CN110939116A - 一种自动清理水闸门密封面系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动清理水闸门密封面系统，包括框架、导向轨道、清理机器人、齿条和拖链，框架为矩形耐腐蚀金属框架，导向轨道分别设置于框架的各边框上，齿条分别设置于框架的各边框上，清理机器人的行走机构与齿条啮合传动，清理机器人的行走机构还与导向轨道滑动配合，拖链分别设置于框架的各边框上，且拖链与清理机器人连接。本申请公开的自动清理水闸门密封面机构，通过齿条驱动清理机器人在设置在框架上的导向轨道上移动，达到对水闸门密封面的清理作业，代替了现有技术人工清理，达到了安全性更高的清理作业，同时，清理机器人可进行无限制的重复清理作业，清理效果更好。

Description

一种自动清理水闸门密封面系统

技术领域

本发明涉及清理机器人技术领域，特别涉及一种自动清理水闸门密封面系统。

背景技术

水闸门是指为了封闭水下水渠、水道而设计的闸门。

由于水闸门密封面处于水平面以下，水闸门的密封面长期浸泡在水平面以下，导致大量的生物在密封面上生长或污物在密封面上附着，使得密封面凹凸不平，使水闸门与密封面不能紧密贴合，闸门不能有效地关闭水道、水渠，闸门有水泄漏。目前对于这个问题的解决方法是靠工人潜水到水下进行手工清理，由于是水下作业，水下是存在有不明水流、有较高水压、且光线昏暗甚至无光线的环境，所以水下清理作业非常危险，最近就有某电站闸门密封面清理作业的过程中，蛙人失踪的重大安全事故；同时，人工清理的方法不但费时费力、清理效果不佳。

因此，如何解决现有水下闸门密封面清理的安全隐患以及清理效果差的技术问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动清理水闸门密封面系统，通过清理机器人在框架上的导向轨道上移动，达到对水闸门密封面的清理作业，代替了现有技术人工清理，达到了安全性更高的清理作业，同时，清理机器人可进行无限制的重复清理作业，清理效果更好。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动清理水闸门密封面系统，包括框架、导向轨道、清理机器人、齿条和拖链，所述框架为矩形耐腐蚀金属框架，所述导向轨道分别设置于所述框架的各边框上，所述齿条分别设置于所述框架的各边框上，所述清理机器人的行走机构与所述齿条啮合传动，所述清理机器人的行走机构还与所述导向轨道滑动配合，所述拖链分别设置于所述框架的各边框上，且所述拖链与所述清理机器人连接。

优选地，还包括设置于所述框架顶部的接线盒。

优选地，还包括电源箱、控制箱和线缆，所述线缆的一端与所述电源箱和所述控制箱连接，所述线缆的另一端与所述接线盒连接。

优选地，还包括用于收放所述线缆的收放线装置。

优选地，所述框架顶部还设置有吊装环。

优选地，所述框架内部设置有加强筋。

优选地，所述清理机器人包括壳体、刷头、振动装置、水下摄像组件、行走驱动组件、控制器、进给驱动组件、进给装置、导向轮组件和铲刀，所述刷头和所述振动装置设置于所述进给装置上，所述水下摄像组件、所述行走驱动组件、所述控制器、所述进给驱动组件、所述导向轮组件和所述铲刀设置于所述壳体上，所述进给驱动组件用于驱动所述进给装置可滑动地设置于所述壳体上，所述行走驱动组件用于驱动所述刷头旋转和所述铲刀摆动。

优选地，还包括设置于所述壳体的高压水泵。

优选地，所述振动装置为超声波振动器。

优选地，所述水下摄像组件为360°旋转摄像头。

本发明所提供的自动清理水闸门密封面系统，主要包括框架、导向轨道、清理机器人、齿条和拖链，框架为矩形耐腐蚀金属框架，导向轨道分别设置于框架的各边框上，齿条分别设置于框架的各边框上，清理机器人的行走机构与齿条啮合传动，清理机器人的行走机构还与导向轨道滑动配合，拖链分别设置于框架的各边框上，且拖链与清理机器人连接。本申请公开的自动清理水闸门密封面机构，通过齿条驱动清理机器人在设置在框架上的导向轨道上移动，达到对水闸门密封面的清理作业，代替了现有技术人工清理，达到了安全性更高的清理作业，同时，清理机器人可进行无限制的重复清理作业，清理效果更好；拖链保证了清理机器人独立的清理空间，与外界相互影响小，清理效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1所示的框架结构主视图；

图3为图2所示的局部A放大图；

图4为图1所示的框架结构轴侧视图；

图5为图2所示的清理机器人结构示意图；

图6为图5所示的清理机器人另一角度视图。

其中，图1-图6中：

框架—1，导向轨道—2，清理机器人—3，壳体—301，刷头—302，振动装置—303，水下摄像组件—304，行走驱动组件—305，控制器—306，进给驱动组件—307，进给装置—308，导向轮组件—309，铲刀—310，高压水泵—311，齿条—4，拖链—5，接线盒—6，电源箱—7，控制箱—8，线缆—9，收放线装置—10，吊装环—11，加强筋—12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；图2为图1所示的框架结构主视图；图3为图2所示的局部A放大图；图4为图1所示的框架结构轴侧视图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，自动清理水闸门密封面系统主要包括框架1、导向轨道2、清理机器人3、齿条4和拖链5，框架1为矩形耐腐蚀金属框架，导向轨道2分别设置于框架1的各边框上，齿条4分别设置于框架1的各边框上，清理机器人3的行走机构与齿条4啮合传动，清理机器人3的行走机构还与导向轨道2滑动配合，拖链5分别设置于框架1的各边框上，且拖链5与清理机器人3连接。

其中，框架1为矩形耐腐蚀金属框架，用于与水闸门的门楣封面配合固定安装；导向轨道2分别设置于框架1的各边框上用于对所有清理机器人3进行导向滑动配合；清理机器人3用于对水闸门的门楣密封面、竖直密封面以及底坎密封面进行清理；齿条4固定在框架1的内侧面，用于与清理机器人3的行走机构啮合传动，使清理机器人3可以沿着框架1行走，对清理机器人3于导向轨道2上进行行走驱动；拖链5分布在框架1的4个面，且拖链5与清理机器人3连接，内部布有电缆，便于清理机器人3行走时，电缆也能跟随一起移动。

具体的，在实际的应用过程当中，首先将框架1通过起重机下吊至水下，置于底坎上不动，将组装好的清理机构的框架1与水闸门的密封面配合固定好，然后启动自动清理水闸门密封面系统，齿条4在外界电源的驱动下，带动清理机器人3的行走机构运动，清理机器人3的行走机构带动清理机器人3在导向轨道2上滑动，在清理机器人3滑动过程中，清理机器人3对水闸门进行密封面的门楣密封面、竖直密封面以及底坎密封面进行清理，在此过程中，由于拖链5的设置，连接驱动清理机器人3的必要电缆跟随清理机器人3一起移动，从而完成水闸门的清理作业。需要说明的是，清理机器人3分别布置在框架1的4个面，以便对水闸门进行密封面的门楣密封面、竖直密封面以及底坎密封面进行全面清理。

为了优化上述实施例中自动清理水闸门密封面系统能够效率更高地完成水闸门清理作业的优点，自动清理水闸门密封面系统还包括设置于框架1顶部的接线盒6。接线盒6是清理机器人3与外界控制系统连接的节点，接线盒6分布在框架1顶部，用于清理机器人3与外界的电气接线，接线盒6起到了中转的作用，使清理机器人3在清理作业过程中，不会与外界控制相互影响，接线盒6配合拖链5完美地形成了清理机器人3独立进行清理作业的优点，可以提高清理机器人3的清理效率。需要说明的是，接线盒6必须进行严密的放水处理，以保证电缆节点的安全性。

基于上述自动清理水闸门密封面系统接线盒6的中转作用，自动清理水闸门密封面系统还包括电源箱7、控制箱8和线缆9，线缆9的一端与电源箱7和控制箱8连接，线缆9的另一端与接线盒6连接。因为清理机器人3在执行清理作业时需要控制系统的控制，因此，清理机器人3同样需要驱动电源线、控制线等电缆，因此，清理机器人3的电源箱7、控制箱8和线缆9均通过接线盒6中转后再与清理机器人3进行连接，同样起到了避免清理机器人3与外界控制系统相互影响的作用，可以提高清理机器人3的清理效率，需要说明的是，线缆9用于清理机器人3的电源供给及控制信号、视频信号的传输。

需要说明的是，由于本方案为水下自动清理系统，因此，自动清理水闸门密封面系统还包括用于收放线缆9的收放线装置10。收放线装置10可以放置在地面上，用于收放电缆9，由于水闸门具有不同的深度，因此，当起重机吊装框架1进行下降时，相对应的线缆9也会跟随框架1进行拉长，此时，收放线装置10起到了收放线的作用，使整个起重过程更加流畅，缩短了清理作业的准备时间，提高清理效率。还需要说明的是，本方案配备的电源箱7为便携式电源箱，可以放置在地面上，内部有电源及电气元件，可手提，另外，控制箱8同样是便携式控制箱，可以放置在地面上，内部有电气元件，也可手提，使清理机器人3的驱动、控制设备具有更加方便的使用效果。

进一步地，框架1顶部还设置有吊装环11；框架1内部设置有加强筋12。因为，本方案在进行水闸门清理前，首先进行的是对框架1的吊装，因此，在框架1顶部设置有吊装环11，供起重机进行吊装作业，同样地，框架1内部的加强筋12是为了加固框架1的牢固程度，保证吊装过程中框架1不会受到吊装影响，增加本方案的使用寿命。

请参考图5和图6；图5为图2所示的清理机器人结构示意图；图6为图5所示的清理机器人另一角度视图。

基于上述自动清理水闸门密封面系统可以进行清理效率更高、清理效果更好优点，清理机器人3包括壳体301、刷头302、振动装置303、水下摄像组件304、行走驱动组件305、控制器306、进给驱动组件307、进给装置308、导向轮组件309和铲刀310，刷头302和振动装置303设置于进给装置308上，水下摄像组件304、行走驱动组件305、控制器306、进给驱动组件307、导向轮组件309和铲刀310设置于壳体301上，进给驱动组件307用于驱动进给装置308可滑动地设置于壳体301上，行走驱动组件305用于驱动刷头302旋转和铲刀310摆动。在清理机器人3进行移动的过程中，进给驱动组件307用于驱动进给装置308的上升与下降，行走驱动组件305用来驱动清理机器人3的行走、刷头302的旋转以及铲刀310的左右摆动，从而一起带动刷头302和振动装置303对密封面进行清理作业。

进一步地，自动清理水闸门密封面系统还包括设置于壳体301的高压水泵311。在清理机器人3对水闸门进行清理作业时，铲刀310进行的硬性作业，即将密封面上的附着物清除，但是，会残留一些海洋生物，因此，高压水泵311用于通过高压水道对海洋生物进行清理，达到了清理效果更好的目的。

需要说明的是，振动装置303为超声波振动器。超声波振动器可以对刷头302进行振动，使刷头302对密封面进行清理，同时，超声波振动器可以对密封面上的残留物进行一定程度的振动效果，破坏残留物的结构，使铲刀311可以更加轻松地进行清理作业。

还需要说明的是，水下摄像组件304为360°旋转摄像头。360°旋转摄像头用来观察清理机器人3的清洗效果，并将实时影像传送到控制箱8的显示屏，供作业人员查看，以便进行更加彻底的清理作业，达到更好的清理效果。

综上所述，本实施例所提供的自动清理水闸门密封面系统主要包括框架、导向轨道、清理机器人、齿条和拖链，框架为矩形耐腐蚀金属框架，导向轨道分别设置于框架的各边框上，齿条分别设置于框架的各边框上，清理机器人的行走机构与齿条啮合传动，清理机器人的行走机构还与导向轨道滑动配合，拖链分别设置于框架的各边框上，且拖链与清理机器人连接。本申请公开的自动清理水闸门机构，通过齿条驱动清理机器人在设置在框架上的导向轨道上移动，达到对水闸门密封面的清理作业，代替了现有技术人工清理，达到了安全性更高的清理作业，同时，清理机器人可进行无限制的重复清理作业，清理效果更好；拖链保证了清理机器人独立的清理空间，与外界相互影响小，清理效率更高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，包括框架(1)、导向轨道(2)、清理机器人(3)、齿条(4)和拖链(5)，所述框架(1)为矩形耐腐蚀金属框架，所述导向轨道(2)分别设置于所述框架(1)的各边框上，所述齿条(4)分别设置于所述框架(1)的各边框上，所述清理机器人(3)的行走机构与所述齿条(4)啮合传动，所述清理机器人(3)的行走机构还与所述导向轨道(2)滑动配合，所述拖链(5)分别设置于所述框架(1)的各边框上，且所述拖链(5)与所述清理机器人(3)连接。

2.根据权利要求1所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，还包括设置于所述框架(1)顶部的接线盒(6)。

3.根据权利要求2所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，还包括电源箱(7)、控制箱(8)和线缆(9)，所述线缆(9)的一端与所述电源箱(7)和所述控制箱(8)连接，所述线缆(9)的另一端与所述接线盒(6)连接。

4.根据权利要求3所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，还包括用于收放所述线缆(9)的收放线装置(10)。

5.根据权利要求4所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，所述框架(1)顶部还设置有吊装环(11)。

6.根据权利要求5所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，所述框架(1)内部设置有加强筋(12)。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，所述清理机器人(3)包括壳体(301)、刷头(302)、振动装置(303)、水下摄像组件(304)、行走驱动组件(305)、控制器(306)、进给驱动组件(307)、进给装置(308)、导向轮组件(309)和铲刀(310)，所述刷头(302)和所述振动装置(303)设置于所述进给装置(308)上，所述水下摄像组件(304)、所述行走驱动组件(305)、所述控制器(306)、所述进给驱动组件(307)、所述导向轮组件(309)和所述铲刀(310)设置于所述壳体(301)上，所述进给驱动组件(307)用于驱动所述进给装置(308)可滑动地设置于所述壳体(301)上，所述行走驱动组件(305)用于驱动所述刷头(302)旋转和所述铲刀(310)摆动。

8.根据权利要求7所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，还包括设置于所述壳体(301)的高压水泵(311)。

9.根据权利要求8所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，所述振动装置(303)为超声波振动器。

10.根据权利要求8所述的自动清理水闸门密封面系统，其特征在于，所述水下摄像组件(304)为360°旋转摄像头。

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