CN114855911A - 一种水下潜底作业的清淤机器人 - Google Patents

一种水下潜底作业的清淤机器人 Download PDF

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CN114855911A CN202210418378.8A CN202210418378A CN114855911A CN 114855911 A CN114855911 A CN 114855911A CN 202210418378 A CN202210418378 A CN 202210418378A CN 114855911 A CN114855911 A CN 114855911A
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王建中
赵晓光
左强
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Zhejiang Hongcheng Transmission Machinery Co ltd
Zhejiang University City College ZUCC
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Zhejiang Hongcheng Transmission Machinery Co ltd
Zhejiang University City College ZUCC
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Abstract

本发明公开了一种水下潜底作业的清淤机器人，包括驱动底盘和驱动履带，所述驱动底盘上表面固定安装有设备外壳，所述设备外壳内设有转向机构，所述转向机构包括驱动齿轮、伺服电机、活动轴承、对接底座、驱动轴、减速齿轮和轴承支架，所述驱动轴活动安装于设备外壳内，所述驱动轴上端设有对接底座，所述驱动轴上固定安装有减速齿轮，所述设备外壳内固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出末端固定安装有驱动齿轮，所述对接底座上表面固定安装有转向台，所述转向台上表面位于一侧边缘处设有清理机构。本发明所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，属于清淤设备领域，能够提高清淤效率。

Description

一种水下潜底作业的清淤机器人
技术领域
本发明涉及清淤设备领域，特别涉及一种水下潜底作业的清淤机器人。
背景技术
水下考古学是考古学的一门分支学科，是陆地田野考古向水域的延伸。它以人类水下文化遗产为研究对象，对淹没于江河湖海下面的古代遗迹和遗物进行调查、勘测和发掘，运用考古学所特有的观点和研究方法作为认识问题的手段并使其发挥应有的作用。水下考古时经常需要人工清理文物周围的淤泥，清理时需要工作人员穿着潜水设备进入水下作业，清淤速度较慢，且人工成本较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水下潜底作业的清淤机器人，可以有效解决背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种水下潜底作业的清淤机器人，包括驱动底盘和驱动履带，所述驱动底盘上表面固定安装有设备外壳，所述设备外壳内设有转向机构，所述转向机构包括驱动齿轮、伺服电机、活动轴承、对接底座、驱动轴、减速齿轮和轴承支架，所述驱动轴活动安装于设备外壳内，所述驱动轴上端设有对接底座，所述驱动轴上固定安装有减速齿轮，所述设备外壳内固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出末端固定安装有驱动齿轮，所述对接底座上表面固定安装有转向台，所述转向台上表面位于一侧边缘处设有清理机构，所述清理机构包括清理毛刷、驱动电机、第一小臂、一号小臂液压杆、第一大臂、一号大臂液压杆和第一定位架，所述第一定位架固定安装于转向台上表面，所述第一定位架上活动安装有第一大臂，所述第一大臂末端活动安装有第一小臂，所述第一小臂的末端设有驱动电机，所述驱动电机的输出末端设有清理毛刷，所述转向台上表面位于另一侧边缘处设有吸取机构，所述吸取机构包括第二定位架、第二大臂、二号大臂液压杆、二号小臂液压杆、第二小臂、吸取管道和吸嘴，所述第二定位架固定安装于转向台上表面，所述第二定位架上活动安装有第二大臂，所述第二大臂上活动安装有第二小臂，所述第二小臂的末端固定安装有吸嘴，所述吸嘴上连接有吸取管道，所述设备外壳前表面设有监控机构，所述监控机构包括定位底座、定位螺孔、探照灯、监控摄像头和定位螺丝，所述定位底座固定安装于设备外壳前表面，所述定位底座表面固定安装有监控摄像头，所述定位底座表面位于监控摄像头一侧固定安装有探照灯。
进一步而言，所述第一大臂与第一定位架之间设有一号大臂液压杆，所述一号大臂液压杆一端活动连接在第一大臂上，所述一号大臂液压杆另一端活动连接在第一定位架上，所述第一大臂与第一小臂之间设有一号小臂液压杆，所述一号小臂液压杆一端活动连接在第一大臂上，所述一号小臂液压杆另一端活动连接在第一小臂上。
进一步而言，所述第一大臂两端处均设有活动轴，所述第一定位架通过活动轴活动连接在第一大臂一端，所述第一小臂通过活动轴活动连接在第一大臂另一端，所述第一定位架通过转向台活动安装在设备外壳上方，所述清理毛刷通过驱动电机活动安装在第一小臂末端。
进一步而言，所述第二定位架与第二大臂之间设有二号大臂液压杆，所述二号大臂液压杆一端活动连接在第二定位架上，所述二号大臂液压杆另一端活动连接在第二大臂上，所述第二大臂与第二小臂之间设有二号小臂液压杆，所述二号小臂液压杆一端连接在第二大臂上，所述二号小臂液压杆另一端连接第二小臂。
进一步而言，所述第二大臂两端均设有活动轴，所述第二定位架通过活动轴连接在第二大臂一端，所述第二小臂通过活动轴活动连接在第二大臂另一端，所述第二小臂末端开设有安装槽，所述吸嘴通过安装槽安装在第二小臂末端。
进一步而言，所述设备外壳内设有轴承支架，所述轴承支架中间位置固定安装有活动轴承，所述活动轴承通过轴承支架安装在设备外壳内，所述驱动轴通过活动轴承活动安装在设备外壳内。
进一步而言，所述设备外壳内设有电机支架，所述伺服电机通过电机支架固定在设备外壳内，所述驱动齿轮与减速齿轮啮合在一起，所述对接底座边缘处设有螺孔。
进一步而言，所述定位底座四角位置均开设有定位螺孔，所述定位螺孔内设有定位螺丝，并且定位螺丝一端通过定位螺孔穿过定位底座之后连接在设备外壳上。
进一步而言，所述定位底座通过定位螺丝固定在设备外壳上，所述监控摄像头和探照灯通过定位底座固定在设备外壳前表面。
进一步而言，所述转向台通过驱动轴活动安装在设备外壳上方，所述清理机构和吸取机构通过转向台活动安装在设备外壳上方。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，通过驱动底盘两侧的驱动履带可使得整个设备在水底活动，从而令整个设备移动到作业位置，整个设备移动到作业位置之后可以启动伺服电机，启动伺服电机之后驱动轴就会带动转向台旋转，从而将清理机构或吸取机构朝向作业区。
清理机构朝向作业区之后可以通过一号小臂液压杆和一号大臂液压杆控制第一小臂和第一大臂运动，从而将清理毛刷对准淤泥，清理毛刷对准淤泥之后可以启动驱动电机，启动驱动电机之后清理毛刷就会高速旋转，从而将文物上附着的淤泥清理干净。
淤泥清理干净之后可以令吸取机构朝向作业区，吸取机构朝向作业区之后可以通过二号大臂液压杆和二号小臂液压杆控制第二大臂和第二小臂运动，从而将吸嘴对准淤泥，吸嘴对准淤泥之后可以启动吸取管道上的液泵，启动吸取管道上的液泵之后就可以将文物周围的淤泥吸取走。
附图说明
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为本发明的转向机构示意图；
图4为本发明的清理机构示意图；
图5为本发明的吸取机构示意图；
图6为本发明的监控机构示意图。
图中：1、清理机构；101、清理毛刷；102、驱动电机；103、第一小臂；104、一号小臂液压杆；105、第一大臂；106、一号大臂液压杆；107、第一定位架；2、吸取机构；201、第二定位架；202、第二大臂；203、二号大臂液压杆；204、二号小臂液压杆；205、第二小臂；206、吸取管道；207、吸嘴；3、监控机构；301、定位底座；302、定位螺孔；303、探照灯；304、监控摄像头；305、定位螺丝；4、转向机构；401、驱动齿轮；402、伺服电机；403、活动轴承；404、对接底座；405、驱动轴；406、减速齿轮；407、轴承支架；5、转向台；6、设备外壳；7、驱动履带；8、驱动底盘。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图6所示，一种水下潜底作业的清淤机器人，包括驱动底盘8和驱动履带7，驱动底盘8上表面固定安装有设备外壳6，设备外壳6内设有转向机构4，对接底座404上表面固定安装有转向台5，转向台5上表面位于一侧边缘处设有清理机构1，转向台5上表面位于另一侧边缘处设有吸取机构2，设备外壳6前表面设有监控机构3，转向台5通过驱动轴405活动安装在设备外壳6上方，清理机构1和吸取机构2通过转向台5活动安装在设备外壳6上方。
实施例一
为了控制转向台5旋转，驱动底盘8上表面固定安装有设备外壳6，设备外壳6内设有转向机构4，转向机构4包括驱动齿轮401、伺服电机402、活动轴承403、对接底座404、驱动轴405、减速齿轮406和轴承支架407，驱动轴405活动安装于设备外壳6内，驱动轴405上端设有对接底座404，驱动轴405上固定安装有减速齿轮406，设备外壳6内固定安装有伺服电机402，伺服电机402的输出末端固定安装有驱动齿轮401，对接底座404上表面固定安装有转向台5，设备外壳6内设有轴承支架407，轴承支架407中间位置固定安装有活动轴承403，活动轴承403通过轴承支架407安装在设备外壳6内，驱动轴405通过活动轴承403活动安装在设备外壳6内，设备外壳6内设有电机支架，伺服电机402通过电机支架固定在设备外壳6内，驱动齿轮401与减速齿轮406啮合在一起，对接底座404边缘处设有螺孔，通过驱动底盘8两侧的驱动履带7可使得整个设备在水底活动，从而令整个设备移动到作业位置，整个设备移动到作业位置之后可以启动伺服电机402，启动伺服电机402之后驱动轴405就会带动对接底座404上方的转向台5旋转，从而将清理机构1或吸取机构朝2向作业区。
实施例二
为了清理文物周围的淤泥，转向台5上表面位于一侧边缘处设有清理机构1，清理机构1包括清理毛刷101、驱动电机102、第一小臂103、一号小臂液压杆104、第一大臂105、一号大臂液压杆106和第一定位架107，第一定位架107固定安装于转向台5上表面，第一定位架107上活动安装有第一大臂105，第一大臂105末端活动安装有第一小臂103，第一小臂103的末端设有驱动电机102，驱动电机102的输出末端设有清理毛刷101，第一大臂105与第一定位架107之间设有一号大臂液压杆106，一号大臂液压杆106一端活动连接在第一大臂105上，一号大臂液压杆106另一端活动连接在第一定位架107上，第一大臂105与第一小臂103之间设有一号小臂液压杆104，一号小臂液压杆104一端活动连接在第一大臂105上，一号小臂液压杆104另一端活动连接在第一小臂103上，第一大臂105两端处均设有活动轴，第一定位架107通过活动轴活动连接在第一大臂105一端，第一小臂103通过活动轴活动连接在第一大臂105另一端，第一定位架107通过转向台5活动安装在设备外壳6上方，清理毛刷101通过驱动电机102活动安装在第一小臂103末端，清理机构1朝向作业区之后可以通过一号小臂液压杆104和一号大臂液压杆106控制第一小臂103和第一大臂105运动，从而将清理毛刷101对准淤泥，清理毛刷101对准淤泥之后可以启动驱动电机102，启动驱动电机102之后清理毛刷101就会高速旋转，从而将文物上附着的淤泥清理干净。
实施例三
为了吸取文物周围的淤泥，转向台5上表面位于另一侧边缘处设有吸取机构2，吸取机构2包括第二定位架201、第二大臂202、二号大臂液压杆203、二号小臂液压杆204、第二小臂205、吸取管道206和吸嘴207，第二定位架201固定安装于转向台5上表面，第二定位架201上活动安装有第二大臂202，第二大臂202上活动安装有第二小臂205，第二小臂205的末端固定安装有吸嘴207，吸嘴207上连接有吸取管道206，吸取管道206末端设有液泵，设备外壳6前表面设有监控机构3，监控机构3包括定位底座301、定位螺孔302、探照灯303、监控摄像头304和定位螺丝305，定位底座301固定安装于设备外壳6前表面，定位底座301表面固定安装有监控摄像头304，定位底座301表面位于监控摄像头304一侧固定安装有探照灯303，第二定位架201与第二大臂202之间设有二号大臂液压杆203，二号大臂液压杆203一端活动连接在第二定位架201上，二号大臂液压杆203另一端活动连接在第二大臂202上，第二大臂202与第二小臂205之间设有二号小臂液压杆204，二号小臂液压杆204一端连接在第二大臂202上，二号小臂液压杆204另一端连接第二小臂205，第二大臂202两端均设有活动轴，第二定位架201通过活动轴连接在第二大臂202一端，第二小臂205通过活动轴活动连接在第二大臂202另一端，第二小臂205末端开设有安装槽，吸嘴207通过安装槽安装在第二小臂205末端，定位底座301四角位置均开设有定位螺孔302，定位螺孔302内设有定位螺丝305，并且定位螺丝305一端通过定位螺孔302穿过定位底座301之后连接在设备外壳6上，定位底座301通过定位螺丝305固定在设备外壳6上，监控摄像头304和探照灯303通过定位底座301固定在设备外壳6前表面，淤泥清理干净之后可以令吸取机构2朝向作业区，吸取机构2朝向作业区之后可以通过二号大臂液压杆203和二号小臂液压杆204控制第二大臂202和第二小臂205运动，从而将吸嘴207对准淤泥，吸嘴207对准淤泥之后可以启动吸取管道206上的液泵，启动吸取管道206上的液泵之后就可以将文物周围的淤泥吸取走。
需要说明的是，本发明为一种水下潜底作业的清淤机器人，在实际使用时，首先通过驱动底盘8两侧的驱动履带7将整个设备移动到作业区域，整个设备移动到作业区域之后可以启动伺服电机402，启动伺服电机402之后驱动轴405上方的转向台5就会旋转，从而令清理机构1朝向作业区域，清理机构1朝向作业区域之后可以启动驱动电机102，启动驱动电机102之后清理毛刷101就会高速旋转，从而将文物上附着的淤泥清理干净，文物上附着的淤泥清理干净之后可以通过转向台5控制吸取机构2朝向工作区域，吸取机构2朝向工作区域之后可以启动吸取管道206上的液泵，启动吸取管道206上的液泵之后就可以将文物周围的淤泥吸取走，同时在作业过程中可以通过监控摄像头304实时监控作业情况。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种水下潜底作业的清淤机器人，包括驱动底盘(8)和驱动履带(7)，其特征在于：所述驱动底盘(8)上表面固定安装有设备外壳(6)，所述设备外壳(6)内设有转向机构(4)，所述转向机构(4)包括驱动齿轮(401)、伺服电机(402)、活动轴承(403)、对接底座(404)、驱动轴(405)、减速齿轮(406)和轴承支架(407)，所述驱动轴(405)活动安装于设备外壳(6)内，所述驱动轴(405)上端设有对接底座(404)，所述驱动轴(405)上固定安装有减速齿轮(406)，所述设备外壳(6)内固定安装有伺服电机(402)，所述伺服电机(402)的输出末端固定安装有驱动齿轮(401)，所述对接底座(404)上表面固定安装有转向台(5)，所述转向台(5)上表面位于一侧边缘处设有清理机构(1)，所述清理机构(1)包括清理毛刷(101)、驱动电机(102)、第一小臂(103)、一号小臂液压杆(104)、第一大臂(105)、一号大臂液压杆(106)和第一定位架(107)，所述第一定位架(107)固定安装于转向台(5)上表面，所述第一定位架(107)上活动安装有第一大臂(105)，所述第一大臂(105)末端活动安装有第一小臂(103)，所述第一小臂(103)的末端设有驱动电机(102)，所述驱动电机(102)的输出末端设有清理毛刷(101)，所述转向台(5)上表面位于另一侧边缘处设有吸取机构(2)，所述吸取机构(2)包括第二定位架(201)、第二大臂(202)、二号大臂液压杆(203)、二号小臂液压杆(204)、第二小臂(205)、吸取管道(206)和吸嘴(207)，所述第二定位架(201)固定安装于转向台(5)上表面，所述第二定位架(201)上活动安装有第二大臂(202)，所述第二大臂(202)上活动安装有第二小臂(205)，所述第二小臂(205)的末端固定安装有吸嘴(207)，所述吸嘴(207)上连接有吸取管道(206)，所述吸取管道末端设有液泵，所述设备外壳(6)前表面设有监控机构(3)，所述监控机构(3)包括定位底座(301)、定位螺孔(302)、探照灯(303)、监控摄像头(304)和定位螺丝(305)，所述定位底座(301)固定安装于设备外壳(6)前表面，所述定位底座(301)表面固定安装有监控摄像头(304)，所述定位底座(301)表面位于监控摄像头(304)一侧固定安装有探照灯(303)。
2.根据权利要求1所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述第一大臂(105)与第一定位架(107)之间设有一号大臂液压杆(106)，所述一号大臂液压杆(106)一端活动连接在第一大臂(105)上，所述一号大臂液压杆(106)另一端活动连接在第一定位架(107)上，所述第一大臂(105)与第一小臂(103)之间设有一号小臂液压杆(104)，所述一号小臂液压杆(104)一端活动连接在第一大臂(105)上，所述一号小臂液压杆(104)另一端活动连接在第一小臂(103)上。
3.根据权利要求2所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述第一大臂(105)两端处均设有活动轴，所述第一定位架(107)通过活动轴活动连接在第一大臂(105)一端，所述第一小臂(103)通过活动轴活动连接在第一大臂(105)另一端，所述第一定位架(107)通过转向台(5)活动安装在设备外壳(6)上方，所述清理毛刷(101)通过驱动电机(102)活动安装在第一小臂(103)末端。
4.根据权利要求3所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述第二定位架(201)与第二大臂(202)之间设有二号大臂液压杆(203)，所述二号大臂液压杆(203)一端活动连接在第二定位架(201)上，所述二号大臂液压杆(203)另一端活动连接在第二大臂(202)上，所述第二大臂(202)与第二小臂(205)之间设有二号小臂液压杆(204)，所述二号小臂液压杆(204)一端连接在第二大臂(202)上，所述二号小臂液压杆(204)另一端连接第二小臂(205)。
5.根据权利要求4所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述第二大臂(202)两端均设有活动轴，所述第二定位架(201)通过活动轴连接在第二大臂(202)一端，所述第二小臂(205)通过活动轴活动连接在第二大臂(202)另一端，所述第二小臂(205)末端开设有安装槽，所述吸嘴(207)通过安装槽安装在第二小臂(205)末端。
6.根据权利要求5所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述设备外壳(6)内设有轴承支架(407)，所述轴承支架(407)中间位置固定安装有活动轴承(403)，所述活动轴承(403)通过轴承支架(407)安装在设备外壳(6)内，所述驱动轴(405)通过活动轴承(403)活动安装在设备外壳(6)内。
7.根据权利要求6所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述设备外壳(6)内设有电机支架，所述伺服电机(402)通过电机支架固定在设备外壳(6)内，所述驱动齿轮(401)与减速齿轮(406)啮合在一起，所述对接底座(404)边缘处设有螺孔。
8.根据权利要求7所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述定位底座(301)四角位置均开设有定位螺孔(302)，所述定位螺孔(302)内设有定位螺丝(305)，并且定位螺丝(305)一端通过定位螺孔(302)穿过定位底座(301)之后连接在设备外壳(6)上。
9.根据权利要求8所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述定位底座(301)通过定位螺丝(305)固定在设备外壳(6)上，所述监控摄像头(304)和探照灯(303)通过定位底座(301)固定在设备外壳(6)前表面。
10.根据权利要求9所述的一种水下潜底作业的清淤机器人，其特征在于：所述转向台(5)通过驱动轴(405)活动安装在设备外壳(6)上方，所述清理机构(1)和吸取机构(2)通过转向台(5)活动安装在设备外壳(6)上方。
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