CN106638750B - 一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，包括位于下层的遥控行走装置、安装在遥控行走装置上的封闭箱体以及并排安装在封闭箱体上的第一机械臂和第二机械臂；所述的封闭箱体内安装有自动控制柜以及可控制第一机械臂和第二机械臂的控制装置；所述的第一机械臂的端部安装有搅拌装置，而所述的第二机械臂的端部则安装有可更换的刀片钻头和挖斗耙齿手。本发明的治理机器人具有自动控制和远程操作控制功能，可对遥控行走装置和机械臂进行操控，具有生态清淤、泥水一体化处理和改变河道黑臭环境的功能。
Description
技术领域
本发明属于一种河道治理机器人，具体涉及一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人。
背景技术
城市干渠、河道、箱涵、涵洞等处由于城市企业、生活环境污染，树木减少导致泥沙、淤泥增多，过多的淤泥堆积造成河流拥堵，不仅使河水发黑发臭，影响周围环境，而且河流拥堵后严重影响城市水循环和抗雨排水能力；传统的治理方法只是清淤且都需要人力清淤，工作量非常大，工人劳累，费时费力，由于箱涵长时间缺氧，经常出现中毒事故。除了清淤，箱涵河道治理至今未有真正的治理措施，导致从箱涵河道出来的水体严重黑臭。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其技术方案如下：
一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，包括位于下层的遥控行走装置、安装在遥控行走装置上的封闭箱体以及并排安装在封闭箱体上的第一机械臂和第二机械臂；所述的封闭箱体内安装有自动控制柜以及可控制第一机械臂和第二机械臂的控制装置；所述的第一机械臂的端部安装有搅拌装置，而所述的第二机械臂的端部则安装有可更换的刀片钻头和挖斗耙齿手。
所述的封闭箱体上还安装有潜水曝气机；该潜水曝气机的进气口伸出水面，而该潜水曝气机的出气口则通过设置的出气管安装在第一机械臂上并一直延伸对准搅拌装置。
所述的治理机器人还包括吸泥泵；所述吸泥泵设置在河岸上，且吸泥泵上安装吸泥管；所述的吸泥管安装在第一机械臂上并一直延伸对准搅拌装置。
作为优选，还包括与自动控制柜配合使用的远程遥控装置，所述的远程遥控装置可远程操控遥控行走装置以及第一机械臂和第二机械臂；该治理机器人的控制方式为自动控制和远程遥控控制相配合的方式进行控制。
作为优选，所述的遥控行走装置设置为履带行走装置，且所述的遥控行走装置与封闭箱体之间还设置有高度调节装置；通过高度调节装置可控制机器人整体高度，保证履带能够着地工作，固体垃圾储存箱能够浮在水面上。
作为优选，所述的封闭箱体的前端还设置有淤泥深度探测装置，且在封闭箱体前端两侧还设置有高强摄像头和LED强光照明灯；淤泥深度探测装置可在开工治理前对淤泥的深度进行探测，方便后续工作开展，通过高清摄像头和LED强光照明灯能够有效的探测河流底部状况。
作为优选，所述的第一机械臂和第二机械臂均为多自由度机械臂，且两个机械臂均设置为液压驱动机械臂；为了方便机械臂的伸展和位置调整，两个机械臂均采用液压驱动的多自由度机械臂，机器人整体操控均可采用液压驱动方式，故障少，驱动方便。
作为优选，所述的封闭箱体上端侧壁还安装有可替换装置；所述的可替换装置设置为可替换的固体垃圾储存箱和可替换的投药装置；在进行固体垃圾清理的时候，使用固体垃圾储存箱，通过挖斗耙齿手清理出来的固体垃圾可暂时放置在垃圾储存箱上，而在后期泥水一体化治理阶段可以将可替换装置更换为投药装置投放药物。
作为优选，所述的吸泥泵上吸泥管的端口还安装有格栅网及导流喇叭口，且所述的吸泥泵还连接有污泥脱水装置。
作为优选，为了放置在工作的时候吸泥管沉入水底，所述的吸泥管上还安装有浮球。
有益效果：本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的治理机器人具有自动控制和远程操作控制功能，可对遥控行走装置和机械臂进行操控，具有生态清淤、泥水一体化处理和改变河道黑臭环境的功能；遥控行走装置将整体机器人带入到河道淤泥处，对于堵塞严重需要开堵的地方，通过第二机械臂上安装的刀片钻头进行开堵，而对于河道内固体垃圾以及纤维状垃圾较多的情况则通过更换挖斗耙齿手将上述垃圾清理后放置在垃圾储存箱中，最后再通过第一机械臂上的搅拌装置对准淤泥处进行搅拌，使淤泥在吸泥泵的作用下通过污泥管被吸到河岸上的污泥脱水装置进行污泥脱水，污泥管直接安装在机械臂上，其位置对准搅拌装置，在淤泥被搅拌上浮后进行吸除，可高效地清除箱涵河道内的淤泥；
(2)本发明还在封闭箱体上安装了潜水曝气机，潜水曝气机可将外部空气吸入后切割成大量微小的气泡喷出，在淤泥吸除出水后，通过潜水曝气机将外部空气吸入对箱涵河道充氧，可有效地消除箱涵河道水体的黑臭现象，改善水体环境；
(3)本发明在完成生态清淤及充氧后，通过投药装置完成高效环保凝聚剂(泥水一体化处理剂)投加，利用第一机械臂上的搅拌装置进行泥水搅拌，使得河道水体透明度提高，底泥得到一定程度的激活。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明两机械臂俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和图2所示，一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，包括位于下层的遥控行走装置1、安装在遥控行走装置1上的封闭箱体2以及并排安装在封闭箱体2上的第一机械臂3和第二机械臂4；所述的封闭箱体2内安装有自动控制柜5以及可控制第一机械臂3和第二机械臂4的控制装置；所述的第一机械臂3的端部安装有搅拌装置6，而所述的第二机械臂4的端部则安装有可更换的刀片钻头7和挖斗耙齿手8。
所述的封闭箱体2上还安装有潜水曝气机9；该潜水曝气机9的进气口随吸泥管伸出水面，而该潜水曝气机9的出气口则通过设置的出气管10安装在第一机械臂3上并一直延伸对准搅拌装置6。
所述的治理机器人还包括吸泥泵11；所述吸泥泵11设置在河岸上，且吸泥泵11上安装吸泥管12；所述的吸泥管12安装在第一机械臂3上并一直延伸对准搅拌装置6。
还包括与自动控制柜5配合使用的远程遥控装置，所述的远程遥控装置可远程操控遥控行走装置1以及第一机械臂3和第二机械臂4；该治理机器人的控制方式为自动控制和远程遥控控制相配合的方式进行控制。
所述的遥控行走装置1设置为履带行走装置，且所述的遥控行走装置1与封闭箱体2之间还设置有高度调节装置13；通过高度调节装置13可控制机器人整体高度，保证履带能够着地工作，固体垃圾储存箱17能够浮在水面上。
所述的封闭箱体2的前端还设置有淤泥深度探测装置14，且在封闭箱体2前端两侧还设置有高强摄像头15和LED强光照明灯16；淤泥深度探测装置14可在开工治理前对淤泥的深度进行探测，方便后续工作开展，通过高清摄像头15和LED强光照明灯16能够有效的探测河流底部状况。
所述的第一机械臂3和第二机械臂4均为多自由度机械臂，且两个机械臂均设置为液压驱动机械臂；为了方便机械臂的伸展和位置调整，两个机械臂均采用液压驱动的多自由度机械臂，机器人整体操控均可采用液压驱动方式，故障少，驱动方便；所述的封闭箱体2上端侧壁还安装有固体垃圾储存箱17；通过挖斗耙齿手8清理出来的固体垃圾可暂时放置在垃圾储存箱17上，而且在后期投放药物的时候，垃圾储存箱17可以用来放置投药装置。
所述的吸泥泵11上吸泥管12的端口还安装有格栅网，且所述的吸泥泵11还连接有污泥脱水装置18；为了放置在工作的时候吸泥管12沉入水底，所述的吸泥管12上还安装有浮球19。
本发明的治理机器人具有自动控制和远程操作控制功能，可对遥控行走装置和机械臂进行操控，在河道内的行走速度可设置为20m/min；比现有的人工操作效率显著提高。
本发明的机器人功能多样，具有生态清淤、泥水一体化处理和现有技术不涉及的改变河道黑臭环境的功能。
遥控行走装置将整体机器人以20m/min的速度带入到河道淤泥处，对于堵塞严重需要开堵的地方，通过第二机械臂上安装的刀片钻头进行开堵，而对于河道内固定颗粒垃圾以及纤维状垃圾较多的情况则通过更换挖斗耙齿手将上述垃圾清理放置在垃圾储存箱中，最后再通过第一机械臂上的搅拌装置对准淤泥处进行搅拌，使淤泥散开，一部分淤泥散开后被上层河流冲走，而下层淤泥在吸泥泵的作用下通过吸泥管吸到河岸上的污泥脱水装置进行污泥脱水，达到生态清淤的目的。另外，污泥管直接安装在机械臂上，其位置对准搅拌装置，淤泥搅拌后再进行吸除，效果更好。整体装置的河道治理的处理成本低，远程遥控操作没有安全风险。
本发明还在封闭箱体上安装了潜水曝气机，潜水曝气机可将外部空气吸入后切割成大量微小的气泡喷出，在搅拌装置搅拌，污泥吸除后，通过潜水曝气机将外部空气吸入水体中，可有效的消除箱涵水体的黑臭现象，改善水体环境。
本发明还安装有泥水一体化处理装置，利用安装在封闭箱体上的投药装置，投加泥水一体化处理剂，同时利用第一机械臂上的搅拌手搅拌，使得黑臭底泥与黑臭水体充分搅拌混合，使得黑臭水体透明度提高，底泥活性恢复，恢复水体自净化功能，真正实现箱涵黑臭河道生态治理的目标。
采用本发明所带来的对比实验数据
| 检测项目 | 本发明 | 现有技术的某方法 |
| 箱涵清淤速度 | 机器人行走速度(20m/min) | 人工(极慢) |
| 箱涵河道黑臭现象 | 水体透明度高(>30cm) | 无治理黑臭技术 |
| 处理成本 | 低 | 极高 |
| 安全程度 | 无安全风险 | 高风险 |
| 处理设备故障率 | 极低 | 极高 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：包括位于下层的遥控行走装置(1)、安装在遥控行走装置(1)上的封闭箱体(2)以及并排安装在封闭箱体(2)上的第一机械臂(3)和第二机械臂(4)；所述的封闭箱体(2)内安装有自动控制柜(5)以及可控制第一机械臂(3)和第二机械臂(4)的控制装置；所述的第一机械臂(3)的端部安装有搅拌装置(6)，而所述的第二机械臂(4)的端部则安装有可更换的刀片钻头(7)和挖斗耙齿手(8)；
所述的封闭箱体(2)上还安装有潜水曝气机(9)；该潜水曝气机(9)的进气口伸出水面，而该潜水曝气机(9)的出气口则通过设置的出气管(10)安装在第一机械臂(3)上并一直延伸对准搅拌装置(6)；
所述的治理机器人还包括吸泥泵(11)；所述吸泥泵(11)设置在河岸上，且吸泥泵(11)上安装吸泥管(12)；所述的吸泥管(12)安装在第一机械臂(3)上并一直延伸对准搅拌装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：还包括与自动控制柜(5)配合使用的远程遥控装置，所述的远程遥控装置可远程操控遥控行走装置(1)以及第一机械臂(3)和第二机械臂(4)。
3.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的遥控行走装置(1)设置为履带行走装置，且所述的遥控行走装置(1)与封闭箱体(2)之间还设置有高度调节装置(13)。
4.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的封闭箱体(2)的前端还设置有淤泥深度探测装置(14)，且在封闭箱体(2)前端两侧还设置有高强摄像头(15)和LED强光照明灯(16)。
5.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的第一机械臂(3)和第二机械臂(4)均为多自由度机械臂，且两个机械臂均设置为液压驱动机械臂。
6.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的封闭箱体(2)上端侧壁还安装有可替换装置(17)；所述的可替换装置(17)设置为可替换的固体垃圾储存箱和可替换的投药装置。
7.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的吸泥泵(11)上吸泥管(12)的端口还安装有格栅网，且所述的吸泥泵(11)还连接有污泥脱水装置(18)。
8.根据权利要求1所述的一种城市干渠箱涵黑臭河道生态治理机器人，其特征在于：所述的吸泥管(12)上还安装有浮球(19)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20210326 Address after: Room 888-9, building 4, artificial intelligence Industrial Park, 266 Chuangyan Road, Qilin science and Technology Innovation Park, Nanjing, Jiangsu, 211135 Patentee after: Jiangsu Zhongke water robot technology Co.,Ltd. Address before: 210017 room 702, unit 1, building 3, huijinyuan, yunjinmeidi garden, Changhong Road, Jianye District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: Zhang Aijun |
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