浮或下沉而伸缩，以使进排气装置的进、排气口均处于海面的上方。通过设置进排气装置，并且进排气装置的进、排气口始终处于海面的上方，可充分确保通气装置的正常工作，从而确保水下工程车调节水箱内所需水的进入或排出，以实现水下工程车正常的上浮或下沉功能。

在一些实施方案中，水下工程车还包括调节水箱舱和驾驶舱，进排气装置还同时与调节水箱舱和驾驶舱相连通。通过将进排气装置与调节水箱舱相连来实现调节水箱的进、排水功能；而将进排气装置与驾驶舱用于实现驾驶舱内的换气功能。

在一些实施方案中，在所述驾驶舱的顶面设置有第一压力舱门，同时在驾驶舱的侧面设置有第二压力舱门。通过第一压力舱门和第二压力舱门的设置，使水下工程车具有更多地进出口，可方便在不同情况下操作人员的进入，同时，也可方便在发生危险时操作人员选择有利的压力舱门进行逃生。

与现有技术相比，本发明的水下工程车能够实现在水下更平稳、自如地作业，其具备以下优点：

1)本发明的水下工程车提供了两种动力装置，一种是通过平动动力部件和转动动力部件的配合来实现水下工程车在海床上前后移动及转动的功能；另一种是设置了螺旋桨，该螺旋桨一方面在第一种动力装置的基础上增加了水下工程车的动力，另一方面，当水下工程车处于海床与海面之间时，螺旋桨可提供水下工程车在水内的自由移动和转动；

2)本发明的水下工程车设置了配重装置，其设置使水下工程车的上浮或下沉更平稳；

3)本发明的水下工程车还设置了进排气装置，其进、排气口始终处于海面的上方，可充分确保水下工程车调节水箱内所需水的进入或排出，从而进一步保证了水下工程车使用地平稳性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的水下工程车的结构的主视示意图；

图2是根据本发明的水下工程车的结构的俯视示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

图1显示了根据本发明提供的水下工程车100的结构示意图。该水下工程车100包括轮机舱10，轮机舱10内设置有动力装置，其中，动力装置包括能够带动水下工程车在水下海床上作直线运动的平动动力部件，以及能够带动水下工程车在水下海床上转动的转动动力部件。本发明的水下工程车的平动动力部件可控制水下工程车在水下作业过程中自如地前后移动，而当水下工程车需要转向时，其转动动力部件可保证水下工程车自如地转动，本发明的水下工程车可实现在水下海床上自如地行动，从而充分保证了其施工的准确性和灵活性。

下面将一一介绍平动动力部件和转动动力部件的结构和相应的功能。

根据本发明，如图1所示，平动动力部件包括第一转轴11，第一转轴11分别与发动机16(如图2所示)和水下工程车100的后轮60相连，以使发动机16供给第一转轴11动力带动后轮60作直线运动。当第一转轴11转动时，第一转轴11提供给后轮60动力，此时后轮60作为主动轮，带动前轮70运动以实现水下工程车100的前后移动。

结合图1和图2所示，水下工程车100的两个后轮60之间通过第一梁12相连，第一转轴11设置在第一梁12的中点处。通过将第一转轴11设置在第一梁12的中点处，可使第一转轴11分别传递给两个后轮60的力更平均、更稳定，从而保证整个水下工程车100运行地平稳性。

在如图1所示的实施例中，水下工程车100的两个前轮70之间通过第二梁13相连，第二梁13上设置有第二转轴14，第一转轴11和所述第二转轴14通过第三梁15相连，在第三梁15上设置有配重装置30，并且配重装置30能够沿第三梁15移动。在该方案中，第一转轴11的力通过第三梁15传递给第二转轴14，第二转轴14带动前轮70运动；而通过控制配重装置30在第三梁15上的移动来控制调整水下工程车100在上浮或下沉过程中的重心，从而使水下工程车100的上浮或下沉更平稳。

具体地，配重装置30例如可以设置成如图1所示的配重橡胶皮囊的形式：皮囊设计成橄榄形，皮囊内放置钢珠砂33配重，下端与水下工程车100底部相连，并设置放弃闸阀32；上端设钢珠砂添加口31，钢珠砂添加口31处设置添加闸阀。配重橡胶皮囊可在水平方向两维平面范围内自由移动。当水下工程车100叉起重物上浮时，调节水箱舱40排水上浮，为保证车体平衡，要将配重后移，如左前方挑起重物时，要将配重向右后方移动；当水下工程车100在遭遇紧急情况需要上浮时，此时已叉住重物，而发动机已停止工作，水下工程车100失去动力，调节水箱舱40的水体不能外排，这时，需要要手动上浮自救。首先打开钢珠砂放弃闸阀32，利用钢珠容重比水大且可滚落的原理，放弃钢珠，减轻车身自重，使车体有上浮的趋势时，手动或自动控制配重橡胶皮囊，将配重前移，使车体后部上扬，卸下作业装置中的重物，调回配重位置，使水下工程车100平衡地上浮至水面，实现自救。此时还可以适当放弃钢珠砂33，直至驾驶舱20全部浮出水面。然而，为避免浪费，也应当尽量减少钢珠砂33的放弃量。

需要注意的是，水下工程车100水下作业时，是处于半悬浮的临界状态，调节水箱40充满了水，排出一小部分配重，车体就有上浮的趋势，要使水下工程车100的驾驶舱20全部浮出水面，这就要求配重的重量大于与驾驶舱20体积相当的重量。

如图2所示的实施例中，第二梁13上还连接有作业装置50。该作业装置50主要用于完成水下工程车100的主要作业功能。该作业装置50例如可以设置成作业机械手，如叉、铲、抓等，其动力来源于第一转轴11或者轮机舱10前端的转换调控箱17。

根据本发明，如图2所示，转动动力部件包括第三转轴(图中未示出)和与第三转轴相连的转盘90，第三转轴位于第一转轴11的正下方，并且转盘90与第一梁12相连，以使发动机16供给第三转轴动力带动后轮60转动。该方案中的转盘90一方面用于与第一梁12相连，由发动机16提供的动力使转盘90带动与第一梁12相连的后轮60发生转动，从而实现水下工程车100的转向；另一方面通过其自身的摆动来调节水下工程车的重心，从而进一步保证水下工程车100在水下作业的平稳性。

根据本发明，动力装置还包括分别与转盘90和第一转轴11相连的螺旋桨80。该方案中设置的螺旋桨80为水下工程车的又一动力装置，其分别连接转盘90和第一转轴11，通过电路控制可选择地将螺旋桨80与转盘90或者第一转轴11相接，以实现螺旋桨80可得到使水下工程车100移动或转动的动力，从而在平动动力部件和转动动力部件的基础上，增加了水下工程车100在海床上作业的动力的同时使水下工程车100在水下的作业过程更自如。

根据本发明，如图1所示，水下工程车100还包括与轮机舱10相连的进排气装置18，进排气装置18能够随水下工程车100的上浮或下沉而伸缩，以使进排气装置18的进、排气口均处于海面的上方。通过设置进排气装置18，并且进排气装置18的进、排气口始终处于海面的上方，可充分确保通气装置18的正常工作，从而确保水下工程车100调节水箱40内所需水的进入或排出，以实现水下工程车100正常的上浮或下沉功能。

此外，水下工程车100还包括调节水箱舱40和驾驶舱20，进排气装置18还同时与调节水箱舱40和驾驶舱20相连通。通过将进排气装置18与调节水箱舱40相连来实现调节水箱40的进、排水功能；而将进排气装置18与驾驶舱20用于实现驾驶舱20内的换气功能。

这里，调节水箱舱40的大小会直接影响水下工程车100托起重物的能力，水下工程车100下潜时需要充水，水下工程车上100浮时，要将下潜时所充的水体排出，而水下工程车100托起重物的能力则取决于再排出水体所产生的浮力。此外，当水下工程车100托起重物浮到水面作业时，驾驶舱20全部浮出水面，因此驾驶舱20的体积设计地越小越好。

在如图1所示的实施例中，在驾驶舱20的顶面设置有第一压力舱门21，同时在驾驶舱20的侧面设置有第二压力舱门22。通过第一压力舱门21和第二压力舱门22的设置，使水下工程车100具有更多地进出口，可方便在不同情况下操作人员的进入，同时，也可方便在发生危险时操作人员选择有利的压力舱门进行逃生。

与现有技术相比，本发明的水下工程车100能够实现在水下更平稳、自如地作业，其具备诸多优点。例如提供了双重动力装置；又例如设置了配重装置30，使水下工程车100的上浮或下沉更平稳；还例如设置了进排气装置18，其进、排气口始终处于海面的上方，可充分确保水下工程100调节水箱舱40内所需水的进入或排出，从而进一步保证了水下工程车100使用地平稳性。本发明的水下工程车100尤其适用于海洋工程机械领域、水下探查领域、水下搜救领域等，还可作为水下游览车、观光车等。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明的范围和精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (10)

1.一种水下工程车，包括轮机舱，所述轮机舱内设置有动力装置，其中，所述动力装置包括能够带动所述水下工程车在水下海床上作直线运动的平动动力部件，以及能够带动所述水下工程车在水下海床上转动的转动动力部件。

2.根据权利要求1所述的水下工程车，其特征在于，所述平动动力部件包括第一转轴，所述第一转轴分别与发动机和所述水下工程车的后轮相连，以使所述发动机供给所述第一转轴动力带动所述后轮作直线运动。

3.根据权利要求2所述的水下工程车，其特征在于，所述水下工程车的两个后轮之间通过第一梁相连，所述第一转轴设置在所述第一梁的中点处。

4.根据权利要求3所述的水下工程车，其特征在于，所述水下工程车的两个前轮之间通过第二梁相连，所述第二梁上设置有第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴通过第三梁相连，在所述第三梁上设置有配重装置，并且所述配重装置能够沿所述第三梁移动。

5.根据权利要求4所述的水下工程车，其特征在于，所述第二梁上还连接有作业装置。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的水下工程车，其特征在于，所述转动动力部件包括第三转轴和与所述第三转轴相连的转盘，所述第三转轴位于所述第一转轴的正下方，并且所述转盘与所述第一梁相连，以使所述发动机供给所述第三转轴动力带动所述后轮转动。

7.根据权利要求6所述的水下工程车，其特征在于，所述动力装置还包括分别与所述转盘和所述第一转轴相连的螺旋桨。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的水下工程车，其特征在于，所述水下工程车还包括与所述轮机舱相连通的进排气装置，所述进排气装置能够随所述水下工程车的上浮或下沉而伸缩，以使所述进排气装置的进、排气口均处于海面的上方。

9.根据权利要求8所述的水下工程车，其特征在于，所述水下工程车还包括调节水箱舱和驾驶舱，所述进排气装置还同时与所述调节水箱舱和所述驾驶舱相连通。

10.根据权利要求9所述的水下工程车，其特征在于，在所述驾驶舱的顶面设置有第一压力舱门，同时在所述驾驶舱的侧面设置有第二压力舱门。