CN113211407A - 一种智能排水机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能排水机器人，包括行走机器人（1）和安装于行走机器人（1）上的浮艇泵单元（2），行走机器人（1）包括履带架（1.4），履带架外侧面安装有履带（1.5），履带架上有电驱动动力源、电控系统（1.6）、绞盘升降装置，履带架内部固定有电磁铁；浮艇泵单元（2）包括作业泵（2.1）、浮块（2.9），作业泵（2.1）、浮块（2.9）整体安装于履带架（1.4）中，作业泵（2.1）侧面有吸铁与履带架（1.4）中电磁铁吸附配合实现固定。本发明是一种智能化、机动化、可悬浮于水中的浮艇泵站。

Description

一种智能排水机器人
技术领域
本发明涉及潜水泵领域，具体是一种智能排水机器人。
背景技术
在应急排水抢险作业中，一般做法是使用人工、吊机或其他辅助工具将潜水泵移动到水中进行排水作业。使用人工时，一方面由于潜水泵较重，一个人往往无人搬运，需要多人联合作业，劳动强度较大。在某些复杂或危险环境下的排水抢险作业现场，使用人工搬运作业泵还可能会对搬运工造成人身伤害，严重时甚至出现伤亡的情况。由于是应急排水抢险作业，往往很难即时获得专用吊机或其他工具来进行潜水泵搬运，需要较长时间等待，由此，对于抢险排险会造成延误战机，或造成更大的险情发生；另一方面，由于潜水泵较重，当水位下降时，潜水泵进水口就会露出水面，导致潜水泵无法继续排水作业，必须通过人工向深水区移动潜水泵，才可以继续排水排险。由于使用人工来移动潜水泵，如上所述潜水泵较重，特别是潜水泵进水后，重量大大加重，人工移动更加吃力；同时，由于作业人员需要搬动潜水泵进水深水区，当水下地形不明或者当上游水位突涨险情发生时，会对作业人员的生命造成巨大的风险。因此，现有技术中的潜水泵或潜水泵机组功能单一，机械化、智能化程度不高，需要抢险人员人工干预方能有效执行抢险任务，且存在对作业人员造成人身伤害的极高风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能排水机器人，以解决现上述背景技术中存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种智能排水机器人，包括行走机器人（1）和安装于行走机器人（1）上的浮艇泵单元（2），其中：
所述行走机器人（1）包括履带架（1.4），所述履带架（1.4）包括一对对称的侧架和连接两侧架的连接架，每个侧架外侧面安装有履带（1.3），每个侧架上分别设置有电驱动动力源，所述电驱动动力源分别与对应侧履带（1.3）中的主动轮连接，每个侧架内侧面位于连接架前方位置、所述连接架前侧面分别固定有电磁铁（1.11），各个电磁铁（1.11）的吸附面分别朝下，所述履带架（1.4）上还架设安装有电动绞盘升降装置，所述连接架上安装有电控系统（1.5），所述电控系统（1.5）分别与电驱动动力源、电动绞盘升降装置、各个电磁铁（1.11）电连接；
所述浮艇泵单元（2）包括作业泵（2.1）、浮块（2.9），所述作业泵（2.1）的两侧、后部分别固定有吸铁（2.2），各个吸铁（2.2）的吸附面分别朝上，所述浮块（2.9）安装于所述作业泵（2.1）顶部；所述作业泵（2.1）连同浮块（2.9）整体安装于履带架（1.4）中两侧架之间并背靠连接架，且作业泵（2.1）两侧、后部的吸铁（2.2）一一对应与履带架（1.4）中两侧架、连接架上电磁铁（1.11）上下吸附配合，由电磁铁和吸铁配合使作业泵（2.1）连同浮块（2.9）固定于履带架（1.4）。
进一步的，所述电驱动动力源包括安装在对应侧架上的驱动马达（1.1）、齿轮箱（1.2），所述驱动马达（1.1）的输出轴与齿轮箱（1.2）的输入轴连接，齿轮箱（1.2）的输出轴与对应侧履带的主动轮中心连接。
进一步的，所述电动绞盘升降装置包括固定连接于履带架（1.4）中两侧架之间并位于连接架前方的升降机支架（1.13），升降机支架（1.13）中转动安装有轴向水平的升降机转轴（1.14），升降机转轴（1.14）上同轴固定安装有升降机绞盘（1.15），升降机绞盘（1.15）上缠绕有升降机钩绳（1.16），升降机支架（1.13）对应于升降机转轴（1.14）一端位置固定有升降机电机（1.12），所述升降电机（1.12）的输出轴与升降机转轴（1.14）对应端同轴固定连接。
进一步的，所述电控系统（1.5）包括电池和控制器，所述电池通过控制器分别与电驱动动力源中的驱动马达（1.1）、电动绞盘升降装置中的升降机电机（1.12）、各个电磁铁（1.11）电连接。
进一步的，还包括遥控器（1.6），所述遥控器（1.6）与电控系统（1.6）中的控制器有线或无线通讯连接。
进一步的，所述连接架前侧面还固定有水位传感器（1.7），所述水位传感器（1.7）与电控系统（1.5）中的控制器电连接。
进一步的，所述履带架（1.4）中的连接架前侧面固定有第一基准校正面（1.9），所述作业泵（2.1）后部固定有第二基准校正面（2.12），作业泵（2.1）后部的吸铁与连接架前侧面的电磁铁吸附固定时，所述第一基准校正面（1.9）与第二基准校正面（2.12）对齐配合，由第一基准校正面（1.9）与第二基准校正面（2.12）实现浮艇泵单元（2）安装时的位置校正。
进一步的，所述作业泵（2.1）顶部边沿固定设置有多个安装凸台（2.4），所述浮块（2.9）固定安装于各个安装凸台（2.4）上。
本发明可用于水中排水作业，通过行走机器人（1）行走于待排水作业的水中区域，当行走机器人（1）到达至水面没过水位传感器时，由电控系统（1.5）中的控制器使电磁铁（1.11）断电，此时浮艇泵单元（2）从行走机器人（1）上解除固定，浮艇泵单元（2）中浮块（2.9）受到水的浮力作用能够向水面浮动。同时控制器控制行走机器人（1）返回，由此可将浮艇泵单元（2）留在水中。浮艇泵单元（2）在浮力作用下浮至水面时，此时浮艇泵单元（2）中的作业泵（2.1）即可开始排水作业。
本发明还可用于井下环境排水作业，此时将电动绞盘升降装置中升降机钩绳（1.16）钩连于浮块（2.9），通过行走机器人（1）行走到达目的地，然后电磁铁（1.11）断电，整个浮艇泵单元（2）在重力作用下进入井下，并通过升降机钩绳（1.16）实现浮艇泵单元（2）的吊挂，由此可将浮艇泵单元（2）吊入井下，然后令作业泵（2.1）开始排水作业。作业完成后收回升降机钩绳（1.16）即可回收浮艇泵单元（2）。
与现有技术相比，本发明的优点为：
鉴于背景技术所述情况，本发明设计一款智能化、机动化、可悬浮于水中的浮艇泵站，当出现洪涝灾害时，行走机器人可自动装载浮艇泵单元，将浮艇泵单元送至排水点，并将浮艇泵单元放入水中作业，作业完成后可自动返回安全地带；当出现水位下降，浮艇泵单元无法继续有效排水时，浮艇泵单元借助浮力，可随水位下降而自动调整排水位置，无需人工干预。
附图说明
图1是本发明结构侧视图。
图2是本发明结构俯视图。
图3是本发明结构正视图。
图4是本发明行走机器人结构正视图。
图5是本发明行走机器人结构俯视图。
图6是本发明浮艇泵单元结构后视图。
图7是本发明浮艇泵单元结构仰视图。
图8是本发明浮艇泵单元结构分解后视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-图8所示，本发明一种智能排水机器人包括行走机器人1和安装于行走机器人1上的浮艇泵单元2。
行走机器人1包括履带架1.4，履带架1.4包括一对左右对称分别沿前后水平方向延伸的侧架，以及连接两侧架中间位置的沿左右水平方延伸的连接架，每个侧架的外侧面分别安装有履带的带轮，每侧的各个带轮之间传动套装有链带，由此构成履带1.3，履带1.3中分别以后端的带轮作为主动轮。
履带架1.4中，每个侧架上后端位置分别设置有电驱动动力源，电驱动动力源包括安装在对应侧架上的驱动马达1.1和齿轮箱1.2，驱动马达1.1的输出轴与齿轮箱1.2的输入轴连接，齿轮箱1.2的输出轴与对应侧履带1.3的主动轮中心连接。由驱动马达1.1通过齿轮箱1.2驱动对应侧的履带1.3工作。
履带架1.4中，每个侧架内侧面位于连接架前方位置、连接架前侧面中间位置分别各自通过电磁铁固定架1.10固定有电磁铁1.11，各个电磁铁1.11的吸附面分别朝下，连接架前侧面位于对应电磁铁下方位置固定有第一基准校正面1.9，连接架前侧面左部位置还固定有水位传感器1.7。每个侧架内侧面前部位置还分别固定有沿前后方向水平延伸的导轨1.8。
履带架1.4中，两个侧架上还架设安装有电动绞盘升降装置，电动绞盘升降装置包括固定连接于两侧架之间并位于连接架前方的升降机支架1.13，升降机支架1.13中转动安装有轴向左右水平的升降机转轴1.14，升降机转轴1.14上同轴固定安装有升降机绞盘1.15，升降机绞盘1.15上缠绕有升降机钩绳1.16，升降机钩绳1.16的绳端固定有挂钩，挂钩能够用于吊挂浮艇泵单元2。升降机支架1.13对应于升降机转轴1.14右端位置固定有升降机电机1.12，升降电机1.12的输出轴与升降机转轴1.14左端同轴固定连接。
履带架1.4中，连接架上安装有电控系统1.5，电控系统1.5包括电池和控制器，电池通过控制器分别与电驱动动力源中的驱动马达1.1、电动绞盘升降装置中的升降机电机1.12、各个电磁铁1.11、水位传感器1.7电连接。由电池通过控制器向驱动马达1.1、升降机电机1.12、各个电磁铁1.11供电，并由控制器控制供电电路通断，同时由控制器接收水位传感器1.7采集的水位数据。
本发明还包括遥控器1.6，电控系统1.5中的控制器具备有线或无线通讯功能，遥控器1.6与电控系统1.5中的控制器有线或无线通讯连接。
浮艇泵单元2包括作业泵2.1、浮块2.9，其中作业泵2.1包括泵体和安装于泵体顶部的马达2.5，作业泵2.1的进水口朝下，并且进水口中安装有滤网2.13，作业泵2.1泵体的左右两侧、后侧分别固定有吸铁支架2.3，每个吸铁支架2.3分别固定有吸铁2.2，各个吸铁2.2的吸附面分别朝上，作业泵2.1后侧位于对应吸铁下方固定有第二基准校正面2.12，作业泵2.1泵体的顶部四周边沿位置分别固定有浮块安装凸台2.4。
浮块2.9底部有槽腔，浮块2.9顶部设置有压铁2.10，压铁2.10顶部有吊钩2.14用于连接电动绞盘升降装置中的升降机钩绳1.16，浮块2.9安装于作业泵2.1泵体顶部各个浮块安装凸台2.4上，浮块2.9的槽腔用于收纳作业泵2.1上的马达2.5，由各个浮块安装凸台2.4共同支撑浮块2.9。每个浮块安装凸台2.4分别通过贯穿浮块安装凸台2.4和浮块2.9的连接件固定连接，该连接件包括螺栓2.7和同轴固定连接于螺栓2.7端部的拉杆2.8，螺栓2.7从下向上螺合贯穿浮块安装凸台2.4，拉杆2.8继续向上贯穿浮块2.9后，拉杆2.8再穿过压铁2.10并螺合安装螺母2.11，通过螺母2.11锁紧固定，由此实现浮块2.9稳定安装于作业泵2.1上。
作业泵2.1连同浮块2.9整体沿履带架1.4中的导轨1.8从前向后进入至履带架1.4中两侧架之间，并背靠履带架1.4中的连接架。作业泵2.1两侧、后部的吸铁2.2一一对应与履带架1.4中两侧架、连接架的电磁铁1.11吸附配合，由通电时的电磁铁1.11和吸铁2.2相吸配合使浮艇泵单元2固定于履带架1.4，浮艇泵单元2固定时，通过履带架1.4中连接架前部的第一基准校正面1.9、作业泵2.1后侧第二基准校正面2.12之间位置对照进行校正。
水中排水作业时，令行走机器人1将浮艇泵单元2运输至水中区域目标位置，电控系统1.5中的控制器接收水位传感器1.7采集的数据，当水面漫过水位传感器1.7时，控制器令行走机器人停止行走，并令电磁铁1.11断电，此时浮艇泵单元2可脱离行走机器人1，并且浮艇泵单元2中的浮块2.9受浮力作用可使浮艇泵单元2整体上浮。然后控制器控制行走机器人1返回以脱离目标位置，此时浮艇泵单元2在浮力作用下浮动至水面，浮艇泵单元2中作业泵2.1的马达2.5通过油管或电线2.6与外接的液压油源或电力源连接，作业泵2.1工作进行排水。由于作业泵2.1在浮块2.9作用下可浮动，因此能适应工作位置水面升降。
井下排水作业时，先将电动绞盘升降装置中升降机钩绳1.16绳端的挂钩钩连于压铁2.10顶部的吊钩2.14，然后行走机器人1行走至目标位置，使电磁铁1.11断电，利用电动绞盘升降装置将浮艇泵单元2吊入井下进行排水作业。
本发明中，作业泵2.1由马达2.5驱动，该马达2.5可为液压马达，也可为电动马达。当为液压马达时，液压马达通过油管与外接液压油源连接，当为电动马达时，电动马达通过电线与外接电力源连接。当然，液压油源或电力源既可以是外接的，也可以作为一个部件集成于本发明的行走机器人1。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种智能排水机器人，其特征在于：包括行走机器人（1）和安装于行走机器人（1）上的浮艇泵单元（2），其中：
所述行走机器人（1）包括履带架（1.4），所述履带架（1.4）包括一对对称的侧架和连接两侧架的连接架，每个侧架外侧面安装有履带（1.3），每个侧架上分别设置有电驱动动力源，所述电驱动动力源分别与对应侧履带（1.3）中的主动轮连接，每个侧架内侧面位于连接架前方位置、所述连接架前侧面分别固定有电磁铁（1.11），各个电磁铁（1.11）的吸附面分别朝下，所述履带架（1.4）上还架设安装有电动绞盘升降装置，所述连接架上安装有电控系统（1.5），所述电控系统（1.5）分别与电驱动动力源、电动绞盘升降装置、各个电磁铁（1.11）电连接；
所述浮艇泵单元（2）包括作业泵（2.1）、浮块（2.9），所述作业泵（2.1）的两侧、后部分别固定有吸铁（2.2），各个吸铁（2.2）的吸附面分别朝上，所述浮块（2.9）安装于所述作业泵（2.1）顶部；所述作业泵（2.1）连同浮块（2.9）整体安装于履带架（1.4）中两侧架之间并背靠连接架，且作业泵（2.1）两侧、后部的吸铁（2.2）一一对应与履带架（1.4）中两侧架、连接架上电磁铁（1.11）上下吸附配合，由电磁铁和吸铁配合使作业泵（2.1）连同浮块（2.9）固定于履带架（1.4）。
2.根据权利要求1所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述电驱动动力源包括安装在对应侧架上的驱动马达（1.1）、齿轮箱（1.2），所述驱动马达（1.1）的输出轴与齿轮箱（1.2）的输入轴连接，齿轮箱（1.2）的输出轴与对应侧履带的主动轮中心连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述电动绞盘升降装置包括固定连接于履带架（1.4）中两侧架之间并位于连接架前方的升降机支架（1.13），升降机支架（1.13）中转动安装有轴向水平的升降机转轴（1.14），升降机转轴（1.14）上同轴固定安装有升降机绞盘（1.15），升降机绞盘（1.15）上缠绕有升降机钩绳（1.16），升降机支架（1.13）对应于升降机转轴（1.14）一端位置固定有升降机电机（1.12），所述升降电机（1.12）的输出轴与升降机转轴（1.14）对应端同轴固定连接。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述电控系统（1.5）包括电池和控制器，所述电池通过控制器分别与电驱动动力源中的驱动马达（1.1）、电动绞盘升降装置中的升降机电机（1.12）、各个电磁铁（1.11）电连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能排水机器人，其特征在于：还包括遥控器（1.6），所述遥控器（1.6）与电控系统（1.6）中的控制器有线或无线通讯连接。
6.根据权利要求4所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述连接架前侧面还固定有水位传感器（1.7），所述水位传感器（1.7）与电控系统（1.5）中的控制器电连接。
7.根据权利要求1所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述履带架（1.4）中的连接架前侧面固定有第一基准校正面（1.9），所述作业泵（2.1）后部固定有第二基准校正面（2.12），作业泵（2.1）后部的吸铁与连接架前侧面的电磁铁吸附固定时，所述第一基准校正面（1.9）与第二基准校正面（2.12）对齐配合，由第一基准校正面（1.9）与第二基准校正面（2.12）实现浮艇泵单元（2）安装时的位置校正。
8.根据权利要求1所述的一种智能排水机器人，其特征在于：所述作业泵（2.1）顶部边沿固定设置有多个安装凸台（2.4），所述浮块（2.9）固定安装于各个安装凸台（2.4）上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115257506A (zh) * 2022-06-30 2022-11-01 安徽阿莫斯流体技术有限公司 一种多用途救险车结构

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