專利名稱：能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人。
背景技術(shù)：
當(dāng)前清淤仍靠挖泥船，但普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，成本高，工效低。而所排泥漿中含泥量卻很少，泥漿流動時轉(zhuǎn)彎多，管道阻力大。而且要打樁、拔樁、筑壩。往往待水濾去后還要再來挖泥等工藝復(fù)雜。需要很多輔助工時。而且不能裝車上路，不能到山區(qū)水庫、湖泊、小河里去作業(yè)。更不能多用。當(dāng)前泥船所用的吸管由于真空度所限，一般不超過6米(否則吸不動泥)，對深水不能作業(yè)。太淺了又開不動！

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述挖泥船普遍存在的問題，本發(fā)明提供了一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人。并可高速上竄到水面，接發(fā)信息。既可在水中馳行，也可到淺灘清淤，還能到深海底采集礦樣和珍貴生物及海底運輸?shù)龋D(zhuǎn)彎也非常靈活，其主體是強(qiáng)力泵如腹腔，前吃進(jìn)，后排出；泵前方有挖輪、劃片如手臂能伸縮劃動和轉(zhuǎn)向；后方驅(qū)動輪有如雙腳亦如步行；泵上方是駕駛室，室內(nèi)自控系統(tǒng)可根據(jù)水下監(jiān)視器及信息接發(fā)器提供的信息進(jìn)行操作；泵兩側(cè)及后面是鋰電池(或燃料電池)、液壓油箱、氧氣罐、液壓動力系統(tǒng)，是其心臟和血管，下方是托板如同脊粱；故曰“水下機(jī)器人”。水不太深，清淤時可用船上或電網(wǎng)的電，不用電池。根本不用打樁拔樁，直接將泥石流打到泥船或噴射到岸上。故又稱“小海狼式潛水清淤機(jī)”。本發(fā)明通過以下七個方面的獨創(chuàng)設(shè)計來實現(xiàn)潛入水底(最深可達(dá)數(shù)百米)、挖掘淤土、碎石并輸送到凹地或船上；采集珍貴生物和礦樣并裝入小罐快速浮起；既可在水底漫步也能在水中、水面馳行；既可在深水底作業(yè)，也能在淺灘清淤；既能高速上竄，轉(zhuǎn)彎也很靈活，既能接發(fā)信息，自控也很可靠。這七個方面的特殊的裝置是— .強(qiáng)力泵一其總圖如圖I所示在缸桶內(nèi)表面硫化一層橡膠。其中裝有一只中空活塞?；钊鈭A上均布有多只軸向布置的小滾輪。在中空活塞后端有活塞閥，缸桶兩端有前閥和后閥。強(qiáng)力泵的工作原理如圖2所示當(dāng)中空活塞后行時(如圖2所示)活塞閥(4)，在泥流作用下關(guān)閉。前閥(3)和后閥(5)也都在真空吸力和泥流作用下打開，泥流被吸進(jìn)缸桶，并隨活塞后行，活塞后部的泥流被壓入排泥管。當(dāng)中空活塞前行時(如圖I所示)前閥和后閥都關(guān)閉。中空活塞閥門打開。被吸、壓進(jìn)缸桶的泥流通過活塞閥進(jìn)入缸桶后部。排泥管中的泥流因后閥關(guān)閉，不能倒回缸桶。隨著中空活塞來回往復(fù)運動，不斷把吸進(jìn)的泥流打出排泥管。當(dāng)挖采深水底珍貴生物或礦石時，可不用排泥管，而用帶很多小孔的小罐，將其推壓其中(水能排掉)，滿后上浮(如圖2)。
該泵的缸桶內(nèi)表面硫化有橡膠，在中空活塞來回往復(fù)運動過程中，沙?；螂s渣卡缸桶與中空活塞之間，橡膠立即下凹，待中空活塞走過去后，橡膠立即將沙粒彈起推走！所以不會造成“拉缸”。中空活塞的驅(qū)動原理如圖I所示一液壓馬達(dá)帶動一連桿使一齒輪作圓弧運動(1/3園周)，其齒使另一齒輪也作來回轉(zhuǎn)動，該齒輪軸的另一端鋼絲繩輪也隨之來回轉(zhuǎn)動(4/5圓周)，其上鋼絲繩便拉動中空活塞往復(fù)運動。二 .驅(qū)動輪后橋差速器一缸桶后部兩側(cè)有2只驅(qū)動輪(可用小些挖輪，劃片改為平板即可)其間有類似汽車后橋差速器由一液壓馬達(dá)帶動，故轉(zhuǎn)向很靈活。與前挖輪同時驅(qū)動，使清淤機(jī)無論水深淺都能工作。三。挖輪和劃片一挖輪在強(qiáng)力泵的前方，用液壓驅(qū)動。寬幅輪緣上鉸接4-6只寬劃片，該片前部有三角刀齒有挖土和切斷水草的功能。并能把泥、石、扒入缸桶內(nèi)。因其沉于土中，所以含泥量可增加很多。在挖輪兩側(cè)有轉(zhuǎn)向油缸，可使該輪轉(zhuǎn)向，使機(jī)組轉(zhuǎn)彎。
清淤時挖輪劃片低速(3060轉(zhuǎn)/分)，須浮起時須加速(100150轉(zhuǎn)/分)，即每分鐘劃600—900次，足可使機(jī)組抬頭上??！此時后電磁已關(guān)閉排泥管，同時打開噴口，來自強(qiáng)力泵的高壓水從噴口噴出，使機(jī)組快速上浮。四.動力裝置一水不很深時，發(fā)電機(jī)放在船上或岸上，通過電纜供電。水很深而且水草很多時，用鋰電池(或燃料電池)供電。以驅(qū)動電機(jī)，液壓系統(tǒng)和自控系統(tǒng)。五·排泥管噴口裝置一大小頭形排泥管，大頭聯(lián)接于強(qiáng)力泵后端，小頭端有一三通與排泥管和噴口相聯(lián)，三通內(nèi)有一電磁閥，通常清淤時都關(guān)閉噴口。上浮或須加速時。該閥即關(guān)閉排泥管，打開噴口，讓強(qiáng)力泵的高壓水從噴口噴出。噴口與排泥管之間有一段耐高壓軟管，在油缸作用下可使噴口轉(zhuǎn)向，使機(jī)組加速轉(zhuǎn)彎。六.托板一托板在強(qiáng)力泵下方，兩邊梢朝下彎，上平面壓有很多凹槽，使接地壓力在O. 022kg/cm2以下。機(jī)組不會下陷很深。七。駕駛室自控系統(tǒng)和水下監(jiān)視器及信息接發(fā)器一駕駛室體積不大只能納一人，四周有觀察孔并采用兩夾板中密布鋼管結(jié)構(gòu)(請見圖5)。以承受潛入大海數(shù)百米的高壓。室外氧氣罐有氣管通到室內(nèi)；室內(nèi)有自控系統(tǒng)，可以視錄來自前方水下監(jiān)視器的錄相及來自岸上或船上發(fā)來的信息(接發(fā)信息時機(jī)組須上浮讓信息接發(fā)器露出水面)本發(fā)明的有益效果是一.與挖泥船相比I.省去了龐大昂貴的船體和打樁拔樁系統(tǒng)。2.提高了排出泥漿中的含泥量。工效提高了一倍。3.解決了水深吸不動，水淺走不動的弊病。本發(fā)明無論水深淺都能工作。4.體積小可運到挖泥船不能到的水庫、小河、湖泊等地去作業(yè)。5.其價格只有挖泥船的1/20。二 .與我原“潛水型清淤機(jī)“相比I.省去了兩浮罐、密封倉、缸內(nèi)兩根導(dǎo)柱、遙控裝置、拔草刃、水下絞車等。但多了一個駕駛室和自控系統(tǒng)。2.潛入水下深度、上浮速度、轉(zhuǎn)彎靈敏度都大幅提高！體積要小得多！用途廣得多！


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖I是本發(fā)明的總體布置圖上部是駕駛室(含自控系統(tǒng))和水下監(jiān)視器及大燈。駕駛室上是信息接發(fā)器。中部是強(qiáng)力泵總成齒輪箱、缸桶、前閥、中空活塞、活塞閥、鋼絲繩、大小頭形排泥管、鋼絲繩輪、后閥。強(qiáng)力泵兩側(cè)和后面是鋰電池(或燃料電池)、電機(jī)、高壓油泵、液壓油
箱、氧氣罐等。下部是驅(qū)動輪、后橋差速器和托板。前部是挖輪總成和劃片。挖輪兩側(cè)有液壓缸。 后部是電動機(jī)和高壓油泵、排泥管、液壓缸、噴口、電磁閥。圖2是本發(fā)明第一個實施例——沉到海底采掘珍貴礦產(chǎn)品并快速上浮——后掛一小罐，前劃片快劃上升，后噴口噴出高壓水柱。當(dāng)駕駛室頂部電訊接發(fā)器冒出水面，即可接收到指令。(必要時也可進(jìn)一駕駛員進(jìn)行操作)圖3是挖輪總成圖表述了挖輪運轉(zhuǎn)中凸輪不轉(zhuǎn)，劃片到前打開，到后收起的結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明第二個實施例一在淺水作業(yè)時，駕駛室可下掉，可通過船上或岸上顯示器根據(jù)水下監(jiān)視器提供的信息操作。也可用上面的電纜供電給水下機(jī)組。圖5是駕駛室外殼的剖視圖表述了兩夾板中密布鋼管的外殼結(jié)構(gòu)。圖6是雙機(jī)組合產(chǎn)品圖。3套強(qiáng)力泵，2套挖輪劃片，3個噴口，3個進(jìn)口，I套駕駛室(含自控系統(tǒng))，電池、氧氣、液壓油、電機(jī)、高壓油泵等都配置在兩側(cè)倉內(nèi)。圖I中1。高壓油泵2。電機(jī)3。鋰電池(或燃料電池)4。繩輪5。齒輪箱6。后閥7.駕駛室自控系統(tǒng)。8。信息接發(fā)器9。顯示器10。液壓馬達(dá)主動輪11。水下監(jiān)視器及大燈12。劃片13。挖輪總成14。液壓缸15。翻手16。凸輪17。挖輪液壓馬達(dá)18。前閥19。鋼絲繩20。中空活塞21。托板22。后驅(qū)動輪及后橋23。噴口 24。電磁閥25。大小頭錐管圖2中1。信息接發(fā)器2。劃片3。前閥4?；钊y5。后閥6。噴出的高壓水柱7。小iig8。液壓油缸圖3中1。擺手2。凸輪3。劃片4。液壓馬達(dá)圖4中1。排泥管2。泥船3。溢水管4。工作船5。水下監(jiān)視器和大燈6。小海狼式清淤機(jī)7。浮桶8。電纜圖5中1。駕駛室內(nèi)板2。鋼管3。駕駛室外板圖6中1。噴口 2。高壓軟管3。倉1(內(nèi)含電池、電機(jī)、高壓油泵)4。倉2(內(nèi)含液壓油罐、氧氣罐、備件箱)5。駕駛室(內(nèi)含自控系統(tǒng)、坐位)6。信息接發(fā)器7。劃片8。強(qiáng)力泵總成9。后油缸10。挖輪總成11。水下監(jiān)視器大燈總成
具體實施例方式在圖2潛到海底作業(yè)中，首先必須嚴(yán)格撿查各部件總成的可靠性駕駛室的水壓測試；氧氣瓶中的液態(tài)氧撿查；機(jī)組在臺架試運轉(zhuǎn)半小時中是否完全正常？并測定其溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、間隙等；電池組電力情況、水下監(jiān)視器和大燈情況、駕駛員身體情況更應(yīng)關(guān)注。(最好按圖6雙機(jī)組合配置有駕駛員并兩艘以上同時作業(yè)，可用燈光相互聯(lián)系)。在圖4淺水作業(yè)中，人可不下去，把駕駛室下掉，通過船上或岸上顯示器根據(jù)水下監(jiān)視器提供的信息來操作。用上面的電纜供電給水下機(jī)組。要確保 不漏電，水面工作船和泥船與水下機(jī)組配合協(xié)調(diào)。不可操之過急！無故障快就在其中。
權(quán)利要求
1.一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人，其特征是在一強(qiáng)力泵前方聯(lián)接有挖輪和劃片，該泵后方是驅(qū)動輪后橋差速器和排泥管，再往后是電機(jī)、高壓油泵、噴口，泵上方是駕駛室和水下監(jiān)視器及信息接發(fā)器，泵兩側(cè)是鋰電池(或燃料電池)、氧氣罐和油箱，下方是托板。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人其特征是強(qiáng)力泵是在缸桶內(nèi)表面有層耐磨彈性材料，其中裝有一中空活塞，活塞兩端外圓四周布有多只軸向布置的小滾輪，在活塞的一端和缸桶的兩端都有閥門，一根鋼絲繩經(jīng)三只槽輪后穿過中空活塞上端缺口和中心孔，再繞接于一鋼絲繩輪上，該輪由一液壓馬達(dá)帶動一連桿，使其作來回擺動。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人其特征是液壓驅(qū)動的挖輪寬幅輪緣上鉸接4-6只寬劃片，該片前部有三角刀齒，在挖輪兩側(cè)有轉(zhuǎn)向油缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人其特征是驅(qū)動輪后橋包含2只驅(qū)動輪，I只液壓馬達(dá)和I差速器。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人其特征是排泥管呈大小頭形，大頭聯(lián)接于強(qiáng)力泵后端，小頭端有一三通與噴口相聯(lián)，三通內(nèi)有一電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的水下機(jī)器人其特征是托板在強(qiáng)力泵下方，兩邊梢朝下彎，上平面壓有很多凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種能潛到海底能清淤的機(jī)器人其特征是駕駛室采用兩夾板中密布鋼管結(jié)構(gòu)，四周有觀察孔，室外氧氣罐有氣管通到室內(nèi)，室內(nèi)有自控系統(tǒng)，水下監(jiān)視器在其前方，信息接發(fā)器在其上方。
全文摘要
一種水下機(jī)器人，能潛入海底，并可高速上竄到水面，接發(fā)信息。既可在水中馳行，也可到淺灘清淤，還能到深海底采集礦樣和珍貴生物及海底運輸?shù)龋D(zhuǎn)彎也非常靈活，其主體是強(qiáng)力泵如腹腔，前吃進(jìn)，后排出；泵前方有挖輪、劃片如手臂能伸縮劃動和轉(zhuǎn)向；后方驅(qū)動輪有如雙腳亦能步行；泵上方是駕駛室其自控系統(tǒng)，根據(jù)水下監(jiān)視器及信息接發(fā)器提供的信息進(jìn)行操作；泵兩側(cè)及后面是鋰電池(或燃料電池)、液壓油箱、氧氣罐、液壓動力系統(tǒng)，是其心臟和血管，下方是托板如同脊粱；水不深，清淤時可用船上顯示器根據(jù)水下監(jiān)視器提供的信息進(jìn)行操作，駕駛室可下掉，根本不用打樁拔樁，直接將泥石流打到泥船或噴射到岸上。故稱“能潛到海底能清淤的機(jī)器人”。
文檔編號E02F3/88GK102817389SQ201110154550
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者吳勇 申請人:吳勇