CN210766938U - 一种高防护水下清淤排污机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高防护水下清淤排污机器人，包括清淤底盘、绞笼清污装置和动力驱动装置，动力驱动装置固定于清淤底盘上，清淤底盘、绞笼清污装置分别与动力驱动装置连接，绞笼清污装置包括相互连通的绞笼组件和清污吸附组件，绞笼组件设置于清淤底盘的前端，清污吸附组件设置于清淤底盘上。通过使用一体式的动力驱动装置和绞笼清污装置，绞笼组件和清污吸附组件配合对底部污泥等进行搅动、清除，清淤彻底，实现了机器人在水下高性能清淤作业，提高了机器人在水下载荷性能和防护性能，解决了目前清淤机器人工作效率低、防护性能差等问题。

Description

一种高防护水下清淤排污机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种高防护水下清淤排污机器人。

背景技术

一方面，当前制造业工厂水处理领域，生产型企业大型蓄水池，长年积累的淤泥造成水质恶化，不利于处理回用，淤泥随循环管道进入水处理设备导致设备堵塞，影响处理回用水的产量和质量。工业污水处理的絮凝池、沉淀池、平流池、沉积的淤泥严重影响设备运行效率和污水处理能力，导致处理后的水质无法达标而排放产生严重后果。目前针对制造业厂的清淤绝大多数需要停机抽水后，依赖人工进行清淤，同时将清淤的泥水混合物直接排入外部垃圾场或河渠等场所，采用晾干淤泥的方式耗时，严重制约企业经济效益。目前国内针对制造业厂的清淤方案几乎没有报道，少部分还处于实验室研发阶段，未能上市推广。

另一方面，对于市政污水、雨污管网、河渠(道)领域，由于雨污管网常年沉积的淤泥使管网的管通量变小，流速变慢导致排水不畅，引起的城市内涝，给国家和人民带来了巨大财产损失。目前仅有少数机构针对堵塞的市政管道采用管道机器人等进行疏浚作业，极少数机构采用管道清淤机器人进行抽水清淤作业，但是需要单台作业且抽取的泥水仍旧采取直排处理，这些机器人具有专用型，针对大型制造业厂的絮凝池、沉淀池、平流池无法完成清淤、治淤作业。

目前国内外针对城市市政管道研制了部分管道清淤机器人，但是就目前实际应用情况来说并不乐观。目前已有的技术主要如下方案：

申请号为201620438678.2的专利公布了一种新型自动清淤机器人，污泥管收放组件安装在机架上，用于调节污泥管长度，且机架的上方中部设置有密封罩，机架的两侧设置有浮筒，信号线与控制器连接，驱动电机与行走轮、碎泥滚筒机械连接，行走轮设置在机架的下方，行走轮上设有防滑齿，碎泥滚筒设置在机架的一端，蓄电池与电量检测装置连接，控制器与声呐探测器、高压气瓶、驱动电机、电量检测装置和吸泥泵电连接，且吸泥泵通过进泥管与吸泥罩连接，吸泥罩与固定在机架底部的角度调节装置连接，吸泥罩的前端安装有滤网，滤网能过滤砂石等大颗粒硬质杂物。能对水下淤泥进行自动、彻底的清理，清理效率高，节约了人力物力，也降低了清淤成本。

申请号为201611232136.0的专利公布了一种履带泵送式清淤机器人，包括铲斗总成、大臂举升机构、泵送机构、视频总成、控制腔体总成、底架总成、底架升降机构、履带总成、地面控制系统；该发明将泵送机构得以在排水管网、河道明渠的清淤机器人中得到应用实施，结构简单可靠，另特有的底架升降机构，如遇施工水位过高，则可通过底架的举升，抬高泵送机构，以免泵送机构料斗中进水而泵送过稀的淤泥，进一步扩展了本机器人的应用空间。

现有的清淤机器人笨重且载荷性能弱，无法携带高效清淤设备高效作业，机器人防护性能差导致故障率高。在水下环境，尤其是复杂恶劣的污泥环境下，市政排水甚至化工厂沉淀池等经常偏酸性或碱性，机器人极易由于自身密封性、受腐蚀原因等产生高故障率和高维修成本而导致不实用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高防护水下清淤排污机器人，解决目前清淤机器人工作效率低、防护性能差等问题，实现机器人在水下高性能清淤作业，提高机器人在水下载荷性能和防护性能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高防护水下清淤排污机器人，包括清淤底盘、绞笼清污装置和动力驱动装置，动力驱动装置固定于清淤底盘上，清淤底盘、绞笼清污装置分别与动力驱动装置连接，绞笼清污装置包括相互连通的绞笼组件和清污吸附组件，绞笼组件设置于清淤底盘的前端，清污吸附组件设置于清淤底盘上。

具体的，所述清淤底盘包括车体骨架，车体骨架两侧均设有从动轮组和主动轮组，从动轮组与车体骨架连接，主动轮组与从动轮组连接。

具体的，所述车体骨架包括两左右平行设置的悬挂横梁主体，两悬挂横梁主体之间连接有骨架支撑主体，骨架支撑主体上固定有动力驱动装置，骨架支撑主体的前端固定连接有辅助支撑主体，辅助支撑主体的前端固定连接有绞笼组件。

具体的，所述从动轮组有两套，左右对称设置，两套从动轮组分别固定于左右两侧的车体骨架的悬挂横梁主体上；每套从动轮组包括支撑轮、承重轮、履带、托带轮支臂、托带轮和张紧组件，支撑轮设有两组，两组支撑轮分别设置于车体骨架的悬挂横梁主体的前后两端，前端的支撑轮通过张紧组件与悬挂横梁主体的前端连接固定；承重轮数量为多组，每组数量为两个，每组承重轮中间通过转轴和支架设置于车体骨架的悬挂横梁主体下侧；悬挂横梁主体上侧靠近前端处固定有托带轮支臂，托带轮支臂的顶部固定连接托带轮；支撑轮、承重轮、托带轮和主动轮组组成的轮系外缘啮合连接有履带，主动轮组通过转轴与动力驱动装置连接并受动力驱动装置驱动。

进一步的，所述张紧组件结构为可伸缩杆状结构，上端设置有调节螺栓，通过调节螺栓的前后位移对每侧的两支撑轮间距调节实现对履带的张紧。

具体的，所述绞笼组件包括绞笼转筒、绞笼罩、法兰、保护壳、动力传输装置和绞笼电机，绞笼罩固定于清淤底盘中车体骨架的辅助支撑主体的前端，绞笼转筒横向设置于绞笼罩内，绞笼转筒的两端通过法兰和配套的轴承与绞笼罩的端部连接，绞笼罩的一端外侧固定有保护壳，保护壳内设有动力传输装置，绞笼转筒通过动力传输装置与绞笼电机的输出端连接，绞笼电机固定于绞笼罩的顶部。

进一步的，所述动力传输装置为链条传输结构、履带传输结构、齿轮传输结构或转轴传输结构中的一种。

具体的，所述清污吸附组件包括清污泵、清污电机、进水口和排水口，清污泵设置于清淤底盘中车体骨架的辅助支撑主体上，清污泵的后方设有清污电机，清污泵与清污电机的转轴连接，清污泵的前端设有进水口，进水口连接于绞笼罩的后端面上且与绞笼罩内连通，清污泵的上端设置有排水口。

具体的，所述动力驱动装置包括密封壳以及固定于密封壳内的电气驱动和控制装置，密封壳固定于清淤底盘中车体骨架的骨架支撑主体上，电气驱动和控制装置分别与清淤底盘的主动轮组、绞笼清污装置中绞笼组件的绞笼电机、清污吸附组件的清污电机连接，对主动轮组、绞笼电机、清污电机进行动力驱动或控制。

进一步的，上述清淤底盘、绞笼清污装置和动力驱动装置中涉及转动部分与外界采用油封补偿密封技术实现水密效果。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的机器人通过使用一体式的动力驱动装置和绞笼清污装置，绞笼组件和清污吸附组件配合对底部污泥等进行搅动、清除，清淤彻底，实现了机器人在水下高性能清淤作业，提高了机器人在水下载荷性能和防护性能，解决了目前清淤机器人工作效率低、防护性能差等问题。

附图说明

图1是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的立体结构示意图。

图2是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的主视结构示意图。

图3是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的左视结构示意图。

图4是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的后视结构示意图。

图5是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的俯视结构示意图。

图6是本实用新型高防护水下清淤排污机器人的局部结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-6所示，一种高防护水下清淤排污机器人，包括清淤底盘1、绞笼清污装置2和动力驱动装置3，动力驱动装置3固定于清淤底盘1上，清淤底盘1、绞笼清污装置2分别与动力驱动装置3连接，绞笼清污装置2包括相互连通的绞笼组件2-1和清污吸附组件2-2，绞笼组件2-1设置于清淤底盘1的前端，清污吸附组件2-2设置于清淤底盘1上。

清淤底盘1为履带式移动平台机构，清淤底盘1包括车体骨架1-1，车体骨架1-1是机器人的本体，实现对其它组件的连接、支撑和固定功能。车体骨架1-1两侧均设有从动轮组1-2和主动轮组1-3，从动轮组1-2与车体骨架1-1连接，主动轮组1-3与从动轮组1-2连接。从动轮组1-2可实现底盘与地面的驱动接触摩擦和行进，主动轮组1-3左右对称布置，通过转轴设置于动力驱动装置3的密封壳3-1两侧，且主动轮组1-3与动力驱动装置3的电气驱动和控制装置3-2连接，主动轮组1-3上设置有齿轮结构，用以配合履带1-2-3内壁凸起实现动力拨动效果。

车体骨架1-1包括两左右平行设置的悬挂横梁主体1-1-1，悬挂横梁主体1-1-1结构粗壮，用以固定各类从动轮组1-2。两悬挂横梁主体1-1-1之间连接有骨架支撑主体1-1-2，骨架支撑主体1-1-2上固定有动力驱动装置3，骨架支撑主体1-1-2的前端固定连接有辅助支撑主体1-1-3，辅助支撑主体1-1-3为杆状结构，辅助支撑主体1-1-3的前端固定连接有绞笼组件2-1。

从动轮组1-2有两套，左右对称设置，两套从动轮组1-2分别固定于左右两侧的车体骨架1-1的悬挂横梁主体1-1-1上；每套从动轮组1-2包括支撑轮1-2-1、承重轮1-2-2、履带1-2-3、托带轮支臂1-2-4、托带轮1-2-5和张紧组件1-2-6。

支撑轮1-2-1设有两组，两组支撑轮1-2-1分别设置于车体骨架1-1的悬挂横梁主体1-1-1的前后两端，前端的支撑轮1-2-1通过张紧组件1-2-6与悬挂横梁主体1-1-1的前端连接固定；承重轮1-2-2数量为多组，每组数量为两个，每组承重轮1-2-2中间通过转轴和支架设置于车体骨架1-1的悬挂横梁主体1-1-1下侧。悬挂横梁主体1-1-1上侧靠近前端处固定有托带轮支臂1-2-4，托带轮支臂1-2-4的顶部固定连接托带轮1-2-5，托带轮2-5用以实现对履带1-2-3的被动拖。支撑轮1-2-1、承重轮1-2-2、托带轮1-2-5和主动轮组1-3组成的轮系外缘啮合连接有履带1-2-3，主动轮组1-3通过转轴与动力驱动装置3连接并受动力驱动装置3驱动。通过主动轮组1-3的转动，支撑轮1-2-1、承重轮1-2-2和托带轮2-5对履带的从动拖动，实现对履带1-2-3的转动和铺设，从而带动底盘运动。

进一步的，张紧组件1-2-6结构为可伸缩杆状结构，上端设置有调节螺栓，通过调节螺栓的前后位移对每侧的两支撑轮1-2-1间距调节实现对履带1-2-3的张紧。

绞笼组件2-1可实现对底部污泥等附着物的搅拌作用，绞笼组件2-1包括绞笼转筒2-1-1、绞笼罩2-1-2、法兰2-1-3、保护壳2-1-4、动力传输装置2-1-5和绞笼电机2-1-6。绞笼罩2-1-2固定于清淤底盘1中车体骨架1-1的辅助支撑主体1-1-3的前端，绞笼转筒2-1-1横向设置于绞笼罩2-1-2内，绞笼转筒2-1-1的两端通过法兰2-1-3和配套的轴承与绞笼罩2-1-2的端部连接，绞笼罩2-1-2的一端外侧固定有保护壳2-1-4，保护壳2-1-4内设有动力传输装置2-1-5，绞笼转筒2-1-1通过动力传输装置2-1-5与绞笼电机2-1-6的输出端连接，绞笼电机2-1-6固定于绞笼罩2-1-2的顶部。

进一步的，所述动力传输装置2-1-5为链条传输结构、履带传输结构、齿轮传输结构或转轴传输结构中的一种，动力传输装置2-1-5用以实现将动力从绞笼电机2-1-6传输至绞笼转筒2-1-1上。

清污吸附组件2-2包括清污泵2-2-1、清污电机2-2-2、进水口2-2-3和排水口2-2-4，清污泵2-2-1设置于清淤底盘1中车体骨架1-1的辅助支撑主体1-1-3上，清污泵2-2-1的后方设有清污电机2-2-2，清污泵2-2-1与清污电机2-2-2的转轴连接，清污泵2-2-1的前端设有进水口2-2-3，进水口2-2-3连接于绞笼罩2-1-2的后端面上且与绞笼罩2-1-2内连通，用以从中吸取被绞笼组件2-1搅拌后的污泥和污水等物质。清污泵2-2-1的上端设置有排水口2-2-4，用以将吸取的淤泥和污水排出。

动力驱动装置3包括密封壳3-1以及固定于密封壳3-1内的电气驱动和控制装置3-2，密封壳3-1固定于清淤底盘1中车体骨架1-1的骨架支撑主体1-1-2上，电气驱动和控制装置3-2分别与清淤底盘1的主动轮组1-3、绞笼清污装置2中绞笼组件2-1的绞笼电机2-1-6、清污吸附组件2-2的清污电机2-2-2连接，对主动轮组1-3、绞笼电机2-1-6、清污电机2-2-2进行动力驱动或控制。电气驱动和控制装置3-2包含驱动器、电机等常规机构。

本实用新型的水下清淤排污机器人的工作过程如下：动力驱动装置3对主动轮组1-3进行驱动控制，从而带动清淤底盘1运动，运动过程中动力驱动装置3驱动绞龙电机2-1-6和清污电机2-2-2工作，绞龙电机2-1-6通过动力传输装置2-1-5带动绞笼转筒2-1-1转动，从而对底部污泥等附着物进行搅拌，清污电机2-2-2带动清污泵2-2-1工作，搅拌后的污泥、污水等物质由清污泵2-2-1的进水口2-2-3吸入，然后由上部的排水口2-2-4排出，排水口2-2-4通过管路与外部的污泥收集装置或处理装置连通。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，包括清淤底盘、绞笼清污装置和动力驱动装置，动力驱动装置固定于清淤底盘上，清淤底盘、绞笼清污装置分别与动力驱动装置连接，绞笼清污装置包括相互连通的绞笼组件和清污吸附组件，绞笼组件设置于清淤底盘的前端，清污吸附组件设置于清淤底盘上。

2.如权利要求1所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述清淤底盘包括车体骨架，车体骨架两侧均设有从动轮组和主动轮组，从动轮组与车体骨架连接，主动轮组与从动轮组连接。

3.如权利要求2所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述车体骨架包括两左右平行设置的悬挂横梁主体，两悬挂横梁主体之间连接有骨架支撑主体，骨架支撑主体上固定有动力驱动装置，骨架支撑主体的前端固定连接有辅助支撑主体，辅助支撑主体的前端固定连接有绞笼组件。

4.如权利要求2所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述从动轮组有两套，左右对称设置，两套从动轮组分别固定于左右两侧的车体骨架的悬挂横梁主体上；每套从动轮组包括支撑轮、承重轮、履带、托带轮支臂、托带轮和张紧组件，支撑轮设有两组，两组支撑轮分别设置于车体骨架的悬挂横梁主体的前后两端，前端的支撑轮通过张紧组件与悬挂横梁主体的前端连接固定；承重轮数量为多组，每组数量为两个，每组承重轮中间通过转轴和支架设置于车体骨架的悬挂横梁主体下侧；悬挂横梁主体上侧靠近前端处固定有托带轮支臂，托带轮支臂的顶部固定连接托带轮；支撑轮、承重轮、托带轮和主动轮组组成的轮系外缘啮合连接有履带，主动轮组通过转轴与动力驱动装置连接并受动力驱动装置驱动。

5.如权利要求4所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述张紧组件结构为可伸缩杆状结构，上端设置有调节螺栓，通过调节螺栓的前后位移对每侧的两支撑轮间距调节实现对履带的张紧。

6.如权利要求1所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述绞笼组件包括绞笼转筒、绞笼罩、法兰、保护壳、动力传输装置和绞笼电机，绞笼罩固定于清淤底盘中车体骨架的辅助支撑主体的前端，绞笼转筒横向设置于绞笼罩内，绞笼转筒的两端通过法兰和配套的轴承与绞笼罩的端部连接，绞笼罩的一端外侧固定有保护壳，保护壳内设有动力传输装置，绞笼转筒通过动力传输装置与绞笼电机的输出端连接，绞笼电机固定于绞笼罩的顶部。

7.如权利要求6所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述动力传输装置为链条传输结构、履带传输结构、齿轮传输结构或转轴传输结构中的一种。

8.如权利要求1所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述清污吸附组件包括清污泵、清污电机、进水口和排水口，清污泵设置于清淤底盘中车体骨架的辅助支撑主体上，清污泵的后方设有清污电机，清污泵与清污电机的转轴连接，清污泵的前端设有进水口，进水口连接于绞笼罩的后端面上且与绞笼罩内连通，清污泵的上端设置有排水口。

9.如权利要求1所述的高防护水下清淤排污机器人，其特征在于，所述动力驱动装置包括密封壳以及固定于密封壳内的电气驱动和控制装置，密封壳固定于清淤底盘中车体骨架的骨架支撑主体上，电气驱动和控制装置分别与清淤底盘的主动轮组、绞笼清污装置中绞笼组件的绞笼电机、清污吸附组件的清污电机连接，对主动轮组、绞笼电机、清污电机进行动力驱动或控制。

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