一种具有水下淤泥探测功能的清淤作业车的制作方法

本实用新型涉及一种水下清淤设备，具体涉及一种具有水下淤泥探测功能的清淤作业车。

背景技术：

在污水设施运行的过程中，一些不溶性的颗粒物逐渐在水池中积累，最终淤积在池底，导致底部水流阻力增加，淤泥淤积现象恶化，严重时会堵塞水管，损坏机械设备，因此水下清淤成为了水处理工艺维护的一个关键。水下清淤作业车清是一种简单有安全的清淤方法，然而在较高浊度和色度的水池中，无法通过摄像和灯光的方式寻找淤泥堆积的位置，只能将整个池底全部清扫一遍来完成清淤，对于一个较大的水池但淤积点位少且分散，这种清理方式就显得费时和费电。

技术实现要素：

本实用新型提供一种具有高浊度水下淤泥探测功能的清淤作业车，能够探测池底淤泥堆积的位置，进行定点清理。

一种具有水下淤泥探测功能的清淤作业车，包括清淤车主体，还包括：

设于所述清淤车主体顶部的污泥探测装置；

用于安装所述污泥探测装置的支撑架；

以及用于驱动所述污泥探测装置旋转的驱动机构。

污泥探测装置通过支撑架安装于作业车主体顶部，驱动机构驱动污泥探测装置在水平面内转动，旋转角度范围0～360°(不超过360°)，对作业车附近环境进行探测扫描，在一定范围内可以探测整个池底的扫描范围，将扫描数据传输给地面终端设备，给工作人员遥控清淤车提供判断依据，可实现定点清淤。

优选地，所述支撑架包括：

升降器，固定于清淤车主体顶部；

设于升降器顶部的陀螺稳定平台，所述污泥探测装置安装于该陀螺稳定平台上。

升降器可以调整污泥探测装置的安装高度，陀螺稳定平台便于污泥单侧器的稳定安装。

优选地，所述污泥探测装置包括：

密封壳；

安装于密封壳竖向外侧面上的声呐阵列；

以及设于密封壳内的三维电子罗盘、功率放大器和输出电路；

声呐阵列、功率放大器和输出电路依次电连接，所述输出电路将信号传输给地面终端设备。

三维电子罗盘和输出电路的信号均输出值地面终端设备如计算机，判断污泥堆的距离和方位，工作人员根据结果遥控清淤车向污泥堆行进。

进一步优选地，所述声呐阵列的布置方式为等间距环状安装于密封壳的竖向侧面。

进一步优选地，声呐阵列中声呐探头的数量为1～8个。所有声呐探头均与功率放大器电连接。声呐探头可通过市购获得。

进一步优选地，所述密封壳为正多边形扁平密封壳，声呐阵列固定在正多边形各边对应的外侧壁上。

优选地，所述驱动机构为电机，电机机座固定在密封壳内壁顶部的中心处，电机轴竖向设置且底部贯穿密封壳与支撑架固定连接，贯穿处密封连接。

电机轴固定，电机座旋转，带动密封壳旋转，密封壳侧面的声呐探头对车体附近进行全方位扫描。

优选地，所述密封壳内还设有三维电子罗盘。目标物方位角和距离可基于位于密封罩内的电子罗盘与声波传播时间确定，密封壳材质优选塑料。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)采用环形整列的多波束侧扫声呐，利用旋转侧扫声呐收发阵列的方式，在固定的位置探测整个池底的扫描范围。

(2)通过侧扫声呐装置获取淤积在池底的淤泥的方位和距离.

(3)根据目标淤泥的方位和距离，遥控调整方向并前进至目标淤泥。

附图说明

图1是本实用新型作业车作业时的整体示意图。

图2是污泥探测装置的外形示意图。

图3是污泥探测装置的内部结构示意图。

图4是污泥探测装置在作业车顶部的安装示意图。

图中所示附图标记如下：

1-污泥探测装置 2-清淤车主体 3-支撑架

11-密封壳 12-声呐阵列 13-电机

14-功率放大器 15-输出电路

31-升降器 32-陀螺稳定平台

具体实施方式

如图1～图4所示，一种水下清淤作业车，包括清淤车主体2、清淤车主体顶部的污泥探测装置1和安装污泥探测装置的支撑架3，清淤车主体本身为常规水下清淤作业车，本实用新型在常规清淤作业车顶部增设污泥探测装置1。

如图4所示，支撑架3包括升降器31和陀螺稳定平台32，升降器底部固定在清淤车主体2顶部的前端，陀螺稳定平台固定在升降器顶部，污泥探测装置安装在陀螺稳定平台上。

污泥探测装置的结构示意图如图2和图3所示，包括密封壳11，安装在密封壳外的声呐阵列12以及安装在密封壳内的功率放大器14和输出电路15，声呐阵列、功率放大器14和输出电路15依次电连接，输出电路将信号输出至地面终端设备如计算机中，工作人员可依据收到的信号数据判断污泥的位置，遥控清淤车向目标物前进。

密封壳采用正多边形扁平壳，声呐阵列中声呐探头的数量为1～8个，声呐阵列的声呐探头等间距环状安装于密封壳的竖向侧面，即对称固定于多边形各边对应的外侧壁上，每个声呐探头均接入功率放大器。

密封壳通过电机13安装于陀螺稳定平台上，电机机座与密封壳内壁顶面中心处固定，电机轴竖向设置且底端固定在陀螺稳定平台上，电机轴与密封壳连接处采用可实现密封壳与电机轴相对转动的水密连接，电机轴固定，电机座转动，带动密封壳旋转，实现侧扫声呐在一定范围内的全面扫描。

污泥探测装置的探测原理如下：

淤泥探测装置随着清淤作业车到达池底后，声呐阵列通过电声换能器激发出一组脉冲声波传递至水中，当声波遇到池底或障碍物时发生反射，最后回到声呐阵列，信号经过电声换能器转变为电信号，经过放大器和输出电路传输至地面计算机。

目标物方位角和距离可基于位于密封罩内的电子罗盘与声波传播时间确定。

①目标物方位角确定：以正北方为基准建立极坐标系统，以电机旋转的角度α(顺时针为负，逆时针为正)表示清淤作业车正前方向与目标的之间的夹角。

②目标物距离测定：

由于声波在水温T，盐度S，深度Z下的传播速度v存在如下关系：

v＝1449.2+4.6T-0.055T²+0.00029T³+(1.34-0.01T)(S-35)+0.016Z

根据声波返回的时间Δt，计算清淤作业车与目标物的距离L

L＝v·Δt

因此目标物的极坐标即可表示为(L,α)，遥控清淤作业车根据方位角进行调整车身方向，随后向目标物前进，期间通过污泥探测装置的多波束侧扫声呐测量确认与目标物的距离。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。