CN111139811A - 一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法 - Google Patents

Abstract

一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法，包括缆线收放机构，缆线收放机构的缆线始端与操控箱电连接，缆线收放机构的缆线末端安装在箱体上，箱体下端安装有浮筒、推进器，箱体上端安装有起升机构，起升机构的缆线的末端连接有抓取机构，抓取机构上安装有摄像头组件；所述推进器、起升机构的驱动装置、摄像头组件、抓取机构的驱动装置均通过缆线与操控箱电连接。本发明提供的一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法，可提高升船机运行的安全性及稳定性。

Description

一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法

技术领域

本发明涉及升船机，尤其是一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法。

背景技术

升船机在船舶进出厢的过程中，船上掉落的靠靶、轮胎、钢丝绳以及从船厢外围水域进入到船厢内的硬质木头、金属废弃物等漂浮物会落入船厢底部区域形成障碍物，由于船厢水深在一定的范围内，吃水较深的船舶底板可能会与障碍物刮蹭，造成船舶设备和船厢底部受损，当障碍物进入船厢门及闸首门运行区域，会造成升船机船厢设备卡阻，止水破损，影响升船机的安全稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种升船机船厢底部障碍物清理装置及清理方法，可快速对升船机船厢底部的障碍物进行清理，提高升船机运行的安全性及稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种升船机船厢底部障碍物清理装置，包括缆线收放机构，缆线收放机构的缆线始端与操控箱电连接，缆线收放机构的缆线末端安装在箱体上，箱体下端安装有浮筒、推进器，箱体上端安装有起升机构，起升机构的缆线的末端连接有抓取机构，抓取机构上安装有摄像头组件；所述推进器、起升机构的驱动装置、摄像头组件、抓取机构的驱动装置均通过缆线与操控箱电连接。

所述起升机构包括卷筒，卷筒安装在支座上且通过联轴器与电机连接；所述卷筒上缠绕缆线，缆线一端安装在箱体的接线端子上、另一端与抓取机构连接。

所述抓取机构包括基座，基座下端左右设有卡爪，卡爪上安装有导向轮，导向轮与基座上的U型槽滑动配合；两个卡爪通过齿轮齿条机构驱动相对靠近或远离。

所述齿轮齿条机构包括固定在左右的卡爪侧板上的齿条，两齿条平行并与齿轮啮合，齿轮与驱动电机输出轴连接，驱动电机固定在基座上。

所述卡爪下端铰接有锚钩，卡爪与锚钩铰接处安装有扭簧，卡爪底端安装有限位块，限位块限制锚钩相对卡爪摆动的角度。

所述缆线收放机构包括收放卷筒、传输缆线，其中收放卷筒通过手柄实现传输缆线的收放；所述传输缆线一端与操控箱电连接；传输缆线另一端与箱体上的接线端子电连接。

传输缆线上每隔一段距离固定有浮漂。

所述摄像头组件内安装有防水灯。

所述浮筒为充气式结构，浮筒上部有充气孔。

一种升船机船厢底部障碍物清理方法，包括以下步骤：

步骤一：通过气泵对浮筒进行充气，充气完成后将缆线收放机构中的传输缆线接头与箱体支撑板上对应接头连接，利用支撑板上的吊耳将装置下落至船厢内；

步骤二：操作操控箱上的手柄和按钮，控制起升机构中摄像头组件中的LED灯打开，并实现抓取机构和摄像头组件下落，摄像头组件距离船厢底板的距离0.5米左右；

针对已知落入船厢底部大致位置的障碍物，控制推进器实现前进、后退和转向到达指定位置，装置在水面移动的同时操作缆线收放机构中的手柄，保证传输缆线的长度与装置移动位置相匹配；

针对未知落入船厢底部位置的障碍物，装置的行走路线设置为自动模式，按照设定的轨迹进行移动，同时操作缆线收放机构中的手柄，保证传输缆线的长度大于装置实际移动位置的直线长度，发现障碍物时手动停止；

步骤三：操作操控箱上的手柄和按钮，对装置进行微调移动，保证抓取机构位于船厢底板障碍物的正上方，抓取机构下落并执行抓取操作；

对于抓取机构不易抓取的障碍物，直接下落抓取机构至船厢底部，操作装置移动，利用抓取机构外侧锚钩式结构钩挂住障碍物。

步骤四：通过操控箱上的手柄和按钮，操作起升机构使抓取机构上升至接近水面0.1米高度，操作推进器使装置移动至船厢侧舷后，人工转运障碍物；

步骤五：根据船厢障碍物的实际情况可重复步骤二至步骤四，完成所有障碍物清理，障碍物清理完成后，人工通过箱体支撑板上的吊耳将装置转运至船厢甲板，对浮筒进行放气，整个障碍物清理流程完成。

本发明一种升船机船厢底部障碍物清理装置进行升船机船厢底部障碍物清理的方法，具有以下技术效果：

1）、通过设置带浮筒的箱体， 箱体一侧通过推进器进行前进、后退或转弯，这样方便在水面上移动，不受水压干扰，且方便观察并精确控制移动位置，另外相对于现有的水底机器人而言，减少对船厢底部的破坏。

2）、通过设置起升机构，缆线的收卷不仅可控制升降高度，缆线本身还可起到电控作用；另外缆线体积小，在升降过程中受的水流的阻力小，方便移动。

3）、通过设置抓取机构，抓取机构利用卡爪相对靠近或远离可对障碍物进行抓取和使用，另外在卡爪底部设置的锚钩还可对其他不易抓取的障碍物进行钩挂式提升；由此实现一物多用，满足不同障碍物清理要求。且采用卡爪结构及可转动的锚钩，既可将障碍物提出水面进行清理，也可避免抓取障碍物时，对船厢底部的破坏。

4）、该装置整体结构简单，实现小型化和轻量化配置，这样操作更加灵活，对于一些狭窄区域使用起来更加方便。

5）、该装置采用摄像头组件进行水下视频监控，且配合水上浮筒、浮漂等，方便全方位监控，并控制该装置按既定轨迹运行，且仅需单人操作，节省人力物力成本，消除升船机船舶过厢的安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图。

图3为本发明中抓取机构的结构示意图。

图4为本发明中抓取机构的结构示意图。

图5为本发明运动轨迹示意图。

图6为本发明中卷筒的结构示意图。

图7为本发明中卷筒的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种升船机船厢底部障碍物清理装置，包括箱体1、浮筒2、推进器3、起升机构4、摄像头组件5、抓取机构6、缆线收放机构7和操控箱8。

进一步，所述起升机构4位于箱体1上支撑板的中部，所述浮筒2固定在箱体1中两个U型板中，所述两个推进器3分别装配在箱体1后端两个竖板的安装孔内，所述抓取机构6连接在起升机构4缆线的末端，所述两个摄像头组件5分别装配在抓取机构6上端横板的安装孔内，所述缆线收放机构7的缆线一端与箱体1上通过接头连接，另一端与操控箱8通过接头连接。

进一步，所述箱体1为亚克力材质，箱体1包括支撑板、U型板和竖板，支撑板、U型板和竖板之间通过螺栓连接，箱体1的支撑板上有吊耳，方便吊运。

进一步，所述浮筒2为充气式结构，浮筒2上部有充气孔，可进行充放气操作。

进一步，推进器3的型号为FATJAY RCD-MI60。两个推进器3通过控制两个推进器的速度达到直行和转向的功能，当直行时，两个推进器的转速相同，当需要转向时，两个推进器保持一定的转速差实现转向。

进一步，所述起升机构4包括卷筒401、缆线402、支座403、联轴器404和电机405。

所述卷筒401两端通过定轴406固定在箱体1的支撑板上，卷筒401与定轴406之间的安装有轴承，卷筒401与定轴406相对转动。定轴中间有孔，缆线402中的进线电缆407从定轴的孔中进入到卷筒401内，进线电缆407的另一端安装在箱体1的支撑板的接线端子上。

电刷408的一端安装固定在定轴406的端面上，电刷槽409安装固定在卷筒401内壁上的安装杆上，电刷槽409中间安装有压簧，保证电刷槽409与电刷408始终良好接触，缠绕在卷筒401上的缆线接头410与电刷槽409上的触点分别连接，进线电缆407与电刷408上的触点分别连接，卷筒401转动时带动电刷槽409沿电刷同步转动。

所述卷筒401上均匀缠绕缆线402，缆线402与缆线接头410连接。

电机405与卷筒401的轴端通过联轴器404连接，电机405的底座固定在箱体1支撑板上。

进一步，所述的摄像头组件5内安装有LED灯，摄像头具有防水、夜视和图像增强功能。摄像头的型号是索尼 M2C3260R21/L12。

进一步，所述抓取机构6包括驱动电机601、基座602、导向轮603、卡爪604、锚钩605、齿条606和齿轮607。

所述的基座602两侧的侧板上有两个U型槽，所述的卡爪604前后两侧分别安装有两个导向轮603，导向轮603与U型槽配合，两个卡爪604通过导向轮603在基座上沿直线移动，所述的两个齿条606分别固定在卡爪604左右两侧的侧板上，齿条606与齿轮607啮合，齿轮607固定在驱动电机601输出轴上，驱动电机601固定在基座602的顶板上，驱动电机601正反转带动齿轮齿条传动，两个齿条带动两个卡爪604反向直线运动实现卡爪604抓紧和松开。

进一步，所述的锚钩605一端与卡爪604底端铰接连接，卡爪604底端有限位块，卡爪604与锚钩605铰接处安装有扭簧，保证锚钩605与卡爪604摆动的相对角度为30°，抓取机构6可实现卡爪604抓取或采用锚钩605钩挂障碍物。

进一步，所述缆线收放机构7包括收放卷筒701、手柄702和传输缆线703，所述的缆线收放机构7根据装置在升船机船厢行驶的距离，通过手柄带动收放卷筒701实现传输缆线703的收放，所述传输缆线703每隔一段距离固定有浮漂，保证传输缆线703浮在船厢水面。

进一步，所述操控箱8与传输缆线703通过接头连接，传输缆线703的另一端安装在箱体1的支撑板的接线端子上，使得传输缆线703与缆线402保持连通状态。

具有视频显示、传输和录像功能，操控箱8有操作手柄与按钮，手柄控制本装置中推进器3实现前进、后退和转向, 手柄控制本装置中起升机构4的起升功能，按钮控制本装置中摄像头组件5内LED灯开关和抓取机构6的抓取与松放功能。

本发明一种升船机船厢底部障碍物清理方法包括以下步骤：

步骤一：通过气泵对浮筒2进行充气，充气完成后将缆线收放机构7中的传输缆线703接头与箱体1支撑板上对应接头连接，利用支撑板上的吊耳将装置下落至船厢内；

步骤二：操作操控箱8上的手柄和按钮，控制起升机构4中摄像头组件5中的LED灯打开，实现抓取机构6和摄像头组件5下落，摄像头组件5距离船厢底板的距离0.5米左右，

针对已知落入船厢底部大致位置的障碍物，控制推进器3实现前进、后退和转向到达指定位置，装置在水面移动的同时操作缆线收放机构7中的手柄，保证传输缆线703的长度与装置移动位置相匹配；

针对未知落入船厢底部位置的障碍物，装置的行走路线设置为自动模式，按照设定的轨迹进行移动，同时操作缆线收放机构7中的手柄，保证传输缆线703的长度大于装置实际移动位置的直线长度，发现障碍物时手动停止；

步骤三：操作操控箱8上的手柄和按钮，对装置进行微调移动，保证抓取机构6位于船厢底板障碍物的正上方，抓取机构6下落并执行抓取操作；

对于抓取机构6不易抓取的障碍物，直接下落抓取机构6至船厢底部，操作装置移动，利用抓取机构6外侧锚钩式结构钩挂住障碍物；

步骤四：通过操控箱8上的手柄和按钮，操作起升机构4使抓取机构6上升至接近水面0.1米高度，操作推进器3使装置移动至船厢侧舷后，人工转运障碍物；

步骤五：根据船厢障碍物的实际情况可重复步骤二至步骤四，完成障碍物清理后，人工通过箱体1支撑板上的吊耳将装置转运至船厢甲板，对浮筒进行放气，整个障碍物清理流程完成。

Claims (10)

1.一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：包括缆线收放机构（7），缆线收放机构（7）的缆线始端与操控箱（8）电连接，缆线收放机构（7）的缆线末端安装在箱体（1）的接线端子上，箱体（1）下端安装有浮筒（2）、推进器（3），箱体（1）上端安装有起升机构（4），起升机构（4）的缆线的末端连接有抓取机构（6），抓取机构（6）上安装有摄像头组件（5）；所述推进器（3）、起升机构（4）的驱动装置、摄像头组件（5）、抓取机构（6）的驱动装置均通过缆线与操控箱（8）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述起升机构（4）包括卷筒（401），卷筒（401）安装在支座（403）上且通过联轴器（404）与电机（405）连接；所述卷筒（401）上缠绕缆线（402），缆线（402）一端安装在箱体（1）的接线端子上、另一端与抓取机构（6）连接。

3.根据权利要求1所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述抓取机构（6）包括基座（602），基座（602）下端左右设有卡爪（604），卡爪（604）上安装有导向轮（603），导向轮（603）与基座（602）上的U型槽滑动配合；两个卡爪（604）通过齿轮齿条机构驱动相对靠近或远离。

4.根据权利要求3所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述齿轮齿条机构包括固定在左右的卡爪（604）侧板上的齿条（606），两齿条（606）平行并与齿轮（607）啮合，齿轮（607）与驱动电机（601）输出轴连接，驱动电机（601）固定在基座（602）上。

5.根据权利要求3所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述卡爪（604）下端铰接有锚钩（605），卡爪（604）与锚钩（605）铰接处安装有扭簧，卡爪（604）底端安装有限位块，限位块限制锚钩（605）相对卡爪（604）摆动的角度。

6.根据权利要求1所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述缆线收放机构（7）包括收放卷筒（701）、传输缆线（703），其中收放卷筒（701）通过手柄（702）实现传输缆线（703）的收放；所述传输缆线（703）一端与操控箱（8）电连接，传输缆线（703）另一端与箱体（1）上的接线端子电连接。

7.根据权利要求6所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：传输缆线（703）上每隔一段距离固定有浮漂。

8.根据权利要求1所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述摄像头组件（5）内安装有防水灯。

9.根据权利要求1所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置，其特征在于：所述浮筒（2）为充气式结构，浮筒（2）上部有充气孔。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种升船机船厢底部障碍物清理装置进行升船机船厢底部障碍物清理的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过气泵对浮筒（2）进行充气，充气完成后将缆线收放机构（7）中的传输缆线（703）接头与箱体（1）支撑板上对应接线端子连接，利用支撑板上的吊耳将装置下落至船厢内；

步骤二：操作操控箱（8）上的手柄和按钮，控制起升机构（4）中摄像头组件（5）中的LED灯打开，并实现抓取机构（6）和摄像头组件（5）下落，摄像头组件（5）距离船厢底板的距离0.5米左右；

针对已知落入船厢底部大致位置的障碍物，控制推进器（3）实现前进、后退和转向到达指定位置，装置在水面移动的同时操作缆线收放机构（7）中的手柄，保证传输缆线（703）的长度与装置移动位置相匹配；

针对未知落入船厢底部位置的障碍物，装置的行走路线设置为自动模式，按照设定的轨迹进行移动，同时操作缆线收放机构（7）中的手柄，保证传输缆线（703）的长度大于装置实际移动位置的直线长度，发现障碍物时手动停止；

步骤三：操作操控箱（8）上的手柄和按钮，对装置进行微调移动，保证抓取机构（6）位于船厢底板障碍物的正上方，抓取机构（6）下落并执行抓取操作；

对于抓取机构（6）不易抓取的障碍物，直接下落抓取机构（6）至船厢底部，操作装置移动，利用抓取机构（6）外侧锚钩式结构钩挂住障碍物；

步骤四：通过操控箱（8）上的手柄和按钮，操作起升机构（4）使抓取机构（6）上升至接近水面0.1米高度，操作推进器（3）使装置移动至船厢侧舷后，人工转运障碍物；

步骤五：根据船厢障碍物的实际情况可重复步骤二至步骤四，完成所有障碍物清理，障碍物清理完成后，人工通过箱体（1）支撑板上的吊耳将装置转运至船厢甲板，对浮筒进行放气，整个障碍物清理流程完成。

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