[發(fā)明專利]一種水下清淤機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110445175.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN114351778B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張愛均;張心葉;李彥峰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中科水務(wù)機器人科技有限公司
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F5/28
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32335
• 代理人: 高春濤

1.一種水下清淤機器人，其特征在于：包括機器人平臺框架（1），該機器人平臺框架（1）的底端設(shè)置有智能運動系統(tǒng)，該機器人平臺框架（1）的上端安裝有防水殼體（2），該機器人平臺框架（1）的兩側(cè)又相應(yīng)設(shè)置有浮筒（3），該機器人平臺框架（1）的前端又相應(yīng)安裝有機械臂（4），而該機械臂（4）的前端又相應(yīng)安裝有清淤機構(gòu)；所述機器人平臺框架（1）的前后端以及防水殼體（2）的上端還均安裝有六維度水下螺旋槳（5）；所述的防水殼體（2）內(nèi)則相應(yīng)設(shè)置有動力系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)（6）、淤泥檢測系統(tǒng)、清淤系統(tǒng)以及反沖洗系統(tǒng)；

所述的智能控制系統(tǒng)（6）包括工控機以及兩組單片機，其中一組單片機用于機器人的智能行走控制；另一組單片機則用于淤泥檢測及清淤工作控制；水下機器人的智能行走、淤泥檢測及清淤工作的軟件均集成開發(fā)成自身獨特系統(tǒng)并相應(yīng)安裝于智能控制系統(tǒng)（6）的工控機及單片機中；

所述的淤泥檢測系統(tǒng)包括設(shè)置在機器人平臺框架（1）前端的多普勒雙頻超聲波系統(tǒng)以及安裝在機械臂（4）前端的壓力傳感器，通過超聲波測量數(shù)據(jù)與壓力傳感數(shù)據(jù)復合測量淤泥厚度，并且可將數(shù)據(jù)傳送至智能控制系統(tǒng)（6）中進行數(shù)據(jù)的計算修正以及儲存；

所述的清淤系統(tǒng)包括設(shè)置于機械臂（4）前端的絞吸盤結(jié)構(gòu)（11）、破碎盾結(jié)構(gòu)（12）以及設(shè)置安裝于機械臂（4）上吸泥管路（13）；還包括設(shè)置在防水殼體（2）內(nèi)部的淤泥泵（14），該淤泥泵（14）與淤泥管路相連通，所述淤泥泵（14）采用容積式泵，淤泥泵（14）將吸入的淤泥通過管道輸送出水體；

所述絞吸盤結(jié)構(gòu)（11）的外側(cè)還設(shè)置有清淤環(huán)保罩，在清淤時，該清淤環(huán)保罩由動力系統(tǒng)中的液壓裝置提供動力，清淤環(huán)保罩推進淤泥內(nèi)，減少清淤時機器人對周邊水體擾動，清淤時不會導致淤泥上浮對水體的污染；且所述清淤系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)（6）相連，通過淤泥檢測系統(tǒng)提供的淤泥厚度數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的淤泥厚度條件進行淤泥清除；

所述的智能運動系統(tǒng)包括履帶行走機構(gòu)（15）、浮筒（3）、儲水倉、壓縮空氣裝置（16）以及六維度水下螺旋槳（5）；所述的履帶行走機構(gòu)（15）設(shè)置在機器人平臺框架（1）的下端，構(gòu)成行走子系統(tǒng)；所述的浮筒（3）設(shè)置在防水殼體（2）的兩側(cè)，儲水倉和壓縮空氣裝置（16）均設(shè)置在防水殼體（2）內(nèi)部，所述的浮筒（3）、儲水倉和壓縮空氣裝置（16）構(gòu)成機器人的水下平衡子系統(tǒng)；而所述的六維度水下螺旋槳（5）則設(shè)置在防水殼體（2）上下前后左右處，構(gòu)成精確定位子系統(tǒng)；智能控制系統(tǒng)（6）根據(jù)清淤系統(tǒng)以及淤泥檢測系統(tǒng)的淤泥數(shù)據(jù)發(fā)出控制信號自動控制機器人行走至清淤地點進行清淤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下清淤機器人，其特征在于：所述的動力系統(tǒng)包括防水電纜、設(shè)置在防水殼體（2）內(nèi)部的用于給各部件供電的配電柜（7）、設(shè)置在防水殼體（2）內(nèi)部的油箱（8）、液壓油泵（9）以及用于連接控制油路的多路閥組（10）；所述的配電柜（7）由外部的防水電纜供電，配電柜（7）配電給液壓油泵（9），液壓油泵（9）產(chǎn)生壓力油通過多路閥組（10）給智能運動系統(tǒng)、機械臂（4）以及清淤系統(tǒng)提供動力；而配電柜（7）則相應(yīng)向各系統(tǒng)提供電力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下清淤機器人，其特征在于：水下導航系統(tǒng)包括安裝于防水殼體（2）上的陀螺儀以及加速度計；防撞系統(tǒng)包括聲吶裝置；水下機器人利用陀螺儀及加速度計為敏感器件的導航解算系統(tǒng)進行慣性導航，而聲吶系統(tǒng)接收聲吶信號并反饋到機器人殼體內(nèi)的智能控制系統(tǒng)（6）中，由智能控制系統(tǒng)（6）自動進行計算并對行走智能控制系統(tǒng)（6）進行修正，適用于各種不同地理條件下水下清淤機器人自動行走。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水下清淤機器人，其特征在于：所述的防水殼體（2）上還設(shè)置有垃圾收集筐以及垃圾抓取機構(gòu)；所述的反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗泵以及進出水管路，所述反沖洗泵設(shè)置為潛水泵；當施工時吸泥管口被堵塞時，由淤泥泵輸送參數(shù)給智能控制系統(tǒng)（6），智能控制系統(tǒng)（6）開啟反沖洗泵，沖刷垃圾。