【技术实现步骤摘要】
水下作业机器人、一体化作业装置及作业方法
[0001]本专利技术涉及水下采矿
，尤其涉及一种水下作业机器人、一体化作业装置及作业方法。
技术介绍
[0002]在水下采矿、开挖经常会因有坚硬矿床而需进行爆破作业。水下爆破作业涉及有多个作业流程：如钻孔、安装炸药及起爆器、安装雷管、起爆炸药及起爆器等流程。现有一般采用多个装置实现上述作业流程，如钻孔采用钻机，炸药及起爆器和雷管安装则采用其他的装置，两台设备独立，由此不仅增加设备投入成本，且在爆破过程中需要反复投放、上浮设备，又需要将炸药及起爆器投放设备对准爆破孔才能投放等浪费太多的作业时间。
[0003]围绕这些问题，现在有不少对应的技术方案，如专利申请号201611026681.4公示的天线通讯的水下救援机器人，专利申请号201921918347.9公示的水下钻孔定位和水下钻孔设备，专利申请号201920022757.9公示的水下爆破施工填药的装置等，都没能综合的完全解决上述问题。又如专利申请号为201921918347.9公示的水下钻孔定位和水下钻孔设备的钻孔方法，其钻孔设备不够完整，只在钻孔前端做了安排，没有完成该设备由控制动力拒动在水里找到钻孔位置，钻孔水域也没有明确何种技术来保证。更不能保证在水下矿区在无人下水的情况下综合完成勘探、测绘、救援、钻孔、排雷、爆破的工作。
[0004]炸药及起爆器的投放还有人工现场投放，在水中投放存在一定的危险性，特别是深水区，水压大，环境复杂，对人的健康和生命安全都有直接的伤害。
技术实现思路
>[0005]本专利技术的目的在于提供一种水下作业机器人、一体化作业装置及作业方法，集钻孔、炸药及起爆器投放于一体，减少设备投入，节约作业时间。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种水下作业机器人包括工作架台、末端执行装置、动力装置和爆破装置，所述末端执行装置包括钻杆和用于在钻探作业时起固定作用的钻杆螺旋杆，所述钻杆螺旋杆和爆破装置位于工作架台的一侧；所述爆破装置上设有在第一方向X上贯通的钻杆位，在所述钻杆位的旁侧设有多个炸药及起爆器，多个所述炸药及起爆器在爆破装置内能沿第二方向Y自主横移至所述钻杆位处，所述钻杆在动力装置的驱动下在第一方向X上以伸缩的方式与钻杆位适配，所述第一方向X和第二方向Y在同一俯视投影平面上互为垂直。
[0007]上述方案中，钻杆不仅用于钻孔，还能够投放炸药及起爆器，集多种功能于一体，减少设备投入，且节约大量作业时间。
[0008]优选的，所述末端执行装置还包括通过所述动力装置驱动实现剪切动作的剪刀、以及通过所述动力装置驱动实现抓取动作的抓手；所述剪刀和抓手位于工作架台远离钻杆螺旋杆的一侧。通过剪刀和抓手的设置，使水下作业机器人具备勘探、取样、排雷等功能。
[0009]为了进一步方便取样、存样及样品的检测，所述工作架台靠近抓手的一侧设有取
样收集盒，所述取样收集盒上设有可远程遥控打开或关闭的侧门，当所述侧门打开时，所述抓手折叠进入取样收集盒内部，当所述侧门关闭时，所述抓手伸出位于取样收集盒外部。
[0010]优选的，所述工作架台上设有移动装置；所述移动装置包括沉浮箱和推进器，所述沉浮箱中设有供、排水装置，通过所述供、排水装置向沉浮箱充水或排水，以使水下作业机器人在水中下沉或上浮；所述推进器以竖向或水平的方式在工作架台上安装有多个。通过所述移动装置，增加水下作业机器人在水中移动的灵活性，且通过远程操控，提高可控性、便捷性，无需人工下水。
[0011]优选的，所述爆破装置包括储弹匣、第一弹簧和止位器，所述钻杆位贯穿所述储弹匣，所述止位器分设于钻杆位的两侧，每侧的止位器与储弹匣的内壁之间均设有所述第一弹簧和多个炸药及起爆器，所述止位器以伸缩的方式与所述炸药及起爆器接触或脱离，当止位器与炸药及起爆器接触时，第一弹簧压缩，炸药及起爆器置于钻杆位的旁侧，当止位器脱离所述炸药及起爆器时，第一弹簧施加弹力将炸药及起爆器送至钻杆位的位置处。
[0012]优选的，所述炸药及起爆器的前端设有轴向开设的第一孔、及径向开设的多个第二孔，第一孔与第二孔交叉贯通，且所述第一孔在第二孔的一侧延伸形成止位环，第一孔在第二孔的另一侧延伸以安装控制杆，每个所述第二孔内均安装有一固定杆，所述固定杆上设有能将固定杆推出炸药及起爆器外部的第二弹簧；多个所述固定杆的一端与同一个圆形卡板连接以使第二弹簧压缩；所述控制杆的一端与圆形卡板固定，另一端伸出炸药及起爆器的外部；伸出的控制杆受压后用以驱动圆形卡板和多个固定杆向止位环的方向位移，所述止位环用以在位移过程中阻挡固定杆使其脱离圆形卡板。
[0013]优选的，所述固定杆上设有球头，所述圆形卡板上设有与所述球头适配的环槽，所述环槽至少贯通圆形卡板厚度方向的一侧侧壁。
[0014]优选的，所述炸药及起爆器的后端设有与所述钻杆适配的插孔，所述炸药及起爆器的前端为锥体。
[0015]本专利技术还提供一种一体化作业装置，包括地面操控室和上述的水下作业机器人，所述水下作业机器人与地面操控室电连接。
[0016]本专利技术还提供一种上述水下作业机器人的作业方法，包括：
[0017]设定水下需要爆破的位置以及爆破孔的深度；将水下作业机器人投放至水下需要爆破的位置处，启动钻杆进行爆破孔的钻探；当钻孔达到设定的深度时停止钻杆；启动动力装置使钻杆缩回至工作架台内部并脱离爆破装置；启动爆破装置在钻杆位上放置一炸药及起爆器；启动动力装置使钻杆伸出，并在伸出的过程中将炸药及起爆器推进爆破孔中；退出钻杆和工作架台；启动炸药及起爆器实现爆破。
[0018]优选的，还包括当钻杆将炸药及起爆器推进到位后，炸药及起爆器顶压安装控制杆后弹出固定杆，通过固定杆在孔内固定炸药及起爆器。
[0019]与相关技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]一、所述水下作业机器人避免了人工下矿井，保护人员的安全：为水下勘探、测绘、救援、钻孔、排雷、爆破在工作，生产过程中保障了安全和便捷，同时保障工作人员的安全，整个工作生产过程中不需要人工下水，只需工人在控制操作平台就可以完成以上工作和生产；
[0021]二、所述水下作业机器人可长时间连续工作，且范围大：由于设计有脐带可变电压
强电缆和抗压电机组成，水下作业机器人在水或与控制操作平台内半径2000米都能自由连续工作达到工作范围大；
[0022]三、本专利技术在水下能进行长时间爆破作业，工作范围大的优点及效果：其在水下采矿爆破工作时，能快速、及时到达水下采矿的指定位置进行开矿掘进爆破，协助矿区水下采矿的推进开采工作；
[0023]四、所述一体化作业装置既可以协助水下采矿的开采爆破，也可广泛用于海底、湖底、河底。也可用于化工工矿的水下和药液里的工作和生产；
[0024]五、本专利技术可以由无线通讯控制运行：水下作业机器人在海域移动沉浮箱、推进器、摄像装置、动力装置、液压压机、钻具等都可以无线控制运行，其动力能源由储能电池代替。
附图说明
[0025]图1为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下作业机器人，包括工作架台(1)，其特征在于，还包括末端执行装置(6)、动力装置(4)和爆破装置(8)，所述末端执行装置(6)包括钻杆(64)和用于在钻探作业时起固定作用的钻杆螺旋杆(61)，所述钻杆螺旋杆(61)和爆破装置(8)位于工作架台(1)的一侧；所述爆破装置(8)上设有在第一方向X上贯通的钻杆位(D)，在所述钻杆位(D)的旁侧设有多个炸药及起爆器(7)，多个所述炸药及起爆器(7)在爆破装置(8)内能沿第二方向Y自主横移至所述钻杆位(D)处，所述钻杆(64)在动力装置(4)的驱动下在第一方向上以伸缩的方式与钻杆位(D)适配，所述第一方向X和第二方向Y在同一俯视投影平面上互为垂直。2.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于，所述末端执行装置(6)还包括通过所述动力装置(4)驱动实现剪切动作的剪刀(62)、以及通过所述动力装置(4)驱动实现抓取动作的抓手(63)；所述剪刀(62)和抓手(63)位于工作架台(1)远离钻杆螺旋杆(61)的一侧。3.根据权利要求2所述的水下作业机器人，其特征在于，所述工作架台(1)靠近抓手(63)的一侧设有取样收集盒(9)，所述取样收集盒(9)上设有可远程遥控打开或关闭的侧门，当所述侧门打开时，所述抓手(63)折叠进入取样收集盒(9)内部，当所述侧门关闭时，所述抓手(63)伸出位于取样收集盒(9)外部。4.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于，所述工作架台(1)上设有移动装置(2)；所述移动装置(2)包括沉浮箱(21)和推进器(22)，所述沉浮箱(21)中设有供、排水装置，通过所述供、排水装置向沉浮箱(21)充水或排水，以使水下作业机器人在水中下沉或上浮；所述推进器(22)以竖向或水平的方式在工作架台(1)上安装有多个。5.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于，所述爆破装置(8)包括储弹匣(81)、第一弹簧(82)和止位器(83)，所述钻杆位(D)贯穿所述储弹匣(81)，所述止位器(83)分设于钻杆位(D)的两侧，每侧的止位器(83)与储弹匣(81)的内壁之间均设有所述第一弹簧(82)和多个炸药及起爆器(7)，所述止位器(83)以伸缩的方式与所述炸药及起爆器(7)接触或脱离，当止位器(83)与炸药及起爆器(7)接触时，第一弹簧(82)压缩，炸药及起爆器(7)置于钻杆位(D)的旁侧，当止位器(83)脱离所述炸药及起爆器...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡鹏，
申请(专利权)人：神龙汇北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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