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一种伸缩声呐检测装置及清淤机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种伸缩声呐检测装置及清淤机器人,该伸缩声呐检测装置包括动力设备、声呐检测设备、声呐保护壳、滑轮组件和横移托架,动力设备与声呐检测设备之间通过横移托架相连接,声呐检测设备可相对声呐保护壳移动,横移托架可相对滑轮组件滑动,声呐保护壳上对应开设有用于让横移托架在声呐保护壳上移动的活动部,在动力设备的带动下,横移托架做横向移动以促使声呐检测设备伸出或缩回声呐保护壳内。本发明提供的伸缩声呐检测装置及清淤机器人,可实现远程操控、使用方便;自动化程度和声纳保护可靠性高。

Description

一种伸缩声呐检测装置及清淤机器人
技术领域
本发明涉及清淤设备技术领域,尤其公开了一种伸缩声呐检测装置及清淤机器人。
背景技术
每年汛期,由于排水管网污泥淤积影响排水畅通,每次暴雨来袭,越来越多的城市都会出现因城市排水管网污泥淤积所致的路面严重积水,严重的甚至导致该路段的交通中断,严重的影响了人民的生活和生产。此外,由于排水管道中经常有居民乱倒污水和其他杂物以及基建工地水泥砂浆等问题,导致这些杂物发生沉淀、淤积。淤积过多后会造成管道堵塞,如果不能及时清理管道、管道疏通,就会造成污水溢流,污染环境,造成经济损失,给居民生活带来麻烦。
目前国内外主要的市政排水管道清淤方法有高压水射流清淤法、绞车清淤法、水冲刷清淤法、通沟机清淤法、清淤球以及拦蓄冲洗门等方法。这些方法都有各自的缺点和不足,且基本都是为小管径排水管道清淤而设计,都不太适用于大管径(管径≥0.8m)排水管道的清淤,对于地形复杂的山地城市则更加困难。高压水射流清淤法在自动化程度和清淤效果上具有一定优势,但由于其设备和运行成本过高,难以在国内广泛推广应用,并且该法很难在大管径管道中得到应用;绞车清淤法适用的管道管径范围较广,但该法需要人工下井穿管送竹片,井下恶劣的工作环境给工人工作带来极大不便,且危害工人健康,甚至会危害工人的生命安全;水冲刷清淤法要求管道本身必须有一定的污水流量,淤积物不宜过多(20%左右)且不能有像石头砖块这样的大块障碍物,适用范围大为受限;通沟机清淤法要求管壁光滑、规则且淤积物不能太多,通常该法多用于核能以及工业部门的金属排污管道中,在城市大管径排水管道中难以得到应用;清淤球是一种预防性管道清淤,当排水管道具有一定的淤积程度后该法就无法应用;拦蓄冲洗门在国内外的应用还较少,对于大管径排水管道的实际清淤效果还有待考证。
由于清淤作业发生在水下,而且在污水中,传统的视觉系统无法获得有效信息。声呐装置能获得形状信息,为作业提供一定的信息支持。但是污水中存在很多悬浮垃圾,会对声呐阻碍,甚至破坏。
因此,声呐在清淤过程中易受到损坏,是一件亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种伸缩声呐检测装置及清淤机器人,旨在解决声呐在清淤过程中易受到损坏的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供一种伸缩声呐检测装置,包括动力设备、声呐检测设备、声呐保护壳、滑轮组件和横移托架,动力设备与声呐检测设备之间通过横移托架相连接,声呐检测设备可相对声呐保护壳移动,横移托架可相对滑轮组件滑动,声呐保护壳上对应开设有用于让横移托架在声呐保护壳上移动的活动部,在动力设备的带动下,横移托架做横向移动以促使声呐检测设备伸出或缩回声呐保护壳内。
进一步地,动力设备为液压控制设备,液压控制设备包括液压油缸及与液压油缸相连通用于带动液压油缸换向的多路换向阀。
进一步地,声呐检测设备为管线检测声呐。
进一步地,声呐保护壳为一端开口另一端封闭的中空腔体结构。
进一步地,声呐检测机身上设有位移传感器和控制器,
控制器与位移传感器电连接,用于获取被测物体的相对距离数据信息。
进一步地,声呐检测机身上还设有换能器,
控制器与换能器电连接,用于控制换能器旋转以获取截面的管线形状信息。
进一步地,伸缩声呐检测装置还包括滑轮组件支架和声呐支架,横移托架可相对滑轮组件横向滑动,滑轮组件安装于滑轮组件支架上;声呐保护壳横向安装于声呐支架上。
进一步地,横移托架包括与液压油缸的伸缩杆转动连接的枢接部、与滑轮组件滑动连接的滑动部、连接于枢接部与滑动部两者之间的第一连接部、用于套设声呐检测设备的套管、连接于滑动部与套管两者之间的第二连接部、以及与套管相连接用于在声呐检测设备缩回时罩合声呐保护壳的罩体。
进一步地,滑轮组件为多组成对设置的滚辊组件,滚辊组件包括滚辊及对应套设于滚辊内的销轴。
根据本发明的另一方面,提供一种清淤机器人,包括上述的伸缩声呐检测装置。
本发明所取得的有益效果为:
本发明伸缩声呐检测装置采用动力设备、声呐检测设备、声呐保护壳、滑轮组件和横移托架,通过动力设备带动横移托架做横向移动以促使声呐检测设备伸出或缩回声呐保护壳内,操作人员在远程通过通讯电缆发出控制命令,清淤机器人上的管线检测声呐可通过液压油缸驱动实现伸缩,管线检测声呐通过支架与液压油缸的筒身固定在一起,收缩状态时管线检测声呐隐藏在保护壳体内。液压油缸伸出后,管线检测声呐的检测面裸露在水中,地面上的操作人员可以获得水下清淤作业界面的形状信息。本发明提供的伸缩声呐检测装置及清淤机器人,可实现远程操控、使用方便;自动化程度和声纳保护可靠性高。
附图说明
图1为本发明提供的伸缩声呐检测装置一实施例的正面立体结构示意图;
图2为本发明提供的伸缩声呐检测装置一实施例的背面立体结构示意图;
图3为图1中所示的声呐检测设备一实施例的结构示意图;
图4为本发明提供的伸缩声呐检测装置一实施例的侧面结构示意图;
图5为图1中所示的动力设备与各部件相连接一实施例的结构示意图;
图6为图1中所示的横移托架一实施例的结构示意图;
图7为图1中所示的声呐保护壳与各部件相连接一实施例的结构示意图。
附图标号说明:
10、动力设备;20、声呐检测设备;30、声呐保护壳;40、滑轮组件;50、横移托架;31、活动部;11、液压油缸;12、伸缩杆;60、滑轮组件支架;70、声呐支架;41、滚辊;42、销轴;51、枢接部;52、滑动部;53、第一连接部;54、套管;55、第二连接部;56、罩体:80、支块。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
如图1和图2所示,本发明一实施例提出一种伸缩声呐检测装置,包括动力设备10、声呐检测设备20、声呐保护壳30、滑轮组件40和横移托架50,动力设备10与声呐检测设备20之间通过横移托架50相连接,声呐检测设备20可相对声呐保护壳30移动,横移托架50可相对滑轮组件40滑动,声呐保护壳30上对应开设有用于让横移托架50在声呐保护壳30上移动的活动部31,在动力设备10的带动下,横移托架50做横向移动以促使声呐检测设备20伸出或缩回声呐保护壳30内。在本实施例中,活动部31为设于声呐保护壳30顶端的开口槽,横移托架50在开口槽内相对移动。动力设备10可以为液压驱动的动力设备、也可以为气压驱动的动力设备,还可以为电气控制的动力设备,均在本专利的保护范围之内。
在上述结构中,请见图1至图6,本实施例提供的伸缩声呐检测装置,动力设备10采用液压控制设备,液压控制设备包括液压油缸11及与液压油缸11相连通用于带动液压油缸11换向的多路换向阀。在本实施例中,通过液压油缸11提供伸缩运动,声呐完成前后的移动,声呐保护壳30提供非工作状态时的检测元器件保护。
优选地,参见图1至图6,本实施例提供的伸缩声呐检测装置,声呐检测设备20采用管线检测声呐,声呐保护壳30为一端开口另一端封闭的中空腔体结构。管线检测声呐机身上设有位移传感器、控制器和换能器,控制器与位移传感器电连接,用于获取被测物体的相对距离数据信息。控制器与换能器电连接用于控制换能器旋转以获取截面的管线形状信息。在本实施例中,管线检测声呐可获取截面的管线形状信息,与机身自带的位姿传感器配合,从而计算得到淤泥作业面信息。其中,管线检测声纳种采用声波反射原理,根据声速相对于时间的积分得到准确的相对距离数据,当声纳内部的换能器旋转一周之后即可得到整个截面的管线形状,从而对管道变形、淤泥量化分析,提供准确的量化数据,检测和鉴定管道的破损情况,收集到的量化数据通过数据线传输到机身。该装置相对于搭载设备的相对位置可由位移传感器检测得到,结合管线检测声纳收集的相对距离数据信息及其相对于搭载设备位置信息得到淤泥作业面信息。
进一步地,如图7所示,本实施例提供的伸缩声呐检测装置,还包括滑轮组件支架60、声呐支架70和支块80,横移托架50可相对滑轮组件40横向滑动,滑轮组件40安装于滑轮组件支架60上;声呐保护壳30横向安装于声呐支架70上。支块80设于滑轮组件支架60的上方用于安装和支撑液压油缸11。在本实施例中,支块80与滑轮组件支架60固定连接。滑轮组件支架60与声呐保护壳30固定连接。声呐保护壳30与声呐支架70固定连接。在本实例中,管线检测声呐通过支架与液压油缸11的筒身固定在一起,在收缩状态时管线检测声呐隐藏在保护壳体内,从而对管线检测声呐进行有效保护。
优选地,请见图6,图6为图1中所示的横移托架一实施例的结构示意图,在本实施例中,横移托架50包括与液压油缸11的伸缩杆12转动连接的枢接部51、与滑轮组件40滑动连接的滑动部52、连接于枢接部51与滑动部52两者之间的第一连接部53、用于套设声呐检测设备20的套管54、连接于滑动部52与套管54两者之间的第二连接部55、以及与套管54相连接用于在声呐检测设备20缩回时罩合声呐保护壳30的罩体56。其中,滑动部52与液压油缸11平行设置,套管54与声呐检测设备20采用套管紧定螺钉方式进行固定。枢接部51、滑动部52、第一连接部53、套管54、第二连接部55和罩体56一体成型设计。本实施例提供的伸缩声呐检测装置,通过横移托架50上自带的罩体56在声呐检测设备20缩回时罩合声呐保护壳30,从而让管线检测声呐隐藏在保护壳体内,进一步对管线检测声呐进行有效保护。
可选地,如图1至图6所示,本实施例提供的伸缩声呐检测装置,滑轮组件40为多组成对设置的滚辊组件,滚辊组件包括滚辊41及对应套设于滚辊41内的销轴42。具体地,成对设置的滚辊41分别设于滑动部52的顶部和底部,滑动部52相对滚辊41沿横向移动以促使声呐检测设备20伸出或缩回声呐保护壳30内,使管线检测声呐在收缩状态时隐藏在保护壳体内,从而对管线检测声呐进行有效保护。
本实施例还提供一种清淤机器人,可用于污水管道、河道和箱涵清淤,该清淤机器人包括上述的伸缩声呐检测装置、与伸缩声呐检测装置电连接的控制面板、以及连接于伸缩声呐检测装置与控制面板之间的通讯电缆。操作人员在远程通过控制面板发出控制命令,清淤机器人上的伸缩声呐检测装置可通过液压油缸驱动实现伸缩。本清淤机器人可实现全水下作业,并通过声呐、浑水相机等检测装置确定水中淤泥状态,地面上的操作人员通过获得的水下信息,执行各项作业操作。控制面板上的人机操作系统界面采用人性化设置,便于施工人员操作。
本实施例提供的伸缩声呐检测装置及清淤机器人,伸缩声呐检测装置采用动力设备、声呐检测设备、声呐保护壳、滑轮组件和横移托架,通过动力设备带动横移托架做横向移动以促使声呐检测设备伸出或缩回声呐保护壳内,操作人员在远程通过通讯电缆发出控制命令,清淤机器人上的管线检测声呐可通过液压油缸驱动实现伸缩,管线检测声呐通过支架与液压油缸的筒身固定在一起,收缩状态时管线检测声呐隐藏在保护壳体内。液压油缸伸出后,管线检测声呐的检测面裸露在水中,地面上的操作人员可以获得水下清淤作业界面的形状信息。本实施例提供的伸缩声呐检测装置及清淤机器人,可实现远程操控、使用方便;自动化程度和声纳保护可靠性高。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种伸缩声呐检测装置,其特征在于,包括动力设备(10)、声呐检测设备(20)、声呐保护壳(30)、滑轮组件(40)和横移托架(50),所述动力设备(10)与所述声呐检测设备(20)之间通过横移托架(50)相连接,所述声呐检测设备(20)可相对所述声呐保护壳(30)移动,所述横移托架(50)可相对所述滑轮组件(40)滑动,所述声呐保护壳(30)上对应开设有用于让所述横移托架(50)在所述声呐保护壳(30)上移动的活动部(31),在所述动力设备(10)的带动下,所述横移托架(50)做横向移动以促使所述声呐检测设备(20)伸出或缩回所述声呐保护壳(30)内。
2.如权利要求1所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述动力设备(10)为液压控制设备,所述液压控制设备包括液压油缸(11)及与所述液压油缸(11)相连通用于带动所述液压油缸(11)换向的多路换向阀。
3.如权利要求1所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述声呐检测设备(20)为管线检测声呐。
4.如权利要求1所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述声呐保护壳(30)为一端开口另一端封闭的中空腔体结构。
5.如权利要求3所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述管线检测声呐的机身上设有位移传感器和控制器,
所述控制器与所述位移传感器电连接,用于获取被测物体的相对距离数据信息。
6.如权利要求5所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述管线检测声呐的机身上还设有换能器,
所述控制器与所述换能器电连接,用于控制所述换能器旋转以获取截面的管线形状信息。
7.如权利要求1所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述伸缩声呐检测装置还包括滑轮组件支架(60)和声呐支架(70),所述横移托架(50)可相对所述滑轮组件(40)横向滑动,所述滑轮组件(40)安装于所述滑轮组件支架(60)上;所述声呐保护壳(30)横向安装于所述声呐支架(70)上。
8.如权利要求2所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述横移托架(50)包括与所述液压油缸(11)的伸缩杆(12)转动连接的枢接部(51)、与所述滑轮组件(40)滑动连接的滑动部(52)、连接于所述枢接部(51)与所述滑动部(52)两者之间的第一连接部(53)、用于套设所述声呐检测设备(20)的套管(54)、连接于所述滑动部(52)与所述套管(54)两者之间的第二连接部(55)、以及与所述套管(54)相连接用于在所述声呐检测设备(20)缩回时罩合所述声呐保护壳(30)的罩体(56)。
9.如权利要求1所述的伸缩声呐检测装置,其特征在于,
所述滑轮组件(40)为多组成对设置的滚辊组件,所述滚辊组件包括滚辊(41)及对应套设于所述滚辊(41)内的销轴(42)。
10.一种清淤机器人,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的伸缩声呐检测装置。
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