CN111254999A - 一种深水受限空间疏浚车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深水受限空间疏浚车，包括车体和安装在车体上的行走装置、输送系统、疏浚作业机构、空间检测机构和监测监控装置，疏浚作业机构包括绞吸头和驱动绞吸头上下左右摆动的摆动机构，输送系统包括连接管道、输送泵和输送管道，连接管道的一端与绞吸头连接，另一端与输送泵的输入端连接，输送泵的输出端与输送管道连接，空间检测机构安装在车体的两侧。本发明将疏浚作业机构与输送系统安装在配有行走机构的车体上，同时，车体还配有液压动力系统、电控单元、液压控制单元、动力控制箱、前后监视监控组件、空间检测机构，构成一种适应深水受限空间环境，能够自主行驶作业的疏堵作业车。

Description

一种深水受限空间疏浚车
技术领域
本发明属于水利疏浚装备技术领域，尤其涉及一种深水受限空间疏浚车。
背景技术
当前，由于各种原因导致泥沙进入江河湖库等水系中的孔洞及其它水下受限空间内，造成孔洞及其它水下受限空间内淤泥逐日增加，引起受限空间有效过水面积减小，影响正常功能发挥。出于防洪和排水的原因，需要经常对沉积的淤泥进行疏浚。目前常见的疏浚方式如绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、链斗式挖泥船等，都是依靠船载设备进行作业，此类设备结构复杂、外形尺寸大，同时，由于疏浚过程中淤泥等被扬起，摄像视线模糊，容易发生在行走方向上与水下受限空间的左右侧壁碰撞刮擦等问题，很难适用于孔洞等类型的受限空间疏浚作业。
发明内容
本发明目的在于提供一种深水受限空间疏浚车，从而解决上述问题。
为实现上述目的，本发明公开了一种深水受限空间疏浚车，包括车体和安装在所述车体上的行走装置、输送系统、疏浚作业机构、空间检测机构和监测监控装置，所述疏浚作业机构包括绞吸头和驱动所述绞吸头上下左右摆动的摆动机构，所述输送系统包括连接管道、输送泵和输送管道，所述连接管道的一端与所述绞吸头连接，另一端与所述输送泵的输入端连接，所述输送泵的输出端与所述输送管道连接，所述空间检测机构安装在所述车体的两侧。
进一步的，所述空间检测机构包括多个可与所述深水受限空间侧壁接触的检测轮，所述检测轮与所述车体枢接，所述检测轮上安装有用于检测检测轮转速的速度传感器和用于检测与所述深水受限空间侧壁接触力的力传感器。
进一步的，所述空间检测机构还包括转轴、轴承和密封端盖，所述力传感器安装在所述转轴上，所述速度传感器安装在所述检测轮的外缘，所述检测轮内设置有阶梯孔，所述转轴安装在所述车体上且与所述阶梯孔密封枢接，所述轴承安装在所述阶梯孔内且与所述转轴套接，所述密封端盖将所述转轴的端部密封在所述阶梯孔内。
进一步的，还包括隔套和锁紧螺母，所述隔套套接在所述转轴位于阶梯孔内的两端，且所述锁紧螺母将其中一个轴承的内圈锁紧抵靠到所述隔套上，所述密封端盖抵靠在所述轴承的外圈上。
进一步的，所述摆动机构包括第二支臂、第三油缸、第二油缸、第一支臂、回转座和第一油缸，所述第二支臂的一端与所述绞吸头连接，另一端与所述第一支臂的一端铰接，所述第一支臂的另一端与安装在所述车体上的回转座铰接，所述第三油缸的一端与所述第二支臂铰接，另一端与所述第一支臂铰接，所述第二油缸的一端与所述第一支臂铰接，另一端与所述回转座铰接，所述第一油缸的一端与所述回转座铰接，另一端与所述车体铰接。
进一步的，所述第二支臂为空心钢管，所述空心钢管的一端与所述绞吸头的输出端连接，另一端与所述连接管道的输入端连接。
进一步的，所述行走装置为履带式行走底盘。
进一步的，所述车体为上下两层的框架式结构，所述回转座和输送泵安装在所述车体上层的中部，所述车体的下层安装有液压动力系统、电控单元、液压控制单元和动力控制箱。
进一步的，所述监测监控装置包括前监视监控组件和后监视监控组件，所述前监视监控组件和后监视监控组件均包括水下监视摄像头、深水摄像灯、扫描声纳、高度计、惯导和声学多普勒计程仪。
进一步的，所述车体的前后端设置有用于调整车体左右偏摆角度的推进器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的深水受限空间疏浚车，它将疏浚作业机构与输送系统安装在配有行走机构的车体上，同时，车体还配有液压动力系统、电控单元、液压控制单元、动力控制箱、前后监视监控组件、空间检测机构，构成一种适应深水受限空间环境，能够自主行驶作业的疏堵作业车；进一步，通过车体两侧的检测轮，一方面，在深水摄像视线模糊的情况下，通过检测轮的检测，可以避免与水下受限空间的左右侧壁碰撞刮擦；另一方面，检测轮也可以对车体起到侧部碰撞缓冲的保护作用。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例公开的深水受限空间疏浚车的主视示意图；
图2是本发明优选实施例公开的深水受限空间疏浚车的俯视示意图；
图3是本发明优选实施例公开的疏浚作业机构与输送系统及其物料流程示意图；
图4是本发明优选实施例公开的空间检测机构的轴测示意图；
图5是本发明优选实施例公开的空间检测机构的主视示意图；
图6是图5的A处放大示意图。
图例说明：
1、绞吸头；2、第二支臂；3、第三油缸；4、连接管道；5、输送管道；6、输送泵；7、第二油缸；8、第一支臂；9、回转座；10、第一油缸；11、前监视监控组件；12、后监视监控组件；13、行走装置；14、液压动力系统；15、电控单元；16、空间检测机构；17、液压控制单元；18、动力控制箱；19、车体；20、推进器；21、转轴；22、轴承；23、隔套；24、锁紧螺母；25、密封端盖；26、力传感器；27、速度传感器；28、检测轮；29、阶梯孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1-6所示，本发明公开了一种深水受限空间疏浚车，包括车体19和安装在车体19上的行走装置13、输送系统、疏浚作业机构、空间检测机构16和监测监控装置，行走装置13为履带式行走底盘，从而便于在水下淤泥中行走，疏浚作业机构包括绞吸头1和驱动绞吸头1上下左右摆动的摆动机构，输送系统包括连接管道4、输送泵6和输送管道5，连接管道4的一端与绞吸头1连接，另一端与输送泵6的输入端连接，输送泵6的输出端与输送管道5连接，空间检测机构16安装在车体19的两侧，在本实施例中，空间检测机构16包括可绕中心旋转的检测轮28，检测轮28上安装有用于检测检测轮28转速的速度传感器27和用于检测与深水受限空间侧壁接触力的力传感器26，通过空间检测机构16控制车体19与水下空间两侧的距离，通过车体19两侧的检测轮28，一方面，在深水摄像视线模糊的情况下，通过检测轮28的检测，可以避免与水下受限空间的左右侧壁碰撞刮擦；另一方面，检测轮28也可以对车体19起到侧部碰撞缓冲的保护作用。
参见图4-6，空间检测机构16还包括转轴21、轴承22、隔套23和锁紧螺母24和密封端盖25，其中，轴承22的数量为两个，力传感器26安装在转轴21上，可以采用设置在转轴21上的应变片式的传感器，也可以通过检测检测轮28对转轴21压力的压力传感器。速度传感器27安装在检测轮28的外缘，检测检测轮28的转速，检测轮28内设置有阶梯孔29，转轴21安装在车体19上且与阶梯孔29密封枢接(通过设置橡胶密封圈实现)，轴承22安装在阶梯孔29内且与转轴21套接，密封端盖25将转轴21的端部密封在阶梯孔29内。隔套23套接在转轴21位于阶梯孔29内的两端，且锁紧螺母24将其中一个轴承22的内圈锁紧抵靠到隔套23上，密封端盖25抵靠在轴承22的外圈上，一方面实现将检测轮28安装到转轴21上，同时也保证了阶梯孔29内轴承22的防腐蚀要求。
在本实施例中，摆动机构包括第二支臂2、第三油缸3、第二油缸7、第一支臂8、回转座9和第一油缸10，第二支臂2的一端与绞吸头1连接，另一端与第一支臂8的一端铰接，第一支臂8的另一端与安装在车体19上的回转座9铰接，第三油缸3的一端与第二支臂2铰接，另一端与第一支臂8铰接，第二油缸7的一端与第一支臂8铰接，另一端与回转座9铰接，第一油缸10的一端与回转座9铰接，另一端与车体19铰接，其中，通过第三油缸3和第二油缸7的联动，从而实现绞吸头1的上下摆动，而通过第一油缸10驱动回转座9的转动，进而驱动安装在回转座9上的绞吸头1左右摆动，进而实现绞吸头1的上下左右摆动。
在本实施例中，第二支臂2为空心钢管，空心钢管具有两个作用，一为绞吸头1的支撑支臂，二为绞吸头1所清理淤泥的输送流道，构成输送系统的一部分，简化了摆动机构的结构设置。空心钢管的一端与绞吸头1的输出端连接，另一端与连接管道4的输入端连接。在本实施例中，车体19为上下两层的框架式结构，回转座9和输送泵6安装在车体19上层的中部，车体19的下层安装有液压动力系统14、电控单元15、液压控制单元17和动力控制箱18。而监测监控装置包括前监视监控组件11和后监视监控组件12，前监视监控组件11和后监视监控组件12均包括水下监视摄像头、深水摄像灯、扫描声纳、高度计、惯导和声学多普勒计程仪，从而实现对车体19行走过程的精确控制。同时，在车体19从水上母船下方时，为了调整车体19左右偏摆角度，车体19的前后端设置有带叶轮推进器20。
具体工作时，深水受限空间疏浚车自行驾驶至受限空间入口处，或通过布放装置下放至受限空间(当疏浚车无法自行到达入口处，如大坝中间的孔洞)。在疏浚车采用布放装置下放过程中，可通过推进器20调整疏浚车的方向角，使车头始终朝向设定的走向。在前监视监控组件11和后监视监控组件12引导下，行走装置13启动使疏浚车自行前往作业地点。在前往作业场所过程中，疏浚车偏离航向，导致车辆向受限空间侧壁靠近。在这个过程中，疏浚车空间检测机构16会首先与侧壁接触，从而空间检测机构16会产生一定的旋转运动，并受到一定力的作用，空间检测机构16上测量速度与力的相关传感器检测到相关信号，将相关信号传送至疏浚车的电控单元15，由电控单元15进行处理并发出相应指令，指导疏浚车回归至正确的航向。
当疏浚作业车到达疏浚作业场所后，先开启输送泵6，输送泵6的抽吸头使绞吸头1内部形成负压，使得绞吸头1外部水和淤泥颗粒被吸入绞吸头1内部，按照附图3所示的流向被排至指定区域。然后开启绞吸头1，在第三油缸3、第二油缸7与第一油缸10伸缩联合作用下，第二支臂2与第一支臂8共同运动把绞吸头1移动到淤积点，绞吸头1旋转使得淤泥被绞吸头1的刀片破碎至一定粒径的颗粒，在输送泵6形成的负压下，淤泥颗粒与水的混合物被吸进绞吸头1内部，进而通过连接管道4、输送泵6和输送管道5排出受限空间。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水受限空间疏浚车，其特征在于，包括车体(19)和安装在所述车体(19)上的行走装置(13)、输送系统、疏浚作业机构、空间检测机构(16)和监测监控装置，所述疏浚作业机构包括绞吸头(1)和驱动所述绞吸头(1)上下左右摆动的摆动机构，所述输送系统包括连接管道(4)、输送泵(6)和输送管道(5)，所述连接管道(4)的一端与所述绞吸头(1)连接，另一端与所述输送泵(6)的输入端连接，所述输送泵(6)的输出端与所述输送管道(5)连接，所述空间检测机构(16)安装在所述车体(19)的两侧。
2.根据权利要求1所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述空间检测机构(16)包括多个可与所述深水受限空间侧壁接触的检测轮(28)，所述检测轮(28)与所述车体(19)枢接，所述检测轮(28)上安装有用于检测检测轮(28)转速的速度传感器(27)和用于检测与所述深水受限空间侧壁接触力的力传感器(26)。
3.根据权利要求2所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述空间检测机构(16)还包括转轴(21)、轴承(22)和密封端盖(25)，所述力传感器(26)安装在所述转轴(21)上，所述速度传感器(27)安装在所述检测轮(28)的外缘，所述检测轮(28)内设置有阶梯孔(29)，所述转轴(21)安装在所述车体(19)上且与所述阶梯孔(29)密封枢接，所述轴承(22)安装在所述阶梯孔(29)内且与所述转轴(21)套接，所述密封端盖(25)将所述转轴(21)的端部密封在所述阶梯孔(29)内。
4.根据权利要求3所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，还包括隔套(23)和锁紧螺母(24)，所述隔套(23)套接在所述转轴(21)位于阶梯孔(29)内的两端，且所述锁紧螺母(24)将其中一个轴承(22)的内圈锁紧抵靠到所述隔套(23)上，所述密封端盖(25)抵靠在所述轴承(22)的外圈上。
5.根据权利要求1所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述摆动机构包括第二支臂(2)、第三油缸(3)、第二油缸(7)、第一支臂(8)、回转座(9)和第一油缸(10)，所述第二支臂(2)的一端与所述绞吸头(1)连接，另一端与所述第一支臂(8)的一端铰接，所述第一支臂(8)的另一端与安装在所述车体(19)上的回转座(9)铰接，所述第三油缸(3)的一端与所述第二支臂(2)铰接，另一端与所述第一支臂(8)铰接，所述第二油缸(7)的一端与所述第一支臂(8)铰接，另一端与所述回转座(9)铰接，所述第一油缸(10)的一端与所述回转座(9)铰接，另一端与所述车体(19)铰接。
6.根据权利要求5所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述第二支臂(2)为空心钢管，所述空心钢管的一端与所述绞吸头(1)的输出端连接，另一端与所述连接管道(4)的输入端连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述行走装置(13)为履带式行走底盘。
8.根据权利要求5或6所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述车体(19)为上下两层的框架式结构，所述回转座(9)和输送泵(6)安装在所述车体(19)上层的中部，所述车体(19)的下层安装有液压动力系统(14)、电控单元(15)、液压控制单元(17)和动力控制箱(18)。
9.根据权利要求1-6任一所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述监测监控装置包括前监视监控组件(11)和后监视监控组件(12)，所述前监视监控组件(11)和后监视监控组件(12)均包括水下监视摄像头、深水摄像灯、扫描声纳、高度计、惯导和声学多普勒计程仪。
10.根据权利要求1-6任一所述的深水受限空间疏浚车，其特征在于，所述车体(19)的前后端设置有用于调整车体(19)左右偏摆角度的推进器(20)。
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