一种水下清淤机器人及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水下清淤机器人及其控制系统，包括船体、工作装置、主控舱、传感装置、推进器，船体底部设置有浮力舱，浮力舱内部为中空腔体，浮力舱上设置有进气口、出气口、进水口、出水口，浮力舱两侧设置有行走履带，浮力舱外侧设置有水下自平衡装置；该水下清淤机器人还设置有包括信息采集系统、操作控制系统和执行系统。与现有技术相比，该水下清淤机器人可以同时实现水面、陆地以及水下的作业，并且该水下清淤机器人可以实现远程操作，工作人员在岸上操作控制，无需下水，操作简单方便，保证了工作人员的安全，可以在人工不能到达的区域作业。业。业。

【技术实现步骤摘要】
一种水下清淤机器人及其控制系统


[0001]本专利技术涉及清淤机器人
，尤其涉及一种水下清淤机器人及其控制系统。

技术介绍

[0002]目前，对于中小型水域，主要的清淤方式是把水域中的水抽干，直接在无水的情况下，用挖掘机或者清淤机进行清淤工作，这种工作方式需要使河流改道，有时还不得不采用挖开临时河道的办法来解决，工程量既大又繁琐，而且还会使清淤水域在较长一段时间内不能进行工作生产，造成了一定的经济损失；这种清淤方式生产效率低、劳动强度大、方法较为原始，而且在很多情况下，由于河床地深、地形的原因，很多大型的工程机械无法实现作业。
[0003]例如目前主要使用的绞吸挖泥船，其疏浚深度大多在20米左右，无法适应更深水域的疏浚要求，且如果按现有方式增大船型和挖深，船本身的重量会大大增加，结构也会相对复杂，运输难度和运输成本也会增大。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的缺点，本专利技术提供一种水下清淤机器人及其控制系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种水下清淤机器人，包括船体、工作装置、主控舱、传感装置、推进器，所述工作装置设置在所述船体前端，所述主控舱设置在所述船体上表面中部位置，所述推进器设置在所述船体尾端，其特征在于：所述船体底部设置有浮力舱，所述浮力舱内部为中空腔体，所述浮力舱上设置有进气口、出气口、进水口、出水口，所述浮力舱两侧设置有行走履带，所述浮力舱外侧设置有水下自平衡装置。
[0006]优选的，所述水下自平衡装置包括平衡桨和设置在所述平衡桨上的姿态传感器，所述平衡桨设置有4个，对称设置在所述浮力舱外侧的前后端，对应的，所述姿态传感器设置有4个。所述水下自平衡装置可以在下沉过程中通过所述平衡桨调整所述船体姿态，使所述船体始终处于平衡状态。当所述船体倾斜程度超出安全倾角后，所述姿态传感器会控制所述平衡桨启动，从而使所述船体恢复平衡。
[0007]优选的，所述浮力舱内部的中空腔体分割为4个腔体，每个所述腔体外部均设置有进气口、出气口、进水口、出水口。所述船体的自动下潜和上浮通过对所述腔体进行冲排水调节自身重力来实现。
[0008]优选的，所述腔体内部设置有液位传感器。所述液位传感器可以实时监测到所述舱体的进水情况。
[0009]优选的，所述工作装置包括机械臂和铲斗，所述机械臂一端铰接在所述船体上，所述机械臂另一端可拆卸连接有绞吸刀头。可拆卸的连接方式，便于更换不同的工作装置，以满足不同的工况需求。
[0010]优选的，所述传感装置包括设置在所述机械臂上的工作摄像机、设置在所述船体
前端上的前视摄像机、设置在所述船体后端的后视摄像机、设置在所述船体上的深度传感器以及压力传感器。所述传感装置用于实时监测作业水域的周围环境以及作业近况。
[0011]优选的，所述平衡桨铰接在所述浮力舱外侧，所述平衡桨和所述浮力舱还通过液压油缸连接，所述平衡桨由所述液压油缸驱动绕铰接点转动。所述液压油缸的伸缩可实现所述平衡桨的收放。
[0012]优选的，所述船体上设置有保护支架，所述保护支架由可拆卸连接在所述船体上表面两侧的左支撑架、右支撑架以及连接所述左支撑架和所述右支撑架顶部的弧形架组成，所述控制舱设置在所述保护支架内部。在水下作业时，所述保护支架能够对所述控制舱起到隔离保护作用。
[0013]一种控制系统，该控制系统控制上述任一项权利要求所述的水下清淤机器人，包括信息采集系统、操作控制系统和执行系统；所述信息采集系统包括传感器模块、摄像机模块、定位模块和第一信息处理传输模块；所述操作控制系统包括显示屏、中央处理器；所述执行系统包括工作装置模块、平衡桨模块、进气排气模块、进水排水模块以及第二信息处理传输模块，所述执行系统设置在所述主控舱内。所述控制系统用于该水下清淤机器人的远程遥控操作，实现远距离无人作业。
[0014]优选的，所述显示屏分为三个屏幕，包括摄像机显示屏、姿态显示屏、系统参数显示屏。所述摄像机显示屏，用来观测作业水域的环境信息；所述姿态显示屏，用来监控下潜和上升过程中的平衡问题，所述系统参数显示屏，用来监控作业时运行的各种数据信息。
[0015]有益效果：
[0016]本专利技术提供一种水下清淤机器人及其控制系统，与现有技术相比，该水下清淤机器人可以同时实现水面、陆地以及水下的作业。通过推进装置实现在水面航行，行走履带实现在岸上以及水底行走，当该水下清淤机器人需要进入水下作业时，实现通过对舱体进行注水排气调节自身重力，在平衡桨的辅助下保持船体的平衡，从而实现下潜进水底。
[0017]并且该水下清淤机器人可以实现远程操作，工作人员在岸上操作控制，无需下水，操作简单方便，保证了工作人员的安全，可以在人工不能到达的区域作业。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提出一种水下清淤机器人主视图；
[0019]图2为本专利技术提出的一种水下清淤机器人浮力舱剖视图；
[0020]图3为本专利技术提出的一种水下清淤机器人操作系统示意图。
[0021]图中：1
‑
船体；11
‑
保护支架；
[0022]2‑
工作装置；21
‑
机械臂；22
‑
绞吸刀头；
[0023]3‑
主控舱；
[0024]4‑
传感装置；41
‑
工作摄像机；42
‑
前视摄像机；43
‑
后视摄像机；44
‑
深度传感器；45
‑
压力传感器；
[0025]5‑
推进器；
[0026]6‑
浮力舱；61
‑
进气口；62
‑
出气口；63
‑
进水口；64
‑
出水口；65
‑
液位传感器；
[0027]7‑
行走履带；
[0028]8‑
水下自平衡装置；81
‑
平衡桨；82
‑
姿态传感器；83
‑
液压油缸；
[0029]9‑
控制系统；91
‑
信息采集系统；911
‑
传感器模块；912
‑
摄像机模块；913
‑
定位模块；914
‑
第一信息处理传输模块；92
‑
操作控制系统；921
‑
显示屏；9211
‑
摄像机显示屏；9212
‑
姿态显示屏；9213
‑
系统参数显示屏；922
‑
中央处理器；93
‑
执行系统；931
‑
工作装置模块；932
‑
平衡桨模块；933
‑
进气排气模块；934
‑
进水排水模块；935...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下清淤机器人，包括船体、工作装置、主控舱、传感装置、推进器，所述工作装置设置在所述船体前端，所述主控舱设置在所述船体上表面中部位置，所述推进器设置在所述船体尾端，其特征在于：所述船体底部设置有浮力舱，所述浮力舱内部为中空腔体，所述浮力舱上设置有进气口、出气口、进水口、出水口，所述浮力舱两侧设置有行走履带，所述浮力舱外侧设置有水下自平衡装置。2.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于：所述水下自平衡装置包括平衡桨和设置在所述平衡桨上的姿态传感器，所述平衡桨设置有4个，对称设置在所述浮力舱外侧的前后端，对应的，所述姿态传感器设置有4个。3.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于：所述浮力舱内部的中空腔体分割为4个腔体，每个所述腔体外部均设置有进气口、出气口、进水口、出水口。4.根据权利要求4所述的一种水下清淤机器人，其特征在于：所述腔体内部设置有液位传感器。5.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于：所述工作装置包括机械臂和铲斗，所述机械臂一端铰接在所述船体上，所述机械臂另一端可拆卸连接有绞吸刀头。6.根据权利要求1所述的一种水下清淤机器人，其特征在于：所述传感装置包括设置在所述机械臂上的工作摄像机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朋，王建，
申请(专利权)人：青州市巨龙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：