[發明專利]一種河道清淤機器人及無人船

有效

• 申請號: 202010170268.5
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111206636B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 吳時金;馮榮華;鄺樹漢;姚如良;江子義;余翠琳
• 申請（專利權）人: 廣東新拓計算機科技有限公司
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/90;E02F3/92;E02F5/28;B63B35/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 孫浩

本發明公開了一種河道清淤機器人及無人船，利用無人船對河道環境進行信息采集，并通過聲吶三維重建構建河底淤泥分布的三維場景圖傳輸到機器人上，機器人自主規劃并執行淤泥挖掘路徑，整個淤泥挖掘過程不需要圍堰排水，不管晴天雨天均可作業，不會造成周邊環境二次污染，整個挖掘過程無需人工參與，自航能力強，自動化程度高，大大降低人力成本。本發明通過機器人和無人船的相互配合對河道清淤實現了自動高效作業。

技術領域

本發明涉及河道清淤設備領域，特別涉及一種河道清淤機器人及無人船。

背景技術

河道清淤一般指治理河道，屬于水利工程。目前國內對航道、河道及各種沉淀池的清理主要采用人工節流清理、挖掘機清理或者絞吸式清理設備。

國內目前所采用的河道清淤處理工序都存在一定的缺陷性。其一，大部分河道清淤工作都需要圍堰排水，容易對兩岸已建工程設施造成嚴重的損壞，造成周邊環境二次污染，并且，施工也需對河道進行局部斷流，不適合雨季施工，也不適合不宜斷流的河道施工，不連續工作易造成清淤效率低，并且對河道通航具有一定的影響；其二，目前采用的淤泥挖掘船自航能力差，挖掘深度有限，對水流和波浪較為敏感，只能應用于比較狹窄、具有一定深度的河道，并且，對淤泥成分也有較高要求，比如，只能清理泥或細砂類土質，中砂或更大的顆粒則沒有明顯清理效果；其三，目前河道清淤所采用的排泥設備較多，運泥方式工序繁雜，部分設備需鋪設排出泥漿管道，功率消耗大，工作噪音大，使用成本偏高。其四，現階段所采用的淤泥挖掘設備大多需要人工操作，自動化程度底，人力成本高，普遍耗時費力。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種河道清淤機器人及無人船，其具有人力成本低、自動化程度高以及環保高效的優點。

本發明為解決其問題所采用的技術方案是：

第一方面，本發明實施例提供了一種河道清淤機器人，包括機體以及設置在所述機體上的清淤模塊、淤泥收集模塊、避障模塊、浮潛模塊、驅動模塊、充電對接模塊和控制系統；

所述清淤模塊包括用于絞吸淤泥的絞吸頭、用于驅動絞吸頭的電機、連接絞吸頭的外管道、內置于外管道的柔性軟管和調節外管道傾斜角度的活動連桿；

所述淤泥收集模塊包括設置在機體上部的容置槽、用于收集淤泥的集裝箱、用于感應集裝箱重量的重力傳感器、用于將淤泥從絞吸頭經柔性軟管吸入到集裝箱的真空泵，所述集裝箱可吸附在容置槽內；

所述避障模塊控制機器人進行避障；

所述浮潛模塊控制機器人上浮以及下潛；

所述驅動模塊驅動機器人移動以及轉向；

所述充電對接模塊用于對接機器人進行充電；

所述控制系統包括終端控制器以及受控于終端控制器的聲吶三維重建單元、數據處理單元和路徑規劃單元，所述聲吶三維重建單元將河底地形數據傳輸到數據處理單元，所述數據處理單元對數據分析處理傳輸給路徑規劃單元，所述路徑規劃單元規劃淤泥挖掘航線并設置挖掘深度以及絞吸力度，機器人執行路徑規劃單元所制定淤泥挖掘航線來進行淤泥清理及運送；所述清淤模塊、淤泥收集模塊、避障模塊、浮潛模塊、驅動模塊和充電對接模塊受控于終端控制器。

進一步地，所述清淤模塊設置于機體的下方，所述絞吸頭設有多片旋轉刀片，多片旋轉刀片環繞設置且匯聚于絞吸頭前端，所述旋轉刀片于切割方向的一側設有切割齒。

進一步地，所述容置槽底部設有用于吸附集裝箱的電磁吸附底板，所述容置槽和集裝箱之間貫通有連接柔性軟管的淤泥進口以及帶有過濾網的排水口。

進一步地，所述避障模塊包括用于探測障礙物的多波束合成孔徑聲吶，所述多波束合成孔徑聲吶設置于機體的前端，所述多波束合成孔徑聲吶通過對被探測目標三維成像并將探測結果傳輸到終端控制器進行判斷。