[發(fā)明專利]一種基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011126692.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112281967A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向衍;張凱;陳波;楊陽(yáng);潘振學(xué);蔣景東;劉成棟;沈光澤;孟穎;詹小磊;陳偉楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院;河海大學(xué);核工業(yè)井巷建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E02F5/28
• 分類號(hào): E02F5/28;E02F3/88;E02F3/90;E02F3/92;G01S15/06
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

本發(fā)明的目的在于提供一種基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置及方法?；赗OV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置包括ROV主體，ROV主體上搭載有三維全景聲吶識(shí)別系統(tǒng)和空氣提升清淤系統(tǒng)，ROV主體能夠固定于水工建筑物表面，三維全景聲吶識(shí)別系統(tǒng)用于掃描水下環(huán)境，以確定ROV主體的固定位置，空氣提升清淤系統(tǒng)對(duì)ROV主體固定位置的周邊進(jìn)行清淤。對(duì)比現(xiàn)有清淤方式，基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置設(shè)計(jì)更為輕便，可以靈活裝卸，對(duì)狹小空間的深水清淤工作有一定幫助，同時(shí)ROV主體水下工作的優(yōu)越性，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工下潛清淤，減少下潛成本、保障生命安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下清淤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置及方法。

背景技術(shù)

我國(guó)江河大多含沙量高，水庫(kù)、涵洞和河道在多年運(yùn)行后，普遍存在不同程度的淤積，嚴(yán)重的淤積情況甚至?xí)?duì)水工建筑物的正常工作造成影響，例如閘門無(wú)法關(guān)閉、河床過(guò)度抬高等。同時(shí)，沉積淤泥累積了大量污染物，隨時(shí)間推移容易釋放到水體中帶來(lái)二次污染。因此，淤積清理工作事關(guān)水工建筑物運(yùn)行安全和水環(huán)境生態(tài)安全，是水工建筑物運(yùn)行管理中亟待解決的重要問(wèn)題。

近年來(lái)，我國(guó)雖在深水清淤工作方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是主要針對(duì)大型工程，清淤設(shè)備通常采用大型自航耙吸挖泥船或自航絞吸挖泥船等，施工時(shí)需要安裝的設(shè)備繁多且體積較大，操作也較為復(fù)雜，對(duì)水體的擾動(dòng)大，清淤成本較高，有時(shí)需要人工下潛。不適合在深水環(huán)境下在小范圍或狹小空間如涵洞等處進(jìn)行清淤工作，且無(wú)法達(dá)到便捷化、智能化、高效率、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等方面的要求。

因此，為了解決深水負(fù)壓環(huán)境下的疏浚清淤工作問(wèn)題，需要研發(fā)一種可實(shí)現(xiàn)深水環(huán)境無(wú)人下潛清淤工作，具有靈活輕便、綠色環(huán)保、節(jié)約成本、作業(yè)高效等優(yōu)點(diǎn)，能夠在常規(guī)清淤設(shè)備無(wú)法到達(dá)或作業(yè)處進(jìn)行清淤工作，且可適應(yīng)不同水深的工作環(huán)境的小型大吸力自動(dòng)清淤設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置及方法，以解決目前深水清淤領(lǐng)域成本大、操作難、受環(huán)境限制的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種基于ROV的百米級(jí)深水環(huán)境的清淤裝置，包括ROV主體，ROV主體上搭載有三維全景聲吶識(shí)別系統(tǒng)和空氣提升清淤系統(tǒng)，ROV主體能夠固定于水工建筑物表面，三維全景聲吶識(shí)別系統(tǒng)用于掃描水下環(huán)境，以確定ROV主體的固定位置，空氣提升清淤系統(tǒng)對(duì)ROV主體固定位置的周邊進(jìn)行清淤。

進(jìn)一步地，ROV主體的底部搭載真空發(fā)生器及吸盤，真空發(fā)生器用于提供負(fù)壓以在水工建筑物的平滑表面固定ROV主體；和/或ROV主體的底部搭載電磁底座，電磁底座用于提供磁力以在水工建筑物的金屬結(jié)構(gòu)的表面固定ROV主體。

進(jìn)一步地，ROV主體的內(nèi)部還搭載有自動(dòng)壓力補(bǔ)償器和USBL定位系統(tǒng)，自動(dòng)壓力補(bǔ)償器用于平衡深水環(huán)境帶來(lái)的負(fù)壓影響，USBL定位系統(tǒng)用以融合差分GPS信息、姿態(tài)航向信息來(lái)確定信標(biāo)的絕對(duì)位置。

進(jìn)一步地，三維全景聲吶識(shí)別系統(tǒng)包括防水云臺(tái)和雙頻多波束聲吶頭，雙頻多波束聲吶頭設(shè)置于防水云臺(tái)上，防水云臺(tái)能夠升降旋轉(zhuǎn)，雙頻多波束聲吶頭用于掃描水下環(huán)境以確定ROV主體的固定位置。

進(jìn)一步地，空氣提升清淤系統(tǒng)包括第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、清淤頭、鉸刀，第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接于ROV主體的底座上，清淤頭設(shè)置于第一機(jī)械臂上，鉸刀設(shè)置于第二機(jī)械臂上。

進(jìn)一步地，空氣提升清淤系統(tǒng)還包括第一擋泥板和第二擋泥板，第二機(jī)械臂在鉸刀的位置設(shè)置第一擋泥板，第一機(jī)械臂在清淤頭的位置設(shè)置第二擋泥板。

進(jìn)一步地，清淤頭包括容納體、高壓供水管、壓縮空氣供氣管、吸泥管，吸泥管設(shè)置于容納體的中間位置，高壓供水管和壓縮空氣供氣管設(shè)置于容納體的上，并且位于吸泥管的周邊。