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水下作业装置

文献发布时间:2023-06-19 09:44:49


水下作业装置

技术领域

本发明涉及水下作业装备领域,具体是指一种水下作业装置。

背景技术

现阶段水下特种作业,需要潜水员人携带专用工具进行作业,受水下光线,杂质等因素的影响,水下能见度低,因此水下作业效率低下,且对潜水员素质要求很高,需要有资质并有水下工作经验的潜水员,经过相关部门批准后才可进行水下作业,而且水下作业危险性极高,属于高危作业,稍有不慎就会造成生命和财产损失,中国专利CN206417161U公开了一种浅水作业ROV,其特征在于,所述浅水作业ROV包括一框架,所述框架的底面和中部分别铺设有互相平行的平板,所述框架前端两侧分别连接有一主机械手和一副机械手,所述框架底面的平板上设有机械手阀箱,所述框架中层的平板上设有推进器阀箱、电子腔体和水平螺旋桨推进器,所述电子腔体内设有传感器,所述框架的顶面设有浮力块,所述浮力块中心设有一通孔,所述通孔中设置有垂直螺旋桨推进器,所述框架顶面靠近所述主机械手和所述副机械手的一侧向前设有一摄像机,所述浅水作业ROV还包括一清水制备喷射系统,所述清水制备喷射系统包括通过导水管依次连接的粗滤过滤器、混水泵、高压过滤器、清水箱以及清水泵,所述清水泵能够通过所述导水管将清水通过一喷射部喷出,所述喷射部包括分别通过一两位四通阀连通所述导水管的第一支管、第二支管以及第三支管,每个所述支管的端部均连接一喷头,其中所述喷头分别设置于所述主机械手、所述副机械手与所述摄像机的前端,所述机械手阀箱控制所述主机械手和所述副机械手运动,所述推进器阀箱控制所述水平螺旋桨推进器和所述垂直螺旋桨推进器转动,所述框架底面平板上的后侧设有一底面腔体,所述粗滤过滤器、所述混水泵和所述高压过滤器设置于所述底面腔体之中,所述清水箱设置于所述副机械手上方,所述清水泵设置于所述清水箱前方,所述清水泵与所述两位四通阀之间依次设有一单向阀和一两位二通阀,上述专利存在的不足是:

一是上述专利设置了清水制备喷射系统,通过在主机械手、副机械手和摄像机前端安装喷头使得主机械手、副机械手和摄像机附近的水质变得清澈,但是水下作业,水是流动的,加上机械手作业的时候会带动水流动,这样随时可能有障碍物,比如杂草、浮游生物、悬浮物等游过来,而喷头喷出的清水无法使得这些障碍物远离,导致机械手作业时,面前浑浊,无法作业;二是对于水质较浑地区的作业,比如水电站坝体维修、水下考古发掘等,机械手每次作业都会产生石块、淤泥、垃圾等障碍物,导致机械手面前的视野浑浊,而喷头喷出的清水量太少,不足以使得视野清晰,对于深水又浑浊的区域,机械人作业效率低,甚至无法作业。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术不足,提供一种结构巧妙、作业效率高、可整体置换作业区域浑水、保持作业区域视野清晰的水下作业装置。

为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:

一种水下作业装置,其特征在于:包括工作舱、清水置换机构和水下作业设备,所述工作舱底面开口,所述工作舱上至少安装有一个与工作舱相连通的清水置换机构,所述工作舱内设有可移动的水下作业设备,以利于通过清水置换机构将工作舱外浑水过滤后注入工作舱内,将工作舱内产生的浑水压出工作舱外,保证工作舱内水环境清澈,为水下作业设备工作提供清晰的工作环境,而且采用工作舱的形式作业,不需要考虑水下姿态保持,不会受到水流的影响,作业效率更高、更稳定。

本发明所述清水置换机构包括过滤网、电机、水泵和滤芯,所述工作舱侧面至少设有一个过滤窗口,所述过滤窗口上设有过滤网,所述过滤网周边与工作舱固定连接,所述滤芯与过滤网相对,所述滤芯安装在水泵的进水口,所述水泵由电机驱动,所述水泵的出水口朝向工作舱内,所述水泵与电机均固定在工作舱上,所述电机经电缆与电源连接,以利于通过电机驱动水泵,水源经过滤网、滤芯进入水泵,经水泵出水口进入工作舱,将工作舱内污水置换,为水下作业设备工作提供清晰的工作环境。

本发明所述工作舱上设有控制驱动装置,所述工作舱与控制驱动装置连接并由控制驱动装置控制其移动和固定,以利于通过控制驱动装置改变工作舱的位置,方便工作舱内水下作业设备多处连续作业。

本发明所述控制驱动装置可以由机架、电气舱、控制系统、推进器、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱上端设有机架,所述机架与工作舱固定连接,所述机架上设有电气舱和推进器,所述电气舱内设有控制系统,所述控制系统经电缆与水上控制箱相连接,所述推进器、清水置换机构和水下作业设备分别与控制系统连接,以利于机架通过推进器带动工作舱移动至工作区域停下进行作业。

本发明所述工作舱下端两侧安装有行走机构,所述行走机构与控制系统相连接,以利于通过行走机构带动工作舱移动。

本发明所述机架和工作舱之间设有工作舱旋转机构,以利于当需要调整工作舱角度时,工作舱旋转机构调整工作舱的旋转角度。

本发明所述工作舱旋转机构包括旋转液压油缸,所述机架与工作舱之间至少设有一个旋转液压油缸,所述机架下端一侧与工作舱上端一侧铰接,旋转液压油缸一端与机架下端另一侧铰接,另一端与工作舱上端另一侧或者工作舱上端两侧间的铰接板连接,所述液压油缸与控制系统相连接,所述铰接板与工作舱固定连接,以利于通过控制系统驱动旋转液压油缸伸缩,实现工作舱与机架之间角度的调整,无需旋转机架即可根据不同的地形调整工作舱的角度。

本发明所述工作舱下端间隔设有吸盘机构,所述吸盘机构包括真空泵、吸盘、吸盘支架和保护罩,所述工作舱下端间隔设有吸盘支架,所述吸盘支架与工作舱固定连接,所述吸盘支架上间隔安装有吸盘,所述吸盘经管道与真空泵连接,所述真空泵固定在吸盘支架上,所述真空泵与控制系统连接,所述真空泵和吸盘支架上设有保护罩,所述保护罩罩在真空泵和吸盘上并与吸盘支架固定连接,以利于通过吸盘将工作舱下端面吸附固定。

本发明所述控制驱动装置也可以由升降机构、液压系统、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱上设有升降机构,所述升降机构包括支撑架、升降液压缸、行走机构、升降支撑板、固定板、连接板、滚轮和液压缸连接座,所述工作舱上方设有支撑架,工作舱两侧对称设有升降液压缸,所述升降液压缸两侧分别设有升降支撑板,所述升降液压缸下端设有行走机构,所述升降支撑板上设有滑道,所述升降支撑板上端与支撑架固定连接,下端与行走机构的车架固定连接,所述工作舱外壁与升降支撑板相对处设有固定板,所述工作舱外壁与升降液压缸相对处设有连接板,所述固定板与工作舱固定连接,固定板朝向升降支撑板一面安装有滚轮,所述固定板经滚轮、滑道与升降支撑板滑动连接,所述连接板与工作舱固定连接,所述连接板上固定设有液压缸连接座,所述升降液压缸一端与支撑架固定连接,另一端与液压缸连接座连接,所述升降液压缸与液压系统连接,所述液压系统设置在工作舱上,所述液压系统、行走机构、清水置换机构和水下作业设备分别经电缆与水上控制箱连接,以利于对于有障碍的作业区域,可通过升降液压缸将工作舱升起,通过启动行走机构带动工作舱越过障碍,完成水下作业。

本发明所述控制驱动装置还可以由推进器、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱外壁周边间隔设有推进器,所述推进器、清水置换机构和水下作业设备分别经电缆与水上控制箱连接,以利于通过推进器改变工作舱的作业位置。

本发明所述工作舱上连接有吊装结构,所述吊装结构包括吊装架、电缆和水上卷帘机,所述工作舱上设有吊装架,所述吊装架与工作舱固定连接,吊装架上设有钢缆,所述钢缆一端与吊装架连接,另一端与水上卷缆机连接,以利于通过钢缆将工作舱投放到目标区域。

本发明所述水下作业设备和工作舱之间设有作业设备驱动移动机构,所述作业设备驱动移动机构固定在工作舱内,作业设备驱动移动机构下端至少安装有一个水下作业设备,以利于通过作业设备驱动移动机构实现水下作业设备在工作舱内的移动,以满足水下不同位置作业需求。

本发明所述作业设备驱动移动机构包括第一横向移动机构、第二横向移动机构、第一纵向移动机构和第二纵向移动机构,所述工作舱内壁上端面间隔设有第一横向移动机构和第二横向移动机构,所述第一横向移动机构下端间隔设有第一纵向移动机构和第二纵向移动机构,所述第一横向移动机构包括第一横向导轨架、电缆、第一横向丝杆、第一横向丝母、第一横向驱动电机、第一驱动齿轮和第一从动齿轮,所述第二横向移动机构包括第二横向导轨架、电缆、第二横向丝杆、第二横向丝母、第二横向驱动电机、第二驱动齿轮和第二从动齿轮,所述工作舱内壁上端面间隔固定设有第一横向导轨架和第二横向导轨架,所述第一横向导轨架中间设有第一横向丝杆,所述第一横向丝杆一端设有第一从动齿轮,所述第一横向丝杆上套有第一横向丝母,所述第一横向丝杆两端经轴承与第一横向导轨架两端固定连接,所述第一横向丝母与第一纵向移动机构固定连接,所述第一从动齿轮与第一横向丝杆固定连接,所述第一从动齿轮与第一驱动齿轮啮合,所述第一驱动齿轮固定在第一横向驱动电机的输出轴上,所述第一横向驱动电机固定在工作舱内,所述第一横向驱动电机经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于第一横向驱动电机驱动第一驱动齿轮旋转,第一驱动齿轮通过齿轮啮合带动第一从动齿轮旋转,第一从动齿轮带动第一横向丝杆旋转,进而实现第一横向丝母的横向移动,第一横向丝母带动第一纵向移动机构横向移动,所述第二横向导轨架中间设有第二横向丝杆,所述第二横向丝杆一端设有第二从动齿轮,所述第二横向丝杆上套有第二横向丝母,所述第二横向丝杆两端经轴承与第二横向导轨架两端固定连接,所述第二横向丝母与第二纵向移动机构固定连接,所述第二从动齿轮与第二横向丝杆固定连接,所述第二从动齿轮与第二驱动齿轮啮合,所述第二驱动齿轮固定在第二横向驱动电机的输出轴上,所述第二横向驱动电机固定在工作舱内,所述第二横向驱动电机经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于第二横向驱动电机驱动第二驱动齿轮旋转,第二驱动齿轮通过齿轮啮合带动第二从动齿轮旋转,第二从动齿轮带动第二横向丝杆旋转,进而实现第二横向丝母的横向移动,第二横向丝母带动第二纵向移动机构横向移动,所述第一纵向移动机构和第二纵向移动机构位于第一横向导轨架和第二横向导轨架的下端,所述第一纵向移动机构包括第一纵向导轨架、纵向丝杆和第一纵向滑块,所述第二纵向移动机构包括第二纵向导轨架、纵向丝杆和第二纵向滑块,所述第一纵向导轨架两端经第一纵向滑块与工作舱前后两端滑动连接,所述第一纵向导轨架上端与第一横向丝母固定连接,所述第一纵向导轨架上设有纵向滑槽,所述第一纵向导轨架中间设有纵向丝杆,纵向丝杆两端与第一纵向导轨架前后两端固定连接,所述纵向丝杆上至少设有一个安装座,以利于第一纵向导轨架通过第一横向丝母实现横向移动,所述第二纵向导轨架两端经第二纵向滑块与工作舱前后两端滑动连接,所述第二纵向导轨架上端与第二横向丝母固定连接,所述第二纵向导轨架上设有纵向滑槽,所述第二纵向导轨架中间设有纵向丝杆,纵向丝杆两端与第二纵向导轨架前后两端固定连接,所述纵向丝杆上至少设有一个安装座,以利于第二纵向导轨架通过第二横向丝母实现横向移动,所述安装座上端固定有滑块,所述安装座经滑块、纵向滑槽与第一纵向导轨架或第二纵向导轨架滑动连接,所述安装座一侧设有纵向驱动电机,安装座上设有纵向驱动齿轮和纵向从动齿轮,安装座下端安装有水下作业设备,所述纵向驱动齿轮与纵向驱动电机的输出轴固定连接,所述纵向驱动齿轮与纵向从动齿轮啮合,所述纵向从动齿轮与纵向丝母固定连接,所述纵向丝母外壁经轴承与安装座固定连接,所述纵向丝母穿设在纵向丝杆上并与纵向丝杆螺纹连接,所述纵向驱动电机固定在安装座上,所述纵向驱动电机经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于通过纵向驱动电机驱动纵向驱动齿轮旋转,纵向驱动齿轮通过齿轮啮合带动纵向从动齿轮旋转,进而带动纵向丝母旋转,纵向丝母带动安装座,进而带动水下作业设备在纵向丝杆上纵向移动。

本发明所述工作舱内设有电缆保护机构,所述电缆保护机构包括横向拖链和纵向拖链,所述工作舱内至少设有一个横向拖链,所述横向拖链一端与工作舱固定连接,另一端与第一纵向导轨架或第二纵向导轨架连接,所述工作舱内至少设有一个纵向拖链,所述纵向拖链一端与工作舱内壁固定连接,另一端与安装座固定连接,所述横向拖链和纵向拖链内穿设有电缆,以利于第一横向驱动电机、第二横向驱动电机的电缆通过横向拖链保护,纵向驱动电机的电缆通过纵向拖链保护。

本发明所述水下作业设备上设有喷射机构,所述喷射机构包括高压喷头、高压水泵、高压电机和水管,所述水下作业设备的机械臂上至少安装有一个高压喷头,所述高压喷头经水管与高压水泵的出水口连接,所述高压水泵进水口经水管与水源连接,所述高压水泵由高压电机驱动,所述高压水泵和高压电机分别固定在工作舱上,所述高压电机经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于水下作业设备在作业时,可以通过高压喷头进一步清理作业现场,提高水下作业效率。

本发明所述水下作业设备上固定设有液压动力总成,以利于方便为水下作业设备作业提供液压动力。

本发明所述工作舱内至少设有一个作业设备上下移动机构,所述作业设备上下移动机构分别与作业设备驱动移动机构和水下作业设备连接,以利于方便水下作业设备作业时伸出或缩回,提高水下作业设备作业效率。

本发明所述作业设备上下移动机构包括导向座、伸缩丝杆、伸缩从动齿轮、轴承、伸缩丝母座、伸缩驱动齿轮和伸缩驱动电机,所述水下作业设备的机械臂一侧设有伸缩丝母座和导向座,所述导向座与安装座固定连接,所述导向座内设有伸缩丝杆、伸缩从动齿轮和伸缩驱动齿轮,所述导向座内设有升降槽,所述伸缩丝杆上端经轴承与安装座固定连接,所述伸缩从动齿轮与伸缩丝杆固定连接,所述伸缩从动齿轮与伸缩驱动齿轮啮合,所述伸缩驱动齿轮固定在伸缩驱动电机的输出轴上,所述伸缩驱动电机与导向座固定连接,所述伸缩丝母座内固定设有伸缩丝母,所述伸缩丝母与伸缩丝杆螺纹连接,所述伸缩丝母座经升降槽与导向座滑动连接,所述伸缩丝母座与水下作业设备固定连接,以利于通过伸缩驱动电机驱动伸缩驱动齿轮旋转,带动伸缩从动齿轮进而带动伸缩丝杆旋转,伸缩丝母带动伸缩丝母座上下移动,进而带动水下作业设备上下移动。

本发明所述水下作业设备的机械臂下端安装有液压镐,或者安装有液压卡爪,或者安装有充气钻,以利于根据水下作业需求来安装不同的工具。

本发明所述水下作业设备的机械臂上安装有摄像机,以利于进一步方便水下作业设备作业时实时观察工作现场。

本发明所述过滤网至少包括两层滤网,以利于通过多层滤网提高过滤效果。

本发明所述工作舱上设有观测设备,所述观测设备包括摄像机和照明灯,以利于为作业人员实时提供谁在作业区域的视频影像。

本发明所述工作舱内设有工具箱和采集筐,以利于方便盛放作业工具和采集物。

本发明所述行走机构为履带行走机构,以利于方便工作舱翻越障碍。

本发明所述机架上设有吊装架,以利于方便吊装机架,带动机架移动。

本发明由于采用上述结构,具有结构巧妙、作业效率高、可整体置换作业区域浑水、保持作业区域视野清晰等优点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明中清水置换机构的侧视图。

图3是本发明中工作舱的俯视图。

图4是本发明另一种结构示意图。

图5是本发明在作业时工作舱旋转的示意图。

图6是本发明图4中工作舱的结构示意图。

图7是本发明中吸盘机构放大结构示意图。

图8是本发明再一种结构示意图。

图9是本发明图8中工作舱的结构示意图。

图10是本发明又一种结构示意图。

图11是本发明中安装有液压镐的水下作业设备的结构示意图。

图12是本发明中安装有液压卡爪的水下作业设备的结构示意图。

附图标记:工作舱1,清水置换机构2,水下作业设备3,过滤网4,电机5,水泵6,滤芯7,过滤窗口8,控制驱动装置9,机架10,推进器11,行走机构12,工作舱旋转机构13,旋转液压油缸14,铰接板15,吸盘机构16,真空泵17,吸盘18,保护罩19,升降机构20,吊装架21,支撑架22,升降液压缸23,升降支撑板24,固定板25,连接板26,滚轮27,液压缸连接座28,推进器29,作业设备驱动移动机构30,第一横向移动机构32,第二横向移动机构33,第一横向导轨架34,第一横向丝杆35,第一横向丝母36,第一横向驱动电机37,第一驱动齿轮38,第一从动齿轮39,第二横向导轨架40,第二横向丝杆41,第二横向丝母42,第二横向驱动电机43,第二驱动齿轮44,第二从动齿轮45,第一纵向移动机构46,第二纵向移动机构47,第一纵向导轨架48,第二纵向导轨架49,纵向驱动电机50,纵向驱动齿轮51,纵向从动齿轮52,纵向丝母53,安装座54,电缆保护机构56,横向拖链57,纵向拖链58,高压喷头59,高压水泵60,高压电机61,液压动力总成62,液压镐63,液压卡爪64,摄像机65,观测设备66,工具箱67,采集筐68,作业设备上下移动机构69,导向座70,伸缩丝杆71,伸缩从动齿轮73,伸缩驱动齿轮74,伸缩驱动电机75,伸缩丝母座76。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

一种水下作业装置,其特征在于:包括工作舱1、清水置换机构2和水下作业设备3,所述工作舱1底面开口,所述工作舱1上至少安装有一个与工作舱1相连通的清水置换机构2,所述工作舱1内设有可移动的水下作业设备3,以利于通过清水置换机构将工作舱外浑水过滤后注入工作舱内,将工作舱内产生的浑水压出工作舱外,保证工作舱内水环境清澈,为水下作业设备工作提供清晰的工作环境,而且采用工作舱的形式作业,不需要考虑水下姿态保持,不会受到水流的影响,作业效率更高、更稳定。

本发明所述清水置换机构2包括过滤网4、电机5、水泵6和滤芯7,所述工作舱1侧面至少设有一个过滤窗口8,所述过滤窗口8上设有过滤网4,所述过滤网4周边与工作舱1固定连接,所述滤芯7与过滤网4相对,所述滤芯7安装在水泵6的进水口,所述水泵6由电机5驱动,所述水泵6的出水口朝向工作舱1内,所述水泵6与电机5均固定在工作舱1上,所述电机5经电缆与电源连接,以利于通过电机驱动水泵,水源经过滤网、滤芯进入水泵,经水泵出水口进入工作舱,将工作舱内污水置换,为水下作业设备工作提供清晰的工作环境。

本发明所述工作舱1上设有控制驱动装置9,所述工作舱1与控制驱动装置9连接并由控制驱动装置9控制其移动和固定,以利于通过控制驱动装置改变工作舱的位置,方便工作舱内水下作业设备多处连续作业。

本发明所述控制驱动装置9可以由机架10、电气舱、控制系统、推进器11、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱1上端设有机架10,所述机架10与工作舱1固定连接,所述机架10上设有电气舱和推进器11,所述电气舱内设有控制系统,所述控制系统经电缆与水上控制箱相连接,所述推进器11、清水置换机构2和水下作业设备3分别与控制系统连接,以利于机架通过推进器带动工作舱移动至工作区域停下进行作业。

本发明所述工作舱1下端两侧安装有行走机构12,所述行走机构12与控制系统相连接,以利于通过行走机构带动工作舱移动。

本发明所述机架10和工作舱1之间设有工作舱旋转机构13,以利于当需要调整工作舱角度时,工作舱旋转机构调整工作舱的旋转角度。

本发明所述工作舱旋转机构13包括旋转液压油缸14,所述机架10与工作舱1之间至少设有一个旋转液压油缸14,所述机架10下端一侧与工作舱1上端一侧铰接,旋转液压油缸14一端与机架10下端另一侧铰接,另一端与工作舱1上端另一侧或者工作舱1上端两侧间的铰接板15连接,所述液压油缸与控制系统相连接,所述铰接板15与工作舱1固定连接,以利于通过控制系统驱动旋转液压油缸伸缩,实现工作舱与机架之间角度的调整,无需旋转机架即可根据不同的地形调整工作舱的角度。

本发明所述工作舱1下端间隔设有吸盘机构16,所述吸盘机构16包括真空泵17、吸盘18、吸盘支架和保护罩19,所述工作舱1下端间隔设有吸盘支架,所述吸盘支架与工作舱1固定连接,所述吸盘支架上间隔安装有吸盘18,所述吸盘18经管道与真空泵17连接,所述真空泵17固定在吸盘支架上,所述真空泵17与控制系统连接,所述真空泵17和吸盘支架上设有保护罩19,所述保护罩19罩在真空泵17和吸盘18上并与吸盘支架固定连接,以利于通过吸盘将工作舱下端面吸附固定。

本发明所述控制驱动装置9也可以由升降机构20、液压系统、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱1上设有升降机构20,所述升降机构20包括支撑架22、升降液压缸23、行走机构12、升降支撑板24、固定板25、连接板26、滚轮27和液压缸连接座28,所述工作舱1上方设有支撑架22,工作舱1两侧对称设有升降液压缸23,所述升降液压缸23两侧分别设有升降支撑板24,所述升降液压缸23下端设有行走机构12,所述升降支撑板24上设有滑道,所述升降支撑板24上端与支撑架22固定连接,下端与行走机构12的车架固定连接,所述工作舱1外壁与升降支撑板24相对处设有固定板25,所述工作舱1外壁与升降液压缸23相对处设有连接板26,所述固定板25与工作舱1固定连接,固定板25朝向升降支撑板24一面安装有滚轮27,所述固定板25经滚轮27、滑道与升降支撑板24滑动连接,所述连接板26与工作舱1固定连接,所述连接板26上固定设有液压缸连接座28,所述升降液压缸23一端与支撑架22固定连接,另一端与液压缸连接座28连接,所述升降液压缸23与液压系统连接,所述液压系统设置在工作舱1上,所述液压系统、行走机构12、清水置换机构2和水下作业设备3分别经电缆与水上控制箱连接,以利于对于有障碍的作业区域,可通过升降液压缸将工作舱升起,通过启动行走机构带动工作舱越过障碍,完成水下作业。

本发明所述控制驱动装置9还可以由推进器29、电缆和水上控制箱组成,所述工作舱1外壁周边间隔设有推进器29,所述推进器29、清水置换机构2和水下作业设备3分别经电缆与水上控制箱连接,以利于通过推进器改变工作舱的作业位置。

本发明所述工作舱1上连接有吊装结构,所述吊装结构包括吊装架21、电缆和水上卷帘机,所述工作舱1上设有吊装架21,所述吊装架21与工作舱1固定连接,吊装架21上设有钢缆,所述钢缆一端与吊装架21连接,另一端与水上卷缆机连接,以利于通过钢缆将工作舱投放到目标区域。

本发明所述水下作业设备3和工作舱1之间设有作业设备驱动移动机构30,所述作业设备驱动移动机构30固定在工作舱1内,作业设备驱动移动机构30下端至少安装有一个水下作业设备3,以利于通过作业设备驱动移动机构实现水下作业设备在工作舱内的移动,以满足水下不同位置作业需求。

本发明所述作业设备驱动移动机构30包括第一横向移动机构32、第二横向移动机构33、第一纵向移动机构46和第二纵向移动机构47,所述工作舱1内壁上端面间隔设有第一横向移动机构32和第二横向移动机构33,所述第一横向移动机构32下端间隔设有第一纵向移动机构46和第二纵向移动机构47,所述第一横向移动机构32包括第一横向导轨架34、电缆、第一横向丝杆35、第一横向丝母36、第一横向驱动电机37、第一驱动齿轮38和第一从动齿轮39,所述第二横向移动机构33包括第二横向导轨架40、电缆、第二横向丝杆41、第二横向丝母42、第二横向驱动电机43、第二驱动齿轮44和第二从动齿轮45,所述工作舱1内壁上端面间隔固定设有第一横向导轨架34和第二横向导轨架40,所述第一横向导轨架34中间设有第一横向丝杆35,所述第一横向丝杆35一端设有第一从动齿轮39,所述第一横向丝杆35上套有第一横向丝母36,第一横向丝杆35两端经轴承与第一横向导轨架34两端固定连接,所述第一横向丝母36与第一纵向移动机构46固定连接,所述第一从动齿轮39与第一横向丝杆35固定连接,所述第一从动齿轮39与第一驱动齿轮38啮合,所述第一驱动齿轮38固定在第一横向驱动电机37的输出轴上,所述第一横向驱动电机37固定在工作舱1内,所述第一横向驱动电机37经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于第一横向驱动电机驱动第一驱动齿轮旋转,第一驱动齿轮通过齿轮啮合带动第一从动齿轮旋转,第一从动齿轮带动第一横向丝杆旋转,进而实现第一横向丝母的横向移动,第一横向丝母带动第一纵向移动机构横向移动,所述第二横向导轨架40中间设有第二横向丝杆41,所述第二横向丝杆41一端设有第二从动齿轮45,所述第二横向丝杆41上套有第二横向丝母42,所述第二横向丝杆41两端经轴承与第二横向导轨架40两端固定连接,所述第二横向丝母42与第二纵向移动机构47固定连接,所述第二从动齿轮45与第二横向丝杆41固定连接,所述第二从动齿轮45与第二驱动齿轮44啮合,所述第二驱动齿轮44固定在第二横向驱动电机43的输出轴上,所述第二横向驱动电机43固定在工作舱1内,所述第二横向驱动电机43经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于第二横向驱动电机驱动第二驱动齿轮旋转,第二驱动齿轮通过齿轮啮合带动第二从动齿轮旋转,第二从动齿轮带动第二横向丝杆旋转,进而实现第二横向丝母的横向移动,第二横向丝母带动第二纵向移动机构横向移动,所述第一纵向移动机构46和第二纵向移动机构47位于第一横向导轨架34和第二横向导轨架40的下端,所述第一纵向移动机构46包括第一纵向导轨架48、纵向丝杆和第一纵向滑块,所述第二纵向移动机构47包括第二纵向导轨架49、纵向丝杆和第二纵向滑块,

所述第一纵向导轨架48两端经第一纵向滑块与工作舱1前后两端滑动连接,所述第一纵向导轨架48上端与第一横向丝母36固定连接,所述第一纵向导轨架48上设有纵向滑槽,所述第一纵向导轨架48中间设有纵向丝杆,纵向丝杆两端与第一纵向导轨架48前后两端固定连接,所述纵向丝杆上至少设有一个安装座54,以利于第一纵向导轨架通过第一横向丝母实现横向移动,所述第二纵向导轨架49两端经第二纵向滑块与工作舱1前后两端滑动连接,所述第二纵向导轨架49上端与第二横向丝母42固定连接,所述第二纵向导轨架49上设有纵向滑槽,所述第二纵向导轨架49中间设有纵向丝杆,纵向丝杆两端与第二纵向导轨架49前后两端固定连接,所述纵向丝杆上至少设有一个安装座54,以利于第二纵向导轨架通过第二横向丝母实现横向移动,所述安装座54上端固定有滑块,所述安装座54经滑块、纵向滑槽与第一纵向导轨架48或第二纵向导轨架49滑动连接,所述安装座54一侧设有纵向驱动电机50,安装座54上设有纵向驱动齿轮51和纵向从动齿轮52,安装座54下端安装有水下作业设备3,所述纵向驱动齿轮51与纵向驱动电机50的输出轴固定连接,所述纵向驱动齿轮51与纵向从动齿轮52啮合,所述纵向从动齿轮52与纵向丝母53固定连接,所述纵向丝母53外壁经轴承与安装座54固定连接,所述纵向丝母53穿设在纵向丝杆上并与纵向丝杆螺纹连接,所述纵向驱动电机50固定在安装座54上,所述纵向驱动电机50经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于通过纵向驱动电机驱动纵向驱动齿轮旋转,纵向驱动齿轮通过齿轮啮合带动纵向从动齿轮旋转,进而带动纵向丝母旋转,纵向丝母带动安装座,进而带动水下作业设备在纵向丝杆上纵向移动。

本发明所述工作舱1内设有电缆保护机构56,所述电缆保护机构56包括横向拖链57和纵向拖链58,所述工作舱1内至少设有一个横向拖链57,所述横向拖链57一端与工作舱1固定连接,另一端与第一纵向导轨架48或第二纵向导轨架49连接,所述工作舱1内至少设有一个纵向拖链58,所述纵向拖链58一端与工作舱1内壁固定连接,另一端与安装座54固定连接,所述横向拖链57和纵向拖链58内穿设有电缆,以利于第一横向驱动电机、第二横向驱动电机的电缆通过横向拖链保护,纵向驱动电机的电缆通过纵向拖链保护。

本发明所述水下作业设备3上设有喷射机构,所述喷射机构包括高压喷头59、高压水泵60、高压电机61和水管,所述水下作业设备3的机械臂上至少安装有一个高压喷头59,所述高压喷头59经水管与高压水泵60的出水口连接,所述高压水泵60进水口经水管与水源连接,所述高压水泵60由高压电机61驱动,所述高压水泵60和高压电机61分别固定在工作舱1上,所述高压电机61经电缆与控制系统或水上控制箱连接,以利于水下作业设备在作业时,可以通过高压喷头进一步清理作业现场,提高水下作业效率。

本发明所述水下作业设备3上固定设有液压动力总成62,以利于方便为水下作业设备作业提供液压动力。

本发明所述工作舱1内至少设有一个作业设备上下移动机构69,所述作业设备上下移动机构69分别与作业设备驱动移动机构30和水下作业设备3连接,以利于方便水下作业设备作业时伸出或缩回,提高水下作业设备作业效率。

本发明所述作业设备上下移动机构69包括导向座70、伸缩丝杆71、伸缩从动齿轮73、轴承、伸缩丝母座76、伸缩驱动齿轮74和伸缩驱动电机75,所述水下作业设备3的机械臂一侧设有伸缩丝母座76和导向座70,所述导向座70与安装座54固定连接,所述导向座70内设有伸缩丝杆71、伸缩从动齿轮73和伸缩驱动齿轮74,所述导向座70内设有升降槽,所述伸缩丝杆71上端经轴承与安装座54固定连接,所述伸缩从动齿轮73与伸缩丝杆71固定连接,所述伸缩从动齿轮73与伸缩驱动齿轮74啮合,所述伸缩驱动齿轮74固定在伸缩驱动电机75的输出轴上,所述伸缩驱动电机75与导向座70固定连接,所述伸缩丝母座76内固定设有伸缩丝母,所述伸缩丝母与伸缩丝杆71螺纹连接,所述伸缩丝母座76经升降槽与导向座70滑动连接,所述伸缩丝母座76与水下作业设备3固定连接,以利于通过伸缩驱动电机驱动伸缩驱动齿轮旋转,带动伸缩从动齿轮进而带动伸缩丝杆旋转,伸缩丝母带动伸缩丝母座上下移动,进而带动水下作业设备上下移动。

本发明所述水下作业设备3的机械臂下端安装有液压镐63,或者安装有液压卡爪64,或者安装有充气钻,以利于根据水下作业需求来安装不同的工具。

本发明所述水下作业设备3的机械臂上安装有摄像机65,以利于进一步方便水下作业设备3作业时实时观察工作现场。

本发明所述过滤网4至少包括两层滤网,以利于通过多层滤网提高过滤效果。

本发明所述工作舱1上设有观测设备66,所述观测设备66包括摄像机和照明灯,以利于为作业人员实时提供谁在作业区域的视频影像。

本发明所述工作舱1内设有工具箱67和采集筐68,以利于方便盛放作业工具和采集物。

本发明所述行走机构12为履带行走机构12,以利于方便工作舱翻越障碍。

本发明所述机架10上设有吊装架,以利于方便吊装机架,带动机架移动。

如附图1至附图12,本发明通过设置一个底面开口的工作舱,在使用时,工作舱可罩在作业区域,工作舱上间隔设置清水置换机构,本实施例中,在工作舱两侧分别设置两组清水置换机构,外界的水经过滤网、滤芯过滤后进入工作舱内,将工作舱内水下作业设备作业产生的浑水排出工作舱外,保持工作舱内水环境一直处于清澈状态,为水下作业设备作业提供良好的观测环境,本发明在工作舱上安装摄像机和照明灯,在水下作业设备上安装摄像机,均可有效观测作业区域的环境,提高水下作业设备的作业效率,水下作业设备可采用现有技术中的机械手,如两轴机械手、三轴机械手、四轴机械手、六轴机械手等等,根据实际工作需求选择安装,作业设备驱动移动机构包括横向移动机构和纵向移动机构,横向移动机构包括第一横向移动机构和第二横向移动机构,纵向移动机构包括第一纵向移动机构和第二纵向移动机构,水下作业设备通过作业设备驱动移动机构可在工作舱内横向移动和纵向移动,还可以通过作业设备上下移动机构上下移动,水下作业设备上安装有高压喷头,可及时清除水下作业设备作业产生的浑水,保持当下作业视野清晰,高压喷头与高压水泵连接的水管可置于横向拖链或者纵向拖链内,水下作业设备的机械臂下端可以安装液压镐、或者安装液压卡爪,或者安装充气钻,或者安装其他作业工具,工作舱内配有工具箱,用来存放各式各样的作业工具,方便更换,实现水下作业的钻、凿、混凝土填充、抹平等作业,工作舱的控制驱动方式有多种,可根据不同的工作环境和需求选择,

当水下地面较为平坦或者工作空间较大时,可采用附图1-附图3所示的结构,机架上的吊装架可连接钢缆,通过钢缆将机架投放到作业区域附近,启动机架上推进器,改变工作舱的位置,水上控制箱通过观测设备了解工作舱周围环境,工作舱罩在工作区域后,启动清水置换机构的电机,工作舱外的水通过过滤窗口的过滤网过滤,在经过滤芯过滤经水泵出水口进入工作舱内,将工作舱内不清澈的水及一些水中杂物从工作舱底面排出到工作舱外,然后启动水下作业设备,水下作业设备通过作业设备驱动移动机构进行横向移动和纵向移动,当水下作业设备位置合适后,启动水下作业设备开始作业,在水下作业设备作业过程中,还可以根据作业需求启动水下作业设备上的喷射机构以及机械臂上的摄像机,通过高压喷头喷出的清水将水下作业设备作业产生的浑水替换,保持水下作业设备当下作业环境的视野清晰,提高水下作业设备的作业效率,水下作业设备一个位置作业完毕后,可通过作业设备驱动移动机构改变水下作业设备的位置,进行下一个位置的作业,在此过程中,清水置换机构一直是启动状态,将水下作业设备作业产生的浑水压出工作舱,确保工作舱内视野清晰,当当前工作舱内作业完毕后,关闭清水置换机构,启动行走机构或者启动推进器,改变工作舱的位置,进行下一个工作位置作业;

对于一些堤坝来说,往往需要侧面作业,可采用附图4-附图7所述的结构,机架上的吊装架可连接钢缆,通过钢缆将机架投放到作业区域附近,启动机架上推进器,改变工作舱的位置,水上控制箱通过观测设备了解工作舱周围环境,启动工作舱旋转机构,旋转液压油缸伸出,工作舱随之旋转,当工作舱旋转至侧壁上时,启动吸盘机构,通过吸盘将工作舱吸附在侧壁上,启动清水置换机构和作业设备驱动移动机构,打开水下作业设备上摄像机,将水下作业设备移动到合适位置,工作舱外的水经清水置换机构过滤后进入工作舱内,将工作舱内不清澈的水及一些水中杂物从工作舱底面排出到工作舱外,启动水下作业设备,开始作业,水下作业设备一个位置作业完毕后,可通过作业设备驱动移动机构改变水下作业设备的位置,进行下一个位置的作业,在此过程中,清水置换机构一直是启动状态,当当前工作舱内作业完毕后,关闭清水置换机构,关闭吸盘机构的真空泵,根据下一个工作位置的情况,启动推进器改变工作舱的位置,或者通过旋转液压油缸改变工作舱的角度,在通过推进器带动工作舱移动,位置合适后启动旋转液压油缸,将工作舱旋转至贴合在工作侧壁上,启动吸盘机构,通过吸盘将工作舱吸附在侧壁上,启动机械臂,完成水下作业;

当水下地面有障碍时,可采用附图8-附图9所述的结构,将工作舱的吊装架与钢缆链接在一起,然后将工作舱投放到作业区域附近,打开工作舱上观测设备,观测确认情况,然后开启升降机构,将工作舱提升到保证越障的高度,启动行走机构,将工作舱移动到作业区域上方,启动升降机构,将工作舱放下,工作舱罩在作业区域,启动清水置换机构的电机,工作舱外的水通过过滤窗口的过滤网过滤,在经过滤芯过滤经水泵出水口进入工作舱内,将工作舱内不清澈的水及一些水中杂物从工作舱底面排出到工作舱外,然后启动水下作业设备,水下作业设备通过作业设备驱动移动机构进行横向移动和纵向移动,当水下作业设备位置合适后,启动水下作业设备开始作业,在水下作业设备作业过程中,还可以根据作业需求启动水下作业设备上的喷射机构以及机械臂上的摄像机,通过高压喷头喷出的清水将水下作业设备作业产生的浑水替换,保持水下作业设备当下作业环境的视野清晰,提高水下作业设备的作业效率,水下作业设备一个位置作业完毕后,可通过作业设备驱动移动机构改变水下作业设备的位置,进行下一个位置的作业,在此过程中,清水置换机构一直是启动状态,将水下作业设备作业产生的浑水压出工作舱,确保工作舱内视野清晰,当当前工作舱内作业完毕后,关闭清水置换机构,启动行走机构,改变工作舱的位置,进行下一个工作位置作业;

对于空间较小的作业区域或者各个作业区域之间距离相对较大的工作环境来说,可采用附图10所示结构,通过启动工作舱上的推进器可快速改变工作舱的位置,首先可通过钢缆将工作舱投放到一个作业区域,打开观测设备,水上控制箱通过观测设备了解工作舱周围环境,工作舱罩在工作区域后,启动清水置换机构的电机,工作舱外的水通过过滤窗口的过滤网过滤,在经过滤芯过滤经水泵出水口进入工作舱内,将工作舱内不清澈的水及一些水中杂物从工作舱底面排出到工作舱外,然后启动水下作业设备,水下作业设备通过作业设备驱动移动机构进行横向移动和纵向移动,当水下作业设备位置合适后,启动水下作业设备开始作业,在水下作业设备作业过程中,还可以根据作业需求启动水下作业设备上的喷射机构以及机械臂上的摄像机,通过高压喷头喷出的清水将水下作业设备作业产生的浑水替换,保持水下作业设备当下作业环境的视野清晰,提高水下作业设备的作业效率,水下作业设备一个位置作业完毕后,可通过作业设备驱动移动机构改变水下作业设备的位置,进行下一个位置的作业,在此过程中,清水置换机构一直是启动状态,将水下作业设备作业产生的浑水压出工作舱,确保工作舱内视野清晰,当前作业区域工作完毕后,关闭清水置换机构,启动推进器,改变工作舱的位置,进行下一个工作区域作业;上述几种驱动方式可以根据工作环境选择,但也不仅仅局限于此,比如,对于空旷的地方,当作业区域较小时,既可以选择附图1的结构,也可以选择附图8或附图10的结构,工作人员可灵活选择,本发明采用工作舱的形式作业,不需要考虑水下姿态保持,不会受到水流的影响,作业效率更高、更稳定,本发明通过水上控制箱进行远程控制,水上控制箱内集成有水上控制系统、工业级控制手柄及鼠标键盘等,水上控制箱可通过观测设备以及水下作业设备上摄像机实时了解工作舱以及水下作业设备的工作环境和工作情况,进一步提高水下作业设备的工作效率。

本发明由于采用上述结构,具有结构巧妙、作业效率高、可整体置换作业区域浑水、保持作业区域视野清晰等优点。

相关技术
  • 一种水下作业干式舱舱门装置及水下作业干式舱
  • 适用于水下作业工具的移动导轨、水下机器人及作业方法
技术分类

06120112282717