【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管道清淤，尤其是涉及一种自航式水下有压管道清淤机器人及清淤方法。
技术介绍
1、管道水力输送是利用管道内液体的流动实现颗粒物料转移的输送方式，其损耗小、成本低、对外界依赖性小、安全性强。在疏浚工程中，输送管线主要包括陆上管线、水上管线和水下管线，由于输送的物料成分非常复杂，包含了淤泥、粘土、砂和碎石等多种土质，尤其是黏土颗粒，会附着在排泥管道的管壁上，甚至粘连携带其他颗粒物，导致输送效率降低，严重时甚至会堵塞管道，极大地影响施工进度。
2、对于安装在海底的大直径长管线，通常管道内水流流速不大，淤积物主要沉积在管道底部，而现有的清淤机器人多使用钻头进行清淤，但是钻头适用于比较坚硬、顽固且拥堵的水下管道疏通，并不适用于淤积物主要沉积在管道底部的场景；且现有的清淤机器人需人工放置在管道内，不能在水中自动行驶至管道口。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提出一种自航式水下有压管道清淤机器人及清淤方法，该自航式水下有压管道清淤机器人及清淤方法解决了现有清淤机器人不便清理沉积在海底大直径有压管道内底部的淤积物，以及不能在水中航行至管道内的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种自航式水下有压管道清淤机器人，包括由前至后依次连接设置的航行转向模块、第一行走模块、刮犁切削模块、射流冲刷模块、第二行走模块和驱动推进模块；
4、所述刮犁切削模块包括刮犁套筒、升降组件和犁头组件，所述刮
5、进一步的，所述犁头组件包括y型杆、弧型套杆和犁头，所述y型杆为倒y型结构，所述y型杆的主杆一端与所述升降组件的伸缩端连接，所述y型杆的分杆与所述弧型套杆连接，所述弧型套杆上安装多组所述犁头。
6、进一步的，所述射流冲刷模块包括射流套筒、射流台、高压水泵、旋转模块和射流喷嘴，所述射流套筒两端分别与所述刮犁切削模块、旋转模块连接，所述旋转模块与所述第二行走模块连接；所述射流台位于射流套筒下方并安装在射流套筒上，所述高压水泵通过管路与所述射流台内腔连通，所述射流台的球面上安装多个射流喷嘴。
7、进一步的，所述射流套筒与所述刮犁套筒连接的一端设有凸起的圆环，所述凸起的圆环嵌入在所述刮犁套筒端部的凹槽内，并通过法兰限位，使射流套筒可绕其自身轴向转动。
8、进一步的，所述旋转模块包括电机保护壳、旋转电机和传动转轴，所述电机保护壳一端与所述第二行走模块连接，所述电机保护壳内部安装有所述旋转电机；所述旋转电机输出端与所述传动转轴一端连接，所述传动转轴另一端穿过电机保护壳与所述射流套筒连接。
9、进一步的，所述航行转向模块包括第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器和t型连接杆，所述第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器的内侧分别与所述t型连接杆的横杆两端连接；所述t型连接杆的竖杆底座与所述第一行走模块远离刮犁切削模块的一端连接。
10、进一步的，所述第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器尾部的螺旋桨外侧分别安装一个半开口的金属防护网罩。
11、进一步的，所述驱动推进模块包括防护罩、驱动电机、螺旋桨和轴套，所述防护罩的前端板安装在所述第二行走模块远离射流冲刷模块的一端；所述驱动电机和螺旋桨位于所述防护罩内，所述驱动电机安装在所述防护罩的前端板上，所述驱动电机的输出轴通过所述轴套与所述螺旋桨的转筒花键连接。
12、进一步的，所述第一行走模块包括保护外壳、丝杆、丝杆电机、伸缩连杆、连杆底座、弹簧减震器和履带，三个所述履带沿所述保护外壳周向均匀分布，每个所述履带分别通过两根弹簧减震器与所述保护外壳连接；每根位于所述履带后端的所述弹簧减震器与一个所述伸缩连杆一端连接，三个所述伸缩连杆另一端均匀分布在所述连杆底座上；所述连杆底座与所述丝杆的丝杆螺母连接，所述丝杆位于所述保护外壳内部，且与位于保护外壳内部一端的所述丝杆电机连接；
13、所述第一行走模块、第二行走模块结构相同，呈镜像设置。
14、一种应用自航式水下有压管道清淤机器人的清淤方法，包括如下步骤：
15、s1、控制机器人在水中行驶至所需清理的水下管道端口处，运行中通过航行转向模块控制机器人的航行与转向；
16、s2、开启第一行走模块、第二行走模块，使第一行走模块、第二行走模块与所需清理的水下管道内壁贴合；
17、s3、开启升降组件调节犁头组件的位置，再开启驱动推进模块使机器人在管道内移动，带动犁头组件对淤泥进行切削；同时开启射流冲刷模块冲洗犁头组件切削的淤泥，使淤泥随水流流走。
18、相对于现有技术，本专利技术所述的一种自航式水下有压管道清淤机器人及清淤方法具有以下优势：
19、(1)与现有技术相比，本专利技术所述的自航式水下有压管道清淤机器人，设置航行转向模块，可控制机器人在进入水下后到驶入管道内开始清淤工作之前的航行与转向；设置刮犁切削模块，可清理海底大直径有压管道内沉积在管道底部的淤积物；设置升降组件调节刮犁切削模块的高度，可根据每个管道不同的淤积程度来调节切削深度。
20、(2)本专利技术所述的自航式水下有压管道清淤机器人，射流冲刷模块可旋转，增大管道冲刷清淤的作业面积，使之清淤工作更为彻底。
21、(3)本专利技术所述的自航式水下有压管道清淤机器人，设有可变管径的第一行走模块和第二行走模块，使该机器人在不同管径的水下管道中都能使用，且履带在有压管道中行走的摩擦力相较于传统轮胎更大，避免机器人被高流速水流冲走。
22、(4)与现有技术相比，本专利技术所述的清淤方法，先切削再射流冲刷，对水下有压管道的清淤更为的高效和便捷。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：包括由前至后依次连接设置的航行转向模块(1)、第一行走模块(2)、刮犁切削模块(3)、射流冲刷模块(4)、第二行走模块(5)和驱动推进模块(6)；
2.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述犁头组件(3-3)包括Y型杆(3-3-1)、弧型套杆(3-3-2)和犁头(3-3-3)，所述Y型杆(3-3-1)为倒Y型结构，所述Y型杆(3-3-1)的主杆一端与所述升降组件(3-2)的伸缩端连接，所述Y型杆(3-3-1)的分杆与所述弧型套杆(3-3-2)连接，所述弧型套杆(3-3-2)上安装多组所述犁头(3-3-3)。
3.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述射流冲刷模块(4)包括射流套筒(4-1)、射流台(4-2)、高压水泵(4-3)、旋转模块(4-4)和射流喷嘴(4-5)，所述射流套筒(4-1)两端分别与所述刮犁切削模块(3)、旋转模块(4-4)连接，所述旋转模块(4-4)与所述第二行走模块(5)连接；所述射流台(4-2)位于射流套筒(4-1)下方并安装在射
4.根据权利要求3所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述射流套筒(4-1)与所述刮犁套筒(3-1)连接的一端设有凸起的圆环，所述凸起的圆环嵌入在所述刮犁套筒(3-1)端部的凹槽(3-1-1)内，并通过法兰(4-1-1)限位，使射流套筒(4-1)可绕其自身轴向转动。
5.根据权利要求3所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述旋转模块(4-4)包括电机保护壳(4-4-1)、旋转电机(4-4-2)和传动转轴(4-4-3)，所述电机保护壳(4-4-1)一端与所述第二行走模块(5)连接，所述电机保护壳(4-4-1)内部安装有所述旋转电机(4-4-2)；所述旋转电机(4-4-2)输出端与所述传动转轴(4-4-3)一端连接，所述传动转轴(4-4-3)另一端穿过电机保护壳(4-4-1)与所述射流套筒(4-1)连接。
6.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述航行转向模块(1)包括第一螺旋桨推进器(1-1)、第二螺旋桨推进器(1-2)和T型连接杆(1-3)，所述第一螺旋桨推进器(1-1)、第二螺旋桨推进器(1-2)的内侧分别与所述T型连接杆(1-3)的横杆两端连接；所述T型连接杆(1-3)的竖杆底座与所述第一行走模块(2)远离刮犁切削模块(3)的一端连接。
7.根据权利要求6所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述第一螺旋桨推进器(1-1)、第二螺旋桨推进器(1-2)尾部的螺旋桨外侧分别安装一个半开口的金属防护网罩(1-1-1)。
8.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述驱动推进模块(6)包括防护罩(6-1)、驱动电机(6-2)、螺旋桨(6-3)和轴套(6-4)，所述防护罩(6-1)的前端板安装在所述第二行走模块(5)远离射流冲刷模块(4)的一端；所述驱动电机(6-2)和螺旋桨(6-3)位于所述防护罩(6-1)内，所述驱动电机(6-2)安装在所述防护罩(6-1)的前端板上，所述驱动电机(6-2)的输出轴通过所述轴套(6-4)与所述螺旋桨(6-3)的转筒花键连接。
9.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述第一行走模块(2)包括保护外壳(2-1)、丝杆(2-2)、丝杆电机(2-4)、伸缩连杆(2-5)、连杆底座(2-6)、弹簧减震器(2-7)和履带(2-8)，三个所述履带(2-8)沿所述保护外壳(2-1)周向均匀分布，每个所述履带(2-8)分别通过两根弹簧减震器(2-7)与所述保护外壳(2-1)连接；每根位于所述履带(2-8)后端的所述弹簧减震器(2-7)与一个所述伸缩连杆(2-5)一端连接，三个所述伸缩连杆(2-5)另一端均匀分布在所述连杆底座(2-6)上；所述连杆底座(2-6)与所述丝杆(2-2)的丝杆螺母连接，所述丝杆(2-2)位于所述保护外壳(2-1)内部，且与位于保护外壳(2-1)内部一端的所述丝杆电机(2-4)连接；
10.一种自航式水下有压管道清淤机器人的清淤方法，其特征在于：利用权利要求1-9任一项所述的清淤机器人，所述清淤方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：包括由前至后依次连接设置的航行转向模块(1)、第一行走模块(2)、刮犁切削模块(3)、射流冲刷模块(4)、第二行走模块(5)和驱动推进模块(6)；
2.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述犁头组件(3-3)包括y型杆(3-3-1)、弧型套杆(3-3-2)和犁头(3-3-3)，所述y型杆(3-3-1)为倒y型结构，所述y型杆(3-3-1)的主杆一端与所述升降组件(3-2)的伸缩端连接，所述y型杆(3-3-1)的分杆与所述弧型套杆(3-3-2)连接，所述弧型套杆(3-3-2)上安装多组所述犁头(3-3-3)。
3.根据权利要求1所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述射流冲刷模块(4)包括射流套筒(4-1)、射流台(4-2)、高压水泵(4-3)、旋转模块(4-4)和射流喷嘴(4-5)，所述射流套筒(4-1)两端分别与所述刮犁切削模块(3)、旋转模块(4-4)连接，所述旋转模块(4-4)与所述第二行走模块(5)连接；所述射流台(4-2)位于射流套筒(4-1)下方并安装在射流套筒(4-1)上，所述高压水泵(4-3)通过管路与所述射流台(4-2)内腔连通，所述射流台(4-2)的球面上安装多个射流喷嘴(4-5)。
4.根据权利要求3所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述射流套筒(4-1)与所述刮犁套筒(3-1)连接的一端设有凸起的圆环，所述凸起的圆环嵌入在所述刮犁套筒(3-1)端部的凹槽(3-1-1)内，并通过法兰(4-1-1)限位，使射流套筒(4-1)可绕其自身轴向转动。
5.根据权利要求3所述的自航式水下有压管道清淤机器人，其特征在于：所述旋转模块(4-4)包括电机保护壳(4-4-1)、旋转电机(4-4-2)和传动转轴(4-4-3)，所述电机保护壳(4-4-1)一端与所述第二行走模块(5)连接，所述电机保护壳(4-4-1)内部安装有所述旋转电机(4-4-2)；所述旋转电机(4-4-2)输出端与所述传动转轴(4-4-3)一端连接，所述传动转轴(4-4-3)另一端穿过电机保护壳(4-4-1)与所述射流套筒(4-1)连接。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬德宇，秦亮，张其一，周禹，周智佳，郭扬扬，李政，李春景，
申请(专利权)人：中交天津航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。