CN212927768U - 液下作业装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的液下作业装置，其机体包括视像信号采集装置、内空腔且具有操作窗口的箱体、设置于箱体中的机械臂以及用于在箱体的内空腔内提供排除了液体的作业空间的隔离结构以及连接到机体上用于调节在液下调节该作业装置深度的调深装置，操作窗口连通到内空腔，机械臂上包括有用于执行作业的工作部。本实用新型的液下作业装置，结构简单，操作便利性好，通过在机体内提供的作业环境，从而降低液下作业对操作设备的性能要求，从而有效降低设备的开发和应用成本。

Description

液下作业装置

技术领域

本实用新型属于液下特种作业设备技术领域，具体涉及一种液下作业装置，特别适合在内河湖水下、下水道、海水等多种液体环境下进行采捕、维护维修、打捞等作业的装置。

背景技术

液下作业指在液体环境的液面以下进行相关作业，一般而言采用专业设备进行时，相关设备由于需要处于浸没状态而对相应的设备质量提出较高的要求，从而使得这些设备都较为昂贵，具有极高的购置、使用和维护成本。液下作业可以包括水下(包括淡水、咸水以及污水等环境)、油下、腐蚀液下(如酸液、碱液等环境下)等多种复杂高要求条件下进行的作业。

以水下打捞为例，水下打捞就是打捞沉没于水中物体的工程，通常在进行水下甚至深海钻井时，偶尔会出现钻头断裂或掉落在水底的情况，这时就需要潜水员潜入水底进行观察和探索，做出相应的措施配合将钻头取出，重量小一些的物体则可以直接由潜水员带出。现有打捞钻头或者其他物体的方法主要存在以下不足：

(1)安全性差，需要潜水员进入到深水中进行摸索，给潜水员的人身安全带来很大的风险。

(2)可视性差，在深水尤其是浑水的状态下，潜水员一般会携带照明设备进入水中进行勘察，由于水中悬浮物的影响，照明和摄像效果极差，使潜水员的工作效率大大下降，同时，潜水员在水中待的时间越长，风险也越高。

(3)潜水员在水下看不到所拍摄的图像，需要水面指挥潜水员调整其拍摄的角度、位置、方向等，由于潜水员水下作业环境的特殊性，不易像在陆地上一样方便调节，因此很难获得所需的图像资料。

同样的，现行水下捕捞作业，如海产捕捞等同样存在着前述的问题，严重地影响了海产捕捞的效率和安全性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供液下作业装置，结构简单，操作便利性好，通过在机体内提供的作业环境，从而降低液下作业对操作设备的性能要求，从而有效降低设备的开发和应用成本。

本实用新型公开的液下作业装置，其机体包括视像信号采集装置、内空腔且具有操作窗口的箱体、设置于箱体中的机械臂以及用于在箱体的内空腔内提供排除了液体(这里的液体指该液下作业装置所限定的工作环境的液体，比如水下工作时就是指水等)的作业空间的隔离结构以及连接到机体上用于调节在液下调节该作业装置深度的调深装置，操作窗口连通到内空腔，机械臂上包括有用于执行作业的工作部。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，调深装置包括通过调整配重质量而调整作业装置平均密度的配重调深装置或通过调整排液体积(排液体积指液下作业装置处于浸入液下时所排开的液体的体积)而调整作业装置平均密度的体积调深装置。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，配重调深装置包括连接到机体上的配重块部。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，配重调深装置还包括配重座，配重座连接到基体上，配重部可拆卸地设置于配重座上。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，配重部包括若干配重单元。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，体积调深装置包括连接到机体上可膨胀收缩的变容装置并且其至少部分暴露于液体中。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，变容装置包括可压缩的气囊。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，气囊连接有用于向气囊充气或排气的通气结构。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，通气结构包括高压气罐以及排气管，高压气罐以及排气管上均还设置有用于控制高压气罐向气囊充气以及排气管排气的控制阀。

本实用新型公开的液下作业装置的一种改进，液下作业装置还包括用于驱动其行走的移动装置，该移动装置与箱体连接。优选的，移动装置包括设置于箱体上的履带式行走机构或轮式行走机构(这里的轮除了包括常规意义的轮外还包括其它异形轮结构)等。

本实用新型公开的液下作业装置，通过箱体的隔离在其内部营造了有利于作业的安全环境，从而有效地降低液下作业对作业设备质量如防水、耐腐蚀、防漏电等方面的要求，从而有效地降低了液下作业设备的购置及应用维护成本。

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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的液下作业装置的一种实施方式的结构示意图；

图2是本申请的液下作业装置的一种实施方式的机械臂的结构示意图；

图3是本申请的液下作业装置的一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下展示了本方案在沉底作业时的工作状态,当然这种展示并不表明本方案仅适用于沉底工作状态。

本实用新型公开的液下作业装置的一种实施方式，以海底捕捞为例(在进行其它作业时，如下陈述的技术方案展示的相近功能同样是能够实现的)，该设备包括内空腔且具有操作窗口的箱体01，此时箱体01可以为一个在底部设置有开口型的操作窗口的方形箱柜结构或者圆柱形箱柜结构或者其它形态的结构；

视像信号采集装置，如摄像机、摄像头、照相机等用于在采集海底视频图像信号的设备，其可以设置于箱体01内或者箱体01外侧特别是设置在外侧时则应当至少设置于操作窗口附近位置从而将操作窗口所提供的操作界面纳入信号采集的视窗范围，从而辅助液下作业确定采捕对象的位置。当然摄像机等也可以设置于其它位置，比如设置在前后左右方向用于在作业装置液下移动时对环境如障碍物等进行观察，从而为操作提供便利。

用于在箱体01的内空腔内提供排除了液体的作业空间的隔离结构，这里的隔离可以为物理隔离如通过设置的隔离板、隔离罩等，也可以通过多相界面如水气界面、油水界面等多种方式实现隔离；作为如图2中展示的箱体01部分的一种可能方案，在这里实施时可以为在开口位于底部而其它位置全封闭(目的是为了在其它位置获得良好的气密性)的箱体01，从而在下海捕捞时，先将开口向下并向内空腔充入足够量的空气，这个过程可以在作业装置下降过程中不断进行(如通过水面设施或者岸基设施如压缩空气泵通过气管等进行供气，这里的气管或者气泵上可以设置有用于控制气体输入的控制阀；当然也可以通过内置于内空腔中的高压气瓶在下降过程中受控地放气，而气瓶的设置在空腔内任何位置或者空腔外的任何位置并无特殊要求，能实现本处功能即可，这里气瓶所形成的输气管路上同样可以设置有前述功能的控制阀)，从而在到大作业深度时，箱体01内扔具有足够的空气形成的作业空间；

为了进线作业，设置于箱体01中的机械臂05，其上设置有用于执行作业的工作部06，此时由于由空气填充的作业空间的存在，机械臂05其主体可以在作业空间内，而无需进行较强的针对性防护设计，比如实施以浸没为标志的防水、防腐蚀等，作业时箱体01可以是沉底的，此时下开口直接贴合到海底而绝大部分机械臂05直接位于空气填充的作业空间内；当然箱体01也可以通过控制悬浮力而在与海底距离适当的情况下悬浮的，此时机械臂05就可以从这里的开口所形成的供机械臂05探出作业的操作窗口部分，如工作部的机械手或者切割刀等全部或者部分探入海底进行海产拾捡捕捞作业，当然此时由于如水作业的部分视部件的情形决定是否需要采用高防水等级的设计(这种设计可以从结构、材料等各种角度进行考虑，这也适用于本方案在其它部分的陈述)；

为了满足在不同液深条件如不同深度的海底条件下的作业，本方案在实施时可以通过调节调深装置来实现该设备的重量与浮力状态的调整，从而满足在不同条件下的作业要求。优选的，针对这种调深装置可以采用在机体上合理地挂设配重块(如在箱体外壁上以挂钩形式挂载配重铅块等方式)的形式实现对作业装置所受到的重力与浮力的平衡而满足不同深度的作业需要。在图1和图3中展示了配重块在箱体上设置的一种情形，其以组合单元的形式装配于位于箱体顶部的配重座上，每个配重单元(如一个铅块)可以通过螺钉连接的方式可拆卸地安装到配重座上，从而满足在为了应对不同海深区域作业时对配重的要求，比如在大深度作业时，可以选择在配重座设置较多配重单元以增强整体重量的情形，而在低海深区域作业时，则反之，减少整体重量。此外，为了满足这种调节功能，还可以采用体积调深装置，也就是在机体上，如箱体上设置具有充气膨胀/放气收缩能力的一个或者多个气囊，在作业装置沉入海底的过程中不断释放一个或者多个气囊的气体从而使得气囊体积收缩，而满足高深度下对作业装置作业的要求，而在需要上浮时则向气囊中充气，增强作业装置的浮力，这里的充气可以通过海面载具设置的高压气泵通过气管向气囊通气，这里的充气也可以采用设置到箱体的高压气瓶受控实现。而放气则可以在气囊上设置放气管路受控地实现。需要注意的时，为了控制充放气，在相应的管路如高压气泵的出口或者与其连通的通气管上以及放气管路上均设置有接受控制的控制阀，这里的控制可以由操作人员通过有线的形式远程进行，也可以为机载计算机依据预设指令自行控制。

在包括而不限于上述方案中，作业装置的箱体01在设计时视需求还具有如图意外的其它形态，只要能够满足箱体01在工作状态时为半封闭的，通过操作窗口获得一个良好的工作空间即可，比如同样通过充入气体获取。

在包括而不限于上述方案中，工作部包括机械手或者切割刀或者其它作业工具如焊接设备修补设备等，由于这些工作部在本方案的实施过程中可以实现不探入液面下进行作业，如沉底或者平台作业时，可以通过将箱体01调整到合适的位置而可以实现对工作空间内液体的充分排除，从而满足作业要求，如将传统高要求的水下焊接改变为气体氛围下作业。优选地，为了实现机械臂05的操作或者工作部的操控，其各自还可以设置有用于向工作部和机械臂05提供动力的动力设备。通过这里动力设备实现机械臂05的调整或者运行，这里的运行可以为自动作业也可以为受控作业，而这些动力设备可以为电机(如电机带动切割刀进行切割作业)或者气缸或者液压缸等(如气缸或者液压缸驱动机械臂05运动或者机械手的爪进行运动等)。

在包括而不限于上述方案中，液下作业装置还包括用于驱动其行走或者升降的移动装置，该移动装置与箱体01连接。移动装置包括设置于箱体01上的履带式行走机构或轮式行走机构等。

如图1-图3中，所展示的一种海底捕捞装置，箱体01其在行走方向两侧设置有一对履带行走装置04，箱体背部形成有调深装置03，其可以由若干配重单元031组合形成，每个配重单元031如铅块都可以通过螺钉连接到箱体01背部的配重座(当然这个做是非必要的)上，为满足目标海区的作业需求应该合理地选择铅块的数量和配置方式，以在平衡性、动力、浮力、操控性等方面均恰到好处，箱体内由空气形成工作环境，由电机驱动履带行走，箱体01上还设置有摄像头021，其摄像头可以用于监视作业方向，如图2所示工作空间以及工作窗口所在位置，从而为箱体01的内空腔中的机械臂05的作业提供便利，从而实现自动捡拾海产或者操控者远程视频控制捡拾等作业，该拾取作业可以由图2所示的机械臂05操作的机械爪进行，机械爪由设置于其基部的驱动气缸062实现捡取。当然，图1-3中并未展示用于输入气体的气源，如连接气管或者气瓶等，这些方案都是可以实现的，这里就不一一限制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.液下作业装置，其机体包括视像信号采集装置、内空腔且具有操作窗口的箱体以及设置于箱体中的机械臂，所述操作窗口连通到内空腔，所述机械臂上包括有用于执行作业的工作部，其特征在于，还包括用于在箱体的内空腔内提供排除了液体的作业空间的隔离结构以及连接到机体上用于调节在液下调节该作业装置深度的调深装置。

2.根据权利要求1所述的液下作业装置，其特征在于，所述调深装置包括通过调整配重质量而调整作业装置平均密度的配重调深装置或通过调整排液体积而调整作业装置平均密度的体积调深装置。

3.根据权利要求2所述的液下作业装置，其特征在于，所述配重调深装置包括连接到机体上的配重部。

4.根据权利要求3所述的液下作业装置，其特征在于，所述配重调深装置还包括配重座，所述配重座连接到基体上，所述配重部可拆卸地设置于配重座上。

5.根据权利要求4所述的液下作业装置，其特征在于，所述配重部包括若干配重单元。

6.根据权利要求2所述的液下作业装置，其特征在于，所述体积调深装置包括连接到机体上可膨胀收缩的变容装置并且其至少部分暴露于液体中。

7.根据权利要求6所述的液下作业装置，其特征在于，所述变容装置包括可压缩的气囊。

8.根据权利要求7所述的液下作业装置，其特征在于，所述气囊连接有用于向气囊充气或排气的通气结构。

9.根据权利要求8所述的液下作业装置，其特征在于，所述通气结构包括高压气罐以及排气管，所述高压气罐以及排气管上均还设置有用于控制高压气罐向气囊充气以及排气管排气的控制阀。

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