CN219621852U - 一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人及清淤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人及清淤系统，属于清淤技术领域，包括框架式滑靴结构、吸泥机构和推进机构，吸泥机构安装在框架式滑靴结构底部前端部；矢量推进器包括平移矢量推进器和升降矢量推进器，框架式滑靴结构后端、左右两侧上均安装有平移矢量推进器。本实用新型采用矢量推进器与滑靴配合实现了清淤机器人在水下底部、水下悬浮及水面作业三种模式下的作业，将吸泥机构安装在框架式滑靴结构底部前端部，由于清淤机器人在清淤作业过程中主要还是向前移动，这样不仅提高了吸泥机构安装的稳定性，而且使得机器人在推进过程中淤泥更容易被吸泥机构吸走，而且不影响机器人的推进作业，结构合理。

Description

一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人及清淤系统

技术领域

本实用新型涉及清淤技术领域，具体而言，涉及一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人及清淤系统。

背景技术

污水池清淤作业属于有限空间作业，有限空间作业事故多发，具有较大的风险性，同时对进行清淤作业时，由于工作面狭窄，环境潮湿等因素影响，污水池清淤作业面对的风险性极高。

污水池中淤泥聚积产生的大量有毒有害，易燃易爆气体，散发出臭味，随意施工可能造成中毒、爆炸等事故，造成人员伤亡。污水池存在积水，潮湿环境下照明设备等临时用电设施在高电压下可能发生漏电，导致触电事故的发生。事故发生后由于污水池工作面狭窄，难以第一时间察觉，同时施救难度大，难以在短时间内对受害人员提供及时有效的救援，造成不可挽回的损失。

以机械化代替人工进行清淤作业，是技术革新下的一个大趋势，机器人进入污水池作业可以有效的保障人的生命财产安全，同时机器人工作效率高，并可以保持长时间的高强度作业，降低安全管理的难度，安全风险大大降低。目前水下清淤机器人行走机构一般采用履带，结构复杂，而且无法实现水下悬浮和水面行走等，只能在水底进行清淤作业；而且由于机器人对周围环境的监测能力较弱，使得操作人员在清淤时对机器人周围环境的信息收集不全面，容易出现盲区从而引起事故。

如公开号为CN109577400A的发明专利申请公开了一种履带底盘搅吸式清淤机器人，能够实现水下无害化移动快速清淤。但是其采用履带底盘，无法实现清淤机器人的水下悬浮以及水面行走，只能在水底进行清淤作业，而且离心式渣浆泵也易堵甚至会堵死叶轮打坏联轴器，水下无法更换备件；机器人无自动导航系统，清淤过程中此机器人配备的视觉系统由于水的浊度太高而根本无法使用，纯靠岸边人工感觉或经验操作机器人动作，不准确也不安全。

再如公告号为CN214784640U的实用新型专利公开了一种城市深层污水传输隧道检测与清淤机器人，包括隧道结构检测装置、清淤作业装置、机器人水中定位装置、机器人水中行走装置和机器人通讯控制装置；隧道结构检测装置包括浑水摄像机和声呐；清淤作业装置包括搭载于机器人本体前部的淤泥铲；机器人水中定位装置包括陀螺仪；机器人通讯控制装置包括水下线缆及控制器，控制器通过水下线缆与地面控制平台连接。其同样采用履带底盘，无法实现清淤机器人的水下悬浮以及水面行走，只能在水底进行清淤作业。

实用新型内容

为克服现有技术中清淤机器人存在的结构复杂，无法实现水下悬浮和水面行走，只能在水底进行清淤作业；对周围环境的监测能力较弱，容易出现盲区从而引起事故等问题，本实用新型提供了一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，包括框架式滑靴结构、吸泥机构和推进机构，所述吸泥机构安装在所述框架式滑靴结构底部前端部；

所述推进机构为矢量推进器，所述矢量推进器包括平移矢量推进器和升降矢量推进器，所述框架式滑靴结构后端、左右两侧上均安装有平移矢量推进器；安装在后端的所述平移矢量推进器向前方向推进；位于左右两侧的所述平移矢量推进器向左右两侧推进，或向左前右前方向推进；两个以上所述升降矢量推进器安装在所述框架式滑靴结构上表面。

采用矢量推进器与滑靴配合实现了清淤机器人在水下底部、水下悬浮及水面作业三种模式下的作业，将吸泥机构安装在框架式滑靴结构底部前端部，由于清淤机器人在清淤作业过程中主要还是向前移动，这样不仅提高了吸泥机构安装的稳定性，而且使得机器人在推进过程中淤泥更容易被吸泥机构吸走，而且不影响机器人的推进作业，结构合理。

优选地，所述框架式滑靴结构包括上下设置的箱式浮力体和滑靴，所述箱式浮力体中间上凹且外边沿固定安装在所述滑靴上表面，所述箱式浮力体中间下表面与所述滑靴上表面之间形成有第一容置空间；

所述滑靴底部前端部形成有向上卷起的卷曲部，所述吸泥机构安装在所述滑靴的所述卷曲部位置处。

优选地，所述箱式浮力体两侧边上分别形成有一个以上的侧边内凹部，所述箱式浮力体后侧边与两侧边夹角处分别形成有一个后侧内凹部，所述滑靴上表面在所述侧边内凹部和所述后侧内凹部位置处形成有裸露在所述第一容置空间外的推进器安装位，所述平移矢量推进器固定安装在所述推进器安装位上。

优选地，所述滑靴包括靴底滑板、上安装板和连接在所述上安装板下表面和所述靴底滑板上表面两侧的滑靴连接板，所述靴底滑板、所述上安装板和两块所述滑靴连接板之间形成有第二容置空间，所述卷曲部设置在所述靴底滑板前端部；

所述箱式浮力体侧边与固定安装在所述上安装板上表面且与所述上安装板上表面之间形成所述第一容置空间；所述推进器安装位位于所述上安装板上。

优选地，所述滑靴上形成有两个以上第一升降推进器安装孔，所述箱式浮力体上位于所述第一升降推进器安装孔正上方位置处形成有与所述第一升降推进器安装孔相对应的第二升降推进器安装孔，所述升降矢量推进器安装在所述第一升降推进器安装孔和第二升降推进器安装孔上。

优选地，所述第二升降推进器安装孔边沿向与其对应的所述第一升降推进器安装孔方向延伸形成有升降推进器安装筒，所述升降矢量推进器安装在所述升降推进器安装筒内。

优选地，还包括驱动机构、所述动力源和监控机构，所述驱动机构和所述动力源设置于所述第一容置空间内，所述监控机构安装在所述箱式浮力体上。

优选地，所述动力源输出端与所述驱动机构、所述监控机构输入端相连，所述驱动机构输出端与所述推进机构相连。

优选地，所述吸泥机构包括吸泥辊、辊轮安装座和吸泥管道，所述吸泥辊两端通过所述辊轮安装座安装在所述滑靴下表面上，所述吸泥管道入口位于所述吸泥辊上表面附近，且所述吸泥管道穿过所述滑靴、所述第一容置空间，从所述箱式浮力体上表面引出。

本实用新型还提供了一种清淤系统，包括上述垂直直吸悬浮式水下清淤机器人。

有益效果：

采用本实用新型技术方案产生的有益效果如下：

(1)采用矢量推进器与滑靴配合实现了清淤机器人在水下底部、水下悬浮及水面作业三种模式下的作业，将吸泥机构安装在框架式滑靴结构底部前端部，由于清淤机器人在清淤作业过程中主要还是向前移动，这样不仅提高了吸泥机构安装的稳定性，而且使得机器人在推进过程中淤泥更容易被吸泥机构吸走，而且不影响机器人的推进作业，结构合理。

(2)采用箱式浮力体和滑靴组成的框架式滑靴结构作为清淤机器人的主体框架，箱式浮力体本身可产生一定量的浮力，可抵消清淤机器人上浮或悬浮时所需的部分动力，而且箱体底部滑靴设计也可以大幅降低清淤机器人在水平移动过程中受到的阻力作用，使得清淤机器人在水下悬浮或水面行走时不会下沉，降低了清淤机器人在三维空间中移动时的耗能，实现了清淤机器人的水下悬浮以及水面行走清淤。

(3)采用矢量推进器与滑靴配合来实现清淤机器人的行走，相比于传统的履带式行走机构，结构简单而且耗能少；而且移动并非来自于履带与水底面的滚动摩擦，而是利用矢量推进器的推进力作用，行走时不易因淤泥中的杂质缠绕而影响移动作业，而且矢量推进器与滑靴的配合实现了水下悬浮以及水面行走清淤作业，使得清淤机器人由传统的水下底部作业升级成水下底部、水下悬浮及水面作业三种模式以及水下悬浮时的三维空间作业的模式。

(4)清淤机器人在行走的过程中，吸泥辊被动旋转使淤泥向吸泥管道入口方向流动，吸泥管道入口的淤泥在吸力的作用下沿管道方向被吸走，从而达到清淤的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型较佳之清淤机器人立体结构图；

图2是本实用新型较佳之吸泥机构立体结构图；

图3是本实用新型较佳之箱式浮力体立体结构图；

图4是本实用新型较佳之清淤系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至4所示，滑板前吸悬浮式水下清淤机器人100包括框架式滑靴结构1、吸泥机构2和推进机构3，所述吸泥机构2安装在所述框架式滑靴结构1底部前端部；

推进机构3为矢量推进器，所述矢量推进器包括平移矢量推进器31和升降矢量推进器32，所述框架式滑靴结构1后端、左右两侧上均安装有平移矢量推进器31；安装在后端的所述平移矢量推进器31向前方向推进；位于左右两侧的所述平移矢量推进器31向左右两侧推进，或向左前右前方向推进；两个以上所述升降矢量推进器32安装在所述框架式滑靴结构1上表面。

框架式滑靴结构1包括上下设置的箱式浮力体11和滑靴12，所述箱式浮力体11中间上凹且外边沿固定安装在所述滑靴12上表面，所述箱式浮力体11中间下表面与所述滑靴12上表面之间形成有第一容置空间；

滑靴12底部前端部形成有向上卷起的卷曲部141，所述吸泥机构2安装在所述滑靴12的所述卷曲部141位置处。

箱式浮力体11两侧边上分别形成有一个以上的侧边内凹部111，所述箱式浮力体11后侧边与两侧边夹角处分别形成有一个后侧内凹部112，所述滑靴12上表面在所述侧边内凹部111和所述后侧内凹部112位置处形成有裸露在所述第一容置空间外的推进器安装位，所述平移矢量推进器31固定安装在所述推进器安装位上。

滑靴12包括靴底滑板14、上安装板15和连接在所述上安装板15下表面和所述靴底滑板14上表面两侧的滑靴连接板16，所述靴底滑板14、所述上安装板15和两块所述滑靴连接板16之间形成有第二容置空间，所述卷曲部141设置在所述靴底滑板14前端部；滑靴连接板16上形成有连接板侧孔161；上安装板15外沿向下延伸有一段护板13，护板13在框架式滑靴结构推进过程中可走到保护作用。

上安装板15是前宽后窄的平板结构，其前端两角位置使用平滑的圆角过渡；其前部与后部两侧之间采用连接面124过渡，其中连接面可以是平滑的曲面，也可以是平面。

箱式浮力体11侧边与固定安装在所述上安装板15上表面且与所述上安装板15上表面之间形成所述第一容置空间；所述推进器安装位位于所述上安装板15上。

滑靴12上形成有两个以上第一升降推进器安装孔，所述箱式浮力体11上位于所述第一升降推进器安装孔正上方位置处形成有与所述第一升降推进器安装孔相对应的第二升降推进器安装孔，所述升降矢量推进器32安装在所述第一升降推进器安装孔和第二升降推进器安装孔上。

第二升降推进器安装孔边沿向与其对应的所述第一升降推进器安装孔方向延伸形成有升降推进器安装筒118，所述升降矢量推进器32安装在所述升降推进器安装筒118内。

作为一种优选的实施方式，还包括驱动机构5、所述动力源6和监控机构4，所述驱动机构5和所述动力源6设置于所述第一容置空间内，所述监控机构4安装在所述箱式浮力体11上。

动力源6输出端与所述驱动机构5、所述监控机构4输入端相连，所述驱动机构5输出端与所述推进机构3相连。

吸泥机构2包括吸泥辊21、辊轮安装座22和吸泥管道23，所述吸泥辊21两端通过所述辊轮安装座22安装在所述滑靴12下表面上，所述吸泥管道23入口位于所述吸泥辊23上表面附近，且所述吸泥管道23穿过所述滑靴12、所述第一容置空间，从所述箱式浮力体11上表面引出。箱式浮力体11中间上凹形成浮力体第一平面117，吸泥管道23从所述浮力体第一平面117中间引出。箱式浮力体11前端部上表面形成有监控安装位119。

吸泥管道23入口与所述吸泥辊21之间形成有吸泥箱体25，所述吸泥箱体25在所述吸泥辊21长度方向上具有与所述吸泥辊21长度相等的宽度，且所述吸泥箱体25靠近所述吸泥辊21一侧面上均匀分布有吸泥口251；所述吸泥箱体25位于所述第二容置空间内且其远离所述吸泥辊21一端与所述吸泥管道23入口相连通。

吸泥辊21表面均匀分布有吸泥凸起211。

滑靴12中间形成有第一吸泥管安装孔，所述箱式浮力体11上所述第一吸泥管安装孔正上方位置处形成有第二吸泥管安装孔；所述吸泥机构2安装在所述第一吸泥管安装孔和所述第二吸泥管安装孔上。第二吸泥管安装孔边沿向所述第一吸泥管安装孔延伸形成有吸泥管安装筒120，吸泥管道23套设在所述吸泥管安装筒120内。

如图4所示，本实用新型还提供了一种清淤系统，包括上述滑板前吸悬浮式水下清淤机器人100，还包括控制中心200、离心泵300、泥水分离系统400和控制终端500，所述控制中心200与所述清淤机器人200、所述控制终端500双向连接，所述离心泵300、所述泥水分离系统400输入端与所述控制中心200输出端连接。作业人员使用控制终端500操作，通过控制中心200控制清淤机器人100上的推进机构3在三维空间进行移动，控制离心泵300从吸泥管道23内吸走淤泥，然后送到泥水分离系统400处进行泥水分离；此外，控制中心200接收清淤机器人100上的监控机构4的数据，从而实时监测清淤机器人周围环境，监控机构4安装在所述监控安装位119上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，包括框架式滑靴结构、吸泥机构和推进机构，所述吸泥机构安装在所述框架式滑靴结构底部前端部；

所述推进机构为矢量推进器，所述矢量推进器包括平移矢量推进器和升降矢量推进器，所述框架式滑靴结构后端、左右两侧上均安装有平移矢量推进器；安装在后端的所述平移矢量推进器向前方向推进；位于左右两侧的所述平移矢量推进器向左右两侧推进，或向左前右前方向推进；两个以上所述升降矢量推进器安装在所述框架式滑靴结构上表面；

所述框架式滑靴结构包括上下设置的箱式浮力体和滑靴，所述箱式浮力体中间上凹且外边沿固定安装在所述滑靴上表面，所述箱式浮力体中间下表面与所述滑靴上表面之间形成有第一容置空间；

所述滑靴底部前端部形成有向上卷起的卷曲部，所述吸泥机构安装在所述滑靴的所述卷曲部位置处。

2.根据权利要求1所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述箱式浮力体两侧边上分别形成有一个以上的侧边内凹部，所述箱式浮力体后侧边与两侧边夹角处分别形成有一个后侧内凹部，所述滑靴上表面在所述侧边内凹部和所述后侧内凹部位置处形成有裸露在所述第一容置空间外的推进器安装位，所述平移矢量推进器固定安装在所述推进器安装位上。

3.根据权利要求2所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述滑靴包括靴底滑板、上安装板和连接在所述上安装板下表面和所述靴底滑板上表面两侧的滑靴连接板，所述靴底滑板、所述上安装板和两块所述滑靴连接板之间形成有第二容置空间，所述卷曲部设置在所述靴底滑板前端部；

所述箱式浮力体侧边与固定安装在所述上安装板上表面且与所述上安装板上表面之间形成所述第一容置空间；所述推进器安装位位于所述上安装板上。

4.根据权利要求3所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述滑靴上形成有两个以上第一升降推进器安装孔，所述箱式浮力体上位于所述第一升降推进器安装孔正上方位置处形成有与所述第一升降推进器安装孔相对应的第二升降推进器安装孔，所述升降矢量推进器安装在所述第一升降推进器安装孔和第二升降推进器安装孔上。

5.根据权利要求4所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述第二升降推进器安装孔边沿向与其对应的所述第一升降推进器安装孔方向延伸形成有升降推进器安装筒，所述升降矢量推进器安装在所述升降推进器安装筒内。

6.根据权利要求1所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，还包括驱动机构、动力源和监控机构，所述驱动机构和所述动力源设置于所述第一容置空间内，所述监控机构安装在所述箱式浮力体上。

7.根据权利要求6所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述动力源输出端与所述驱动机构、所述监控机构输入端相连，所述驱动机构输出端与所述推进机构相连。

8.根据权利要求3所述的一种滑板前吸悬浮式水下清淤机器人，其特征在于，所述吸泥机构包括吸泥辊、辊轮安装座和吸泥管道，所述吸泥辊两端通过所述辊轮安装座安装在所述滑靴下表面上，所述吸泥管道入口位于所述吸泥辊上表面附近，且所述吸泥管道穿过所述滑靴、所述第一容置空间，从所述箱式浮力体上表面引出。

9.一种清淤系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述滑板前吸悬浮式水下清淤机器人。