一种基于城市深层排水隧道的水下机器人拦截装置

技术领域

本发明涉及城市深层排水隧道检测技术领域，具体为一种基于城市深层排水隧道的水下机器人拦截装置。

背景技术

目前，城市深层排水隧道指埋设于城市地表以下深层及次深层地下空间，一般指地下20m至60m的空间，用于调蓄、输送雨水或污水的隧道，其埋深大、流速高、内部可视条件差，且部分隧道不具备停水条件，因此需要使用水下机器人通过隧道竖井进入隧道结构内部进行检测，由于城市地下管网复杂且情况不明，水下机器人作业具有很大的不确定性，当遇到突发状况时，对于水下机器人的拦截变得至关重要，此发明针对目前大多数城市污水管网均为上部为方形竖井，地下管道为圆形管道的工况。

现有的水下机器人针对地下管道为圆形的管道进行水下检测时，采用的水下机器人拦截装置仅能够对地下圆形管道的中间位置进行拦截，一旦出现水流较大将检测机器人沿着地下管道冲走时，仅能够对管道的中间区域进行拦截，由于水下机器人设计体型较小，对于水下机器人随水流沿着管道内部边缘的弧形处流动时，由于格栅两侧与圆形管道内壁之间存在较大的空隙，造成水下机器人沿着空隙处流出，存在一定的拦截死角，无法安全可靠的实现拦截及回收。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于城市深层排水隧道的水下机器人拦截装置，以解决上述背景技术中提出的现有的对水下机器人在对圆形的地下管道进行拦截时，格栅两侧与圆形管道内壁之间存在较大的空隙，造成水下机器人沿着空隙处流出，存在拦截死角，无法安全可靠的实现拦截及回收的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于城市深层排水隧道的水下机器人拦截装置,包括地下圆形管道和连通在地下圆形管道上的方形竖井，还包括：

中部拦截单元，包括设于所述地下圆形管道内用于将圆形管道中部的水下机器人进行拦截的中部拦截组件和设于所述中部拦截组件上端用于与方形竖井配合对中部拦截组件进行限位的限位组件；

侧部拦截单元，包括转动设于所述中部拦截组件一侧用于将中部拦截组件与圆形管道之间的间隙进行拦截的侧部拦截组件和设于所述中部拦截组件内部用于带动侧部拦截组件进行打开或关闭的驱动组件。

进一步的，所述中部拦截组件包括：

下底板，置于所述地下圆形管道底部，所述下底板上端均匀开设有出水孔；

下支杆，设有多组，等间距的连接在所述下底板上端靠近三个边的边缘处形成拦截笼；

安装杆，连接在所述下底板上端靠近拦截笼的开口处，用于对侧部拦截组件进行安装。

进一步的，所述限位组件包括：

中底板，连接在所述下支杆上端；

上支杆，设有多组，等间距连接在所述中底板上端，用于插入到方形竖井内对中部拦截组件进行限位；

上底板，连接在所述上支杆上端，用于对上支杆进行加固。

进一步的，所述限位组件还包括：

导轮，沿着所述上底板的四周等间距安装，用于对中部拦截单元沿着方形竖井的内壁下放时进行导向。

进一步的，所述驱动组件包括：

安装架，安装在所述中部拦截组件上部，所述安装架上端依次设有第一凹槽、第二凹槽；

驱动电机，连接在所述安装架上端；

驱动轴，连接在所述驱动电机的驱动端，所述驱动轴外侧依次固定套设有与第一凹槽对应的第一半齿轮和与第二凹槽对应的第二半齿轮；

第一斜齿轮件，与所述安装架内部预留的孔转动连接，并通过第一从动齿轮与所述第二半齿轮啮合；

第二斜齿轮件，与所述安装架内部预留的孔转动连接，并通过第二从动齿轮与所述第一半齿轮啮合。

进一步的，所述第一半齿轮外侧设有第一空缺部；

所述第二半齿轮外侧设有第二空缺部；

在第二半齿轮转动至第二空缺部与第一从动齿轮对应时，第一空缺部第二从动齿轮对应切换为第一半齿轮与第二从动齿轮啮合。

进一步的，所述侧部拦截组件包括：

右拦截门；

第三齿轮，连接在所述右拦截门一侧，其内部转动套设在所述安装杆外侧，用于将右拦截门转动拦截在安装杆外侧；

第四齿轮，与所述第三齿轮啮合，所述第四齿轮上端固定连接有与驱动组件啮合的第三斜齿轮件。

进一步的，所述侧部拦截组件还包括：

左拦截门；

第五齿轮，连接在所述左拦截门一侧，其内部转动套设在另一个安装杆外侧，用于将左拦截门转动安装在安装杆外侧；

第六齿轮，与所述第五齿轮啮合，所述第六齿轮上端固定连接有与驱动组件啮合的第四斜齿轮件。

进一步的，所述安装杆外侧且位于所述第三齿轮和第五齿轮下方固定套设有限位环，用于对第三齿轮与第五齿轮进行限位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用吊车将中部拦截组件沿着方形竖井下方至方形竖井与地下圆形管道的相交处，在沿着方形竖井进行下放过程中，为了能够防止，中部拦截组件与限位组件与方形竖井侧壁的撞击，通过导轮与方形竖井进行滚动下移，有效的延长了该拦截装置的使用寿命。

2、本发明通过中部拦截组件被放入到地下圆形管道底部时，上支杆位于方形竖井内，在地下圆形管道内的水流冲击中部拦截组件时，通过方形竖井对上支杆的限位作用，有效的防止中部拦截组件被污水沿着地下圆形管道冲走。

3、本发明通过启动驱动电机，驱动电机通过驱动轴带动第一半齿轮与第二半齿轮同步转动，第二半齿轮先通过第一从动齿轮带动第一斜齿轮件转动，第一斜齿轮件通过第三斜齿轮件带动第四齿轮转动，第四齿轮通过第三齿轮带动右拦截门先打开至右侧间隙处，随后第二空缺部转动至与第一从动齿轮对应处，使得第一从动齿轮停止转动，同时第一半齿轮转动至与第二从动齿轮啮合并带动第二从动齿轮转动，第二从动齿轮通过第二斜齿轮件带动第四斜齿轮件转动，第四斜齿轮件通过第六齿轮带动第五齿轮转动，第五齿轮带动左拦截门打开至左侧间隙处，随后驱动电机停止转动，从而能够对格栅两侧与圆形管道内壁之间存在较大的空隙进行充分拦截，有效的避免水流中的水下机器人沿着空隙处流出。

4、本发明通过左拦截门与右拦截门打开后，在后续的地下圆形管道的污水流动过程中，被下支杆拦截的水下机器人落在下底板的上端，被左拦截门与右拦截门拦截后的水下机器人在污水的冲击力作用下流入下支杆处，并被下支杆拦截后落入到下底板上堆积，当被拦截的水下机器人需要被回收时，控制驱动电机反向转动，使得左拦截门与右拦截门复位，使得下底板上水下机器人被封闭，采用吊车将该拦截装置沿着方形竖井吊出，即可完成对水下机器人的回收，从而达到了能够可靠的对水下机器人进行拦截回收的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中部拦截单元与地下圆形管道的配合关系图；

图3为本发明中部拦截单元的侧部拦截单元的配合关系图；

图4为本发明驱动组件与侧部拦截组件的配合关系图；

图5为本发明在图4中A处的放大图；

图6为本发明驱动组件内部结构示意图；

图7为本发明侧部拦截组件的工作示意图。

附图标记：1、中部拦截单元；2、侧部拦截单元；100、地下圆形管道；101、方形竖井；11、中部拦截组件；12、限位组件；111、下底板；1111、出水孔；112、下支杆；113、安装杆；121、上支杆；122、上底板；123、导轮；124、中底板；21、驱动组件；22、侧部拦截组件；211、安装架；2111、第一凹槽；2112、第二凹槽；212、驱动电机；213、驱动轴；214、第一半齿轮；215、第二半齿轮；2141、第一空缺部；2151、第二空缺部；216、第一斜齿轮件；2161、第一从动齿轮；217、第二斜齿轮件；2171、第二从动齿轮；221、右拦截门；222、第三齿轮；223、限位环；224、第四齿轮；225、第三斜齿轮件；226、左拦截门；227、第五齿轮；228、第六齿轮；229、第四斜齿轮件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种基于城市深层排水隧道的水下机器人拦截装置,包括地下圆形管道100和连通在地下圆形管道100上的方形竖井101，还包括：

中部拦截单元1，包括设于所述地下圆形管道100内用于将圆形管道中部的水下机器人进行拦截的中部拦截组件11和设于所述中部拦截组件11上端用于与方形竖井101配合对中部拦截组件11进行限位的限位组件12；

侧部拦截单元2，包括转动设于所述中部拦截组件11一侧用于将中部拦截组件11与圆形管道之间的间隙进行拦截的侧部拦截组件22和设于所述中部拦截组件11内部用于带动侧部拦截组件22进行打开或关闭的驱动组件21。

需要说明的是：初始时，侧部拦截组件22与中部拦截组件11处于折叠状态，用吊车将中部拦截组件11由方形竖井101上口放入到方形竖井101与地下圆形管道100的相交处，使得限位组件12处于方形竖井101底部，中部拦截组件11将地下圆形管道100中部，当污水沿着地下圆形管道100流动时，中部拦截组件11将地下圆形管道100中部的水下机器人进行拦截，为了能够将中部拦截组件11与地下圆形管道100之间的弧形间隙流出的水下机器人进行拦截，启动驱动组件21，驱动组件21带动侧部拦截组件22沿着中部拦截组件11与地下圆形管道100之间的弧形间隙张开，从而达到了能够对地下圆形管道100内的水下机器人进行充分的拦截的效果。

作为改进，如图1-3所示，所述中部拦截组件11包括：

下底板111，置于所述地下圆形管道100底部，所述下底板111上端均匀开设有出水孔1111；

下支杆112，设有多组，等间距的连接在所述下底板111上端靠近三个边的边缘处形成拦截笼；

安装杆113，连接在所述下底板111上端靠近拦截笼的开口处，用于对侧部拦截组件22进行安装；

其中，所述下底板111地面为弧形，用于与地下圆形管道100与下底板111之间的间隙进行填充，避免水下机器人在下底板111与地下圆形管道100之间的间隙处跑出。

进一步的，所述限位组件12包括：

中底板124，连接在所述下支杆112上端；

上支杆121，设有多组，等间距连接在所述中底板124上端，用于插入到方形竖井101内对中部拦截组件11进行限位；

上底板122，连接在所述上支杆121上端，用于对上支杆121进行加固。

更进一步的，所述限位组件12还包括：

导轮123，沿着所述上底板122的四周等间距安装，用于对中部拦截单元1沿着方形竖井101的内壁下放时进行导向。

作为改进，如图4-7所示，所述驱动组件21包括：

安装架211，安装在所述中部拦截组件11上部，所述安装架211上端依次设有第一凹槽2111、第二凹槽2112；

驱动电机212，连接在所述安装架211上端；

驱动轴213，连接在所述驱动电机212的驱动端，所述驱动轴213外侧依次固定套设有与第一凹槽2111对应的第一半齿轮214和与第二凹槽2112对应的第二半齿轮215；

第一斜齿轮件216，与所述安装架211内部预留的孔转动连接，并通过第一从动齿轮2161与所述第二半齿轮215啮合；

第二斜齿轮件217，与所述安装架211内部预留的孔转动连接，并通过第二从动齿轮2171与所述第一半齿轮214啮合。

进一步的，如图5-6所示，所述第一半齿轮214外侧设有第一空缺部2141；

所述第二半齿轮215外侧设有第二空缺部2151；

在第二半齿轮215转动至第二空缺部2151与第一从动齿轮2161对应时，第一空缺部2141第二从动齿轮2171对应切换为第一半齿轮214与第二从动齿轮2171啮合。

作为改进，所述侧部拦截组件22包括：

右拦截门221；

第三齿轮222，连接在所述右拦截门221一侧，其内部转动套设在所述安装杆113外侧，用于将右拦截门221转动拦截在安装杆113外侧；

第四齿轮224，与所述第三齿轮222啮合，所述第四齿轮224上端固定连接有与驱动组件21啮合的第三斜齿轮件225；

其中，所述第三斜齿轮件225上端与所述第一斜齿轮件216啮合。

进一步的，如图7所示，所述侧部拦截组件22还包括：

左拦截门226；

第五齿轮227，连接在所述左拦截门226一侧，其内部转动套设在另一个安装杆113外侧，用于将左拦截门226转动安装在安装杆113外侧；

第六齿轮228，与所述第五齿轮227啮合，所述第六齿轮228上端固定连接有与驱动组件21啮合的第四斜齿轮件229；

其中，所述第四斜齿轮件229上端与所述第二斜齿轮件217啮合。

更进一步的，所述安装杆113外侧且位于所述第三齿轮222和第五齿轮227下方固定套设有限位环223，用于对第三齿轮222与第五齿轮227进行限位。

需要补充的是，本发明中的中底板124侧部安装有探头，用于实时记录地下圆形管道100的水下机器人拦截状态，中底板124的下端安装有水下照明灯，用于照明中部拦截组件11与侧部拦截组件22在地下圆形管道100内的放置状况。

需要说明的是，如图2-3所示，本发明在具体实施过程中，采用吊车将中部拦截组件11沿着方形竖井101下方至方形竖井101与地下圆形管道100的相交处，在沿着方形竖井101进行下放过程中，为了能够防止，中部拦截组件11与限位组件12与方形竖井101侧壁的撞击，通过导轮123与方形竖井101进行滚动下移，有效的延长了该拦截装置的使用寿命；

如图2所示，中部拦截组件11被放入到地下圆形管道100底部时，上支杆121位于方形竖井101内，在地下圆形管道100内的水流冲击中部拦截组件11时，通过方形竖井101对上支杆121的限位作用，有效的防止中部拦截组件11被污水沿着地下圆形管道100冲走；

如图3-7所示，本发明为了防止水流中的水下机器人从地下圆形管道100与下支杆112之间的间隙处流出，启动驱动电机212，驱动电机212通过驱动轴213带动第一半齿轮214与第二半齿轮215同步转动，第二半齿轮215先通过第一从动齿轮2161带动第一斜齿轮件216转动，第一斜齿轮件216通过第三斜齿轮件225带动第四齿轮224转动，第四齿轮224通过第三齿轮222带动右拦截门221先打开至右侧间隙处，随后第二空缺部2151转动至与第一从动齿轮2161对应处，使得第一从动齿轮2161停止转动，同时第一半齿轮214转动至与第二从动齿轮2171啮合并带动第二从动齿轮2171转动，第二从动齿轮2171通过第二斜齿轮件217带动第四斜齿轮件229转动，第四斜齿轮件229通过第六齿轮228带动第五齿轮227转动，第五齿轮227带动左拦截门226打开至左侧间隙处，随后驱动电机212停止转动，从而能够对格栅两侧与圆形管道内壁之间存在较大的空隙进行充分拦截，有效的避免水流中的水下机器人沿着空隙处流出；

左拦截门226与右拦截门221打开后，在后续的地下圆形管道100的污水流动过程中，被下支杆112拦截的水下机器人落在下底板111的上端，被左拦截门226与右拦截门221拦截后的水下机器人在污水的冲击力作用下流入下支杆112处，并被下支杆112拦截后落入到下底板111上堆积，当拦截物需要进行清理时，控制驱动电机212反向转动，使得左拦截门226与右拦截门221复位，使得下底板111上水下机器人被封闭，采用吊车将该拦截装置沿着方形竖井101吊出，即可完成对水下机器人的回收，从而达到了能够可靠的对水下机器人进行拦截回收的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。