河道自动化清淤机器人 ppt

山东建筑大学,灌区河道 自动化 泥沙清淤机器人,目录,1、设计背景12、设计目的23、结构特征3、44、工作原理5、65、工作过程7 106、设计创新11 127、应用前景13 158、鸣谢16,1,设计背景,近年来由于森林面积的减少，导致水土流失加剧，引起黄河流域的泥沙不断增多，因为缺少有效的办法进行治理，使得黄河的蓄洪排洪的能力不断降低，引起了诸多问题：（1）种植业用水受到威胁。一部分依靠灌区灌溉的农作物轻则干旱减产，重则荒芜失收。同时，由于灌区的蓄灌能力降低，大幅度增加了农用机具提灌庄稼用水的费用。（2）制约了农业产业结构的调整。由于灌区的容水量不断下降，严重影响了农业产业结构调整计划的实施。（3）水土保持作用减弱。灌区蓄水蓄沙、缓冲能量、减轻山洪对泥沙的冲刷，是水土保持的主要工程措施之一。由于灌区的淤积和废弃，蓄水容积减少，对洪水抗击能力明显减弱,2,设计目的,本作品根据现今黄河泥沙淤积，传统清淤机器功率大、能耗高、挖泥浅，将淤泥运出原有河床的机械清淤方法根本无法解决大面积水域清淤问题的现状，引入较为成熟的履带挖掘机行走技术，起重机和高空作业车伸缩臂技术，设计出的一种灵活、高效、操作简单的河道自动化清淤机器人。该机器人的高效性在于它能潜入水中，对堵塞河段进行直接清理作业，在一定程度上能摆脱了过去泥沙清理不彻底的问题。,3,结构特征,封闭式动力装置,橡胶履带,行走装置,动臂,遥控控制器,旋转搅动装置,旋转液压马达,斗杆,4,结构特征,将旋转搅动装置和封闭式动力驱动装置等部分全部安装在特制的小型橡胶履带机器人上，遥控控制机器人封闭式动力装置驱动连接在主架下面行走装置，实现整个机器人的自行式行走。通过动臂的驱动油缸的伸缩实现动臂的俯仰，通过斗杆油缸的伸缩实现斗杆的俯仰，将固定在斗杆前端的旋转搅动装置调整到预定位置，通过旋转马达带动旋转搅动装置的转动，完成搅拌清淤工作执行清理动作。工作原理如上图所示：,5,工作原理,将机器人结构、工作装置和动力驱动等部分全部安装在一辆特制的小型履带车上，遥控控制机器人运动、执行清理动作。该小型水下清淤机器人可以根据实际渠道情况行走到渠道内水下行使到堵塞部位直接对患处进行清理作业。工作原理如图所示：,6,工作原理,当机器人潜入水中后，首先通过控制封闭式动力装置让机器人自行行驶到堵塞河段。 通过各油缸控制动臂、斗杆使旋转装置调调整到合适位置，启动旋转搅动装置马达，从而使机器人开始搅动作业，从而将沉积的淤泥搅成泥浆重新浮起被水流继续冲到下游，减少泥沙的淤积，达到清淤疏通河道的目的。 待该处清理完毕后控制机器人自行驶入下一河段进行清理作业。为了保证清理的彻底性，在搅动装置旋转时，可控制机器人进行360度旋转，旋转同时旋转搅动装置持续作业，从四面全方位进行疏通清理。,工作过程,7,1、普通含有履带的车、机器人都是采用铁作为履带的材料，而该机器人的履带采用人工橡胶合成材料，这样既节约了金属，又减少了因为机器人在坝上行走而给坝体带来的破坏。机器人的这种履带能够在坝上很稳定的来回走动，而不产生任何破坏。,机器人坝上行走过程,工作过程,8,2、结合现有成熟的履带挖掘机、起重机和高空作业车相关技术，整合并完善到该机器人上，使得行走起来更稳定，直接就能行使到需要清理的河段，减少了用大型机械来回转运的麻烦。,机器人下坝过程,9,工作过程,3、当机器人潜入水中时，根据水位的深浅不同，合理的调节机器人臂的长度和高度，当臂达到合适位置时按动搅动装置旋转按钮，使其旋转，让沉积的泥沙腾起，从而被上游水流冲走，达到清淤疏通河道的功能。,工作过程,10,4、从坝上行走、下坝、渠道内泥沙的清理、清理结束，再到完成后上坝，仅需在很短时间就能完成，大大提高了工作效率。,设计创新,11,1）引入较为成熟的履带挖掘机行走装置，高空作业车伸缩臂技术，使整个清淤机器人的行走部分、工作部分高效稳定；,2）设计中，充分考虑引黄灌区渠道的实际情况，清淤时工作人员可站在岸上控制整个清淤作业，不需到水面上，清淤过程十分安全；该设计中融入了先进的机器人设计思想，整体结构紧凑，机动灵活、准确、高效、安全自动化程度高；,设计创新,12,3）长臂前端携带清淤搅动装置实现在渠道堵塞部位，进行水下泥沙清淤作业。工作臂（工作臂为伸缩加折叠结构，臂端部安装泥沙搅动装置）和动力驱动等全部安装在岸上车体上，能够深入渠道内部直接进行工作，清理效果更好。,4）结合先进的水下机器人技术，水下密封技术，使设计出的水下清淤机器人更加先进、效率更高，适应性更强。,应用前景,13,（1）该设计中融入了先进的机器人设计思想，整体结构紧凑，自动化程度高；（2）该机器人可以根据实际情况灵活定位，整体结构尺寸较小、重量较轻，移动、定位方便，机动灵活；,应用前景,14,（3）该机器人是一种使用方便、操作简单的、工作效率高，在一定程度上能够实现清淤的功能。整个清淤过程仅需一个人在岸上操作即可完成，安全、高效，节省人力、财力、物力，大大减轻劳动强度，减少了国家专项资金的投入，另外它坚固耐用，一次投入可长久使用，结构简单，便于维修，机动灵活，效率高、维护方便，适应性较强，而且其操作仅需一人，符合国家所提出的可持续发展的理念。,应用前景,15,冯卓然2011山东建筑大学艺术学院工业