CN115573412A - 一种水下挖掘设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水下挖掘设备，包括船体、开挖装置、下放装置和动力及控制总成，开挖装置为可行走的开挖装置，开挖装置可脱离船体并进入水下，开挖装置用于开挖水底泥沙，下放装置设于船体，下放装置用于控制开挖装置下放或收回；动力及控制总成设于船体，动力及控制总成连接开挖装置，动力及控制总成用于向开挖装置提供动力及控制开挖装置工作。上述水下挖掘设备，根据挖掘的需要，开挖装置可以在大范围内自由移动，以满足开挖需求，这样即可解决传统绞吸船只能在固定范围内工作且无法使刀头大范围自由移动的问题，大大提升作业效率。

Description

一种水下挖掘设备

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，特别涉及一种水下挖掘设备。

背景技术

绞吸式挖泥船是一种在疏滩工程和吹沙填海工程中运用较广泛的工程船舶，它主要是利用刀头截削水底淤泥与水一起混合，并在泥浆泵的吸力下输送到泥沙堆积场，可将挖泥、吸泥、排泥等工作程序不间断连贯完成，是一种良好的高效水下挖掘设备。

现有技术中的挖泥船，一般采用定位桩机构控制挖泥船的定位和行走功能，船艏则被两个海锚固定，用于控制绞刀的左右摆动。铰刀以定位桩为圆心，沿着两个海锚之间的钢丝绳运动。然而，该种作业方式很大程度上限制了刀头的作业范围，影响作业效率。

因此，如何避免由于传统水下挖掘设备的工作范围受限而导致影响作业效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种水下挖掘设备，可实现开挖装置大范围的移动，从而可以提高工作范围，提升作业效率。

为实现上述目的，本申请提供一种水下挖掘设备，包括：

船体；

可行走的开挖装置，可脱离所述船体并进入水下，用于截削泥沙形成泥浆，且用于在水下行走；

下放装置，设于所述船体，用于控制所述开挖装置下放或收回；

动力及控制总成，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于向所述开挖装置提供动力及控制所述开挖装置。

在一些实施例中，所述开挖装置包括：

车体；

刀臂，设于所述车体；

截割机构，设于所述刀臂，用于截削泥沙；

旋转机构，设于所述车体并连接所述刀臂，用于带动所述刀臂转动，使所述截割机构在预设扇形面内开挖。

在一些实施例中，所述开挖装置还包括伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构设于所述车体并连接所述刀臂，所述伸缩驱动机构用于带动所述刀臂上下摆动。

在一些实施例中，所述伸缩驱动机构为摆动油缸，所述摆动油缸的伸缩杆铰接于所述刀臂，所述摆动油缸的缸座铰接于所述车体。

在一些实施例中，所述开挖装置还包括潜水排浆泵，所述潜水排浆泵设于所述截割机构的后侧，所述水下挖掘设备还包括排浆管，所述排浆管连接所述潜水排浆泵与所述船体，所述截割机构截削泥沙形成的泥浆通过所述潜水排浆泵经由所述排浆管抽入所述船体。

在一些实施例中，所述开挖装置还包括若干固定机构，若干所述固定机构设于所述车体，若干所述固定机构用于插入土体中，以固定所述车体。

在一些实施例中，所述车体包括车架和设于所述车架底部的履带式行走机构。

在一些实施例中，所述固定机构的数量为四个，四个所述固定机构分设于所述车架的四个边角位置。

在一些实施例中，所述动力及控制总成包括：

驾驶控制室，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于控制所述开挖装置作业；

配电室，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于向所述开挖装置提供动力；

动力及控制电缆，连接所述驾驶控制室、所述配电室和所述开挖装置。

在一些实施例中，所述下放装置包括两个相对设置的卷扬机。

相对于上述背景技术，本申请实施例所提供的水下挖掘设备，包括船体、开挖装置、下放装置和动力及控制总成，其中，开挖装置为可行走的开挖装置，开挖装置可脱离船体并进入水下，开挖装置用于截削泥沙形成泥浆，且开挖装置用于在水下行走；下放装置设于船体，下放装置用于控制开挖装置下放或收回；动力及控制总成设于船体，动力及控制总成连接开挖装置，动力及控制总成用于向开挖装置提供动力及控制开挖装置工作。

需要说明的是，传统水下挖掘设备，在挖泥前先将定位桩插入河床或者海床中用于固定船体，并通过海锚让刀头沿着固定轨迹运动，这种结构就限制了绞吸船只能在一个扇形范围内工作，并且在移动船体时都需要定位桩机构进行换步移动，很大程度上限制了刀头的工作范围。相较于传统水下挖掘设备，本申请实施例提供的水下挖掘设备，可以实现开挖装置脱离船体后进入水下作业，与此同时，开挖装置可在水下实现自行行走作业，也就是说，根据挖掘的需要，开挖装置可以在大范围内自由移动，以满足开挖需求，这样即可解决传统绞吸船只能在固定范围内工作且无法使刀头大范围自由移动的问题，大大提升作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中水下挖掘设备非工作状态示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本申请实施例中水下挖掘设备工作状态示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为图3所示水下挖掘设备中开挖装置的结构示意图；

图6为图5的俯视图。

其中：

1-船体，2-驾驶控制室，3-配电室，4-开挖装置，5-下放装置，6-排浆管，7-动力及控制电缆、8-动力及控制总成；

41-截割机构，42-潜水排浆泵，43-刀臂，44-伸缩驱动机构，45-旋转机构，46-车架，47-固定机构，48-行走机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1至图6，图1为本申请实施例中水下挖掘设备非工作状态示意图；图2为图1的侧视图；图3为本申请实施例中水下挖掘设备工作状态示意图；图4为图3的侧视图；图5为图3所示水下挖掘设备中开挖装置的结构示意图；图6为图5的俯视图。

本申请实施例所提供的水下挖掘设备，可为绞吸船，具体包括船体1、开挖装置4、下放装置5和动力及控制总成8，其中，开挖装置4为可行走的开挖装置4，开挖装置4可脱离船体1并进入水下，开挖装置4用于开挖水底泥沙(截削泥沙形成泥浆)，且开挖装置4用于在水下行走；下放装置5设于船体1，下放装置5用于控制开挖装置4下放或回收；动力及控制总成8设于船体1，动力及控制总成8连接开挖装置4，动力及控制总成8用于向开挖装置4提供动力及控制开挖装置4工作。

需要说明的是，传统水下挖掘设备，在挖泥前先将定位桩插入河床或者海床中用于固定船体1，并通过海锚让刀头沿着固定轨迹运动，这种结构就限制了绞吸船只能在一个扇形范围内工作，并且在移动船体1时都需要定位桩机构进行换步移动，很大程度上限制了刀头的工作范围。

相较于传统水下挖掘设备，本申请实施例提供的水下挖掘设备，可以实现开挖装置4脱离船体1后进入水下作业，与此同时，开挖装置4可在水下实现自行行走作业，也就是说，根据挖掘的需要，开挖装置4可以在大范围内自由移动，以满足开挖需求，这样即可解决传统绞吸船只能在固定范围内工作且无法使刀头大范围自由移动的问题，大大提升作业效率。

在一些实施例中，动力及控制总成8包括驾驶控制室2、配电室3和动力及控制电缆7，其中，驾驶控制室2设于船体1，驾驶控制室2连接开挖装置4，驾驶控制室2用于控制开挖装置4作业；配电室3设于船体1，配电室3连接开挖装置4，配电室3用于向开挖装置4提供动力；动力及控制电缆7连接驾驶控制室2、配电室3和开挖装置4。

当然，根据实际应用需要，上述驾驶控制室2用于控制整个绞吸船，配电室3用于向整个绞吸船分配电力。其中，驾驶控制室2用于控制开挖装置4作业，以及配电室3用于向开挖装置4提供动力仅仅是其中一部分的功能。

这样一来，当开挖装置4下放至水下后，开挖装置4通过动力及控制电缆7与驾驶控制室2及配电室3连接，并通过驾驶控制室2控制开挖装置4执行固定、截削、行走等工作。

在一些实施例中，下放装置5包括两个相对设置的卷扬机。两个相对设置的卷扬机设于船体1的头部位置。

当水下挖掘设备到达工作区域准备工作时，由设置在船头两侧的卷扬机将控制开挖装置4下放至水底。

在一些实施例中，开挖装置4包括车体和开挖机构，车体包括车架46和行走机构48，行走机构48设于车架46的底部；开挖机构设置在车体上，开挖机构包括刀臂43、截割机构41和旋转机构45。

具体地说，刀臂43设于车体，截割机构41设于刀臂43的前端，截割机构41用于截削泥沙形成泥浆，旋转机构45设于车体并连接刀臂43，旋转机构45与刀臂43的尾部连接，开挖机构通过旋转机构45与车架46相连，旋转机构45用于带动刀臂43转动，使截割机构41在预设扇形面内开挖，且该预设扇形面在可在水平面内。

在一些实施例中，开挖装置4还包括伸缩驱动机构44，伸缩驱动机构44设于车体的车架46上，伸缩驱动机构44连接刀臂43，伸缩驱动机构44用于带动刀臂43上、下摆动。

当然，根据实际需要，伸缩驱动机构44具体可为摆动油缸，摆动油缸的伸缩杆铰接于刀臂43的底部，摆动油缸的缸座铰接于车体的车架46。

在一些实施例中，开挖装置4还包括潜水排浆泵42，潜水排浆泵42设于截割机构41的后侧，水下挖掘设备还包括排浆管6，排浆管6连接潜水排浆泵42与船体1，截割机构41截削泥沙形成的泥浆通过潜水排浆泵42经由排浆管6抽入船体1。

在一些实施例中，开挖装置4还包括若干固定机构47，若干固定机构47设于车体，若干固定机构47用于插入土体中，以固定车体。当然，固定机构47可为定位桩机构。

在一些实施例中，车体包括车架46和设于车架46底部的履带式行走机构48。

需要注意的是，由于传统绞吸船的刀头只能跟随船身移动实现开挖，严重影响作业效率。在本实施例中，在车架46的底部设置履带式行走机构48，从而可以实现车体在水下的自由行走，也即开挖装置4可以在大范围内自由移动，以满足开挖需求，大大提升作业效率。

在一些实施例中，固定机构47的数量为四个，四个固定机构47分设于车架46的四个边角位置。

本申请实施例所提供的水下挖掘设备到达工作区域准备工作时，由设置在船头两侧的卷扬机将开挖装置4下放到水底，开挖装置4通过动力及控制电缆7与驾驶控制室2及配电室3相连接，用于控制开挖装置4，并提供动力。开挖装置4到达工作区域后，固定机构47插入土体中固定开挖装置4，防止被水流冲击晃动影响工作效率，之后，伸缩驱动机构44伸缩带动刀臂43上、下运动，截割机构41随着刀臂43运动到接触泥沙的位置后通过旋转截削泥沙形成泥浆，通过潜水排浆泵42经由排浆管6抽入船体1内部设备中。伸缩驱动机构44带动截割机构41完成当前垂直开挖面施工后，由旋转机构45带动截割机构41转动至下一开挖面进行施工，依次循环。当旋转机构45两个方向均能转动至极限位置时，开挖装置4在行走机构48带动下移动至下一工作区域，此时，伸缩驱动机构44伸长带动截割机构41抬高至一定位置，固定机构47拔出土体，移动到位后重复上述截割机构41的运动轨迹。

综上，采用本申请实施例所提供的水下挖掘设备可带来以下有益效果：

1、带有履带式行走机构48的开挖装置4可解决传统绞吸船刀头只能随船身移动开挖问题，可在水下自由行走。

2、去掉了传统绞吸挖泥船上的定位桩换步机构和传统刀臂，一方面极大节省了更换工作区域的时间，另一方面节省了绞吸船上有限空间。

3、截割机构41不仅可以前后左右运动挖掘，还可上下移动挖掘更深处的泥沙，也即截割机构41可在伸缩驱动机构44、旋转机构45和行走机构48控制下进行多个维度的挖掘工作。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的水下挖掘设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下挖掘设备，其特征在于，包括：

船体；

可行走的开挖装置，可脱离所述船体并进入水下，用于截削泥沙形成泥浆，且用于在水下行走；

下放装置，设于所述船体，用于控制所述开挖装置下放或收回；

动力及控制总成，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于向所述开挖装置提供动力及控制所述开挖装置。

2.如权利要求1所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述开挖装置包括：

车体；

刀臂，设于所述车体；

截割机构，设于所述刀臂，用于截削泥沙；

旋转机构，设于所述车体并连接所述刀臂，用于带动所述刀臂转动，使所述截割机构在预设扇形面内开挖。

3.如权利要求2所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述开挖装置还包括伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构设于所述车体并连接所述刀臂，所述伸缩驱动机构用于带动所述刀臂上下摆动。

4.如权利要求3所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述伸缩驱动机构为摆动油缸，所述摆动油缸的伸缩杆铰接于所述刀臂，所述摆动油缸的缸座铰接于所述车体。

5.如权利要求2所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述开挖装置还包括潜水排浆泵，所述潜水排浆泵设于所述截割机构的后侧，所述水下挖掘设备还包括排浆管，所述排浆管连接所述潜水排浆泵与所述船体，所述截割机构截削泥沙形成的泥浆通过所述潜水排浆泵经由所述排浆管抽入所述船体。

6.如权利要求2所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述开挖装置还包括若干固定机构，若干所述固定机构设于所述车体，若干所述固定机构用于插入土体中，以固定所述车体。

7.如权利要求6所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述车体包括车架和设于所述车架底部的履带式行走机构。

8.如权利要求7所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述固定机构的数量为四个，四个所述固定机构分设于所述车架的四个边角位置。

9.如权利要求1-8任意一项所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述动力及控制总成包括：

驾驶控制室，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于控制所述开挖装置作业；

配电室，设于所述船体，并连接所述开挖装置，用于向所述开挖装置提供动力；

动力及控制电缆，连接所述驾驶控制室、所述配电室和所述开挖装置。

10.如权利要求1所述的水下挖掘设备，其特征在于，所述下放装置包括两个相对设置的卷扬机。

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