一种水下清淤系统的制作方法

1.本实用新型属于清淤设备技术领域，具体涉及一种水下清淤系统。


背景技术：

2.在河道、运河、水库及水利枢纽等地因水流泥沙含量较大或因闸门挡水等原因，在河床底部或挡水设施前易形成淤泥和淤沙堆积，造成河床升高，对航运、发电、引水等造成负面影响，并存在一定的安全隐患，因此需要定期对淤积严重的区域进行清理。
3.目前多采用清淤船人工清淤，缺点明显：一是清淤设备体型庞大，在狭窄河道、河床不平坦或有通航建筑物干扰等区域，适用性就会大打折扣；二是在水流速度较大区域，或需筑堰清淤，导致清淤作业效率低、经济性差、环境影响大、清淤不彻底；三是现有的清淤技术需要投入大量人力、物力、财力，成本高、经济性差。


技术实现要素：

4.为解决上述传统清淤设备和方式上凸显的各种问题，需要一套经济性好、适用性强、工作效率高的清淤系统。本实用新型是一种水下清淤的智能化、自动化、小型化的河道清淤系统，提前规划、采集并录入清淤区域信息，采用多工作平台协同工作的方式，并根据清淤区域特点实时调整工作平台布置模式，运用了信息自主分析、工作平台自主联动、轨迹自主定位记录等技术，简化过程管控，提升清淤效率，降低清淤资源投入，实现智能化、自动化及可视化彻底清淤的目的，很好地填补了此项技术空白。
5.为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种水下清淤系统，它包括清淤工作平台、清淤机和综合控制系统；多个清淤工作平台可移动的布置在岸堤不同位置，所有的清淤工作平台都分被与综合控制系统相连，所述综合控制系统提前导入清淤范围，规划清淤方案，并将规划之后的清淤信息导入清淤工作平台；所述清淤工作平台与用于清淤作业的清淤机相连，并根据所接受到的清淤信息控制清淤机在需要清淤的区域范围内移动，进而自动或人工控制方式完成整个区域的清淤工作。
6.所述清淤工作平台包括工作平台底板，工作平台底板通过行走机构移动支撑在轨道上，轨道铺设在待清淤区域的岸边；在工作平台底板的侧边通过施放平台活动轴铰接有清淤机释放平台，清淤机释放平台与用于驱动其转动的施放动力装置相连；施放动力装置安装在平台支架上，平台支架固定在工作平台底板的顶部；清淤机释放平台上放置有清淤机，清淤机与用于牵引其移动的牵引动力装置相连；工作平台底板上安装有平台控制系统，平台控制系统与清淤机相连；平台控制系统与综合控制系统的系统控制器通讯相连。
7.所述行走机构包括固定在工作平台底板底端的轨道轮架，轨道轮架之间支撑安装有轨道轮，轨道轮支撑在轨道的顶部，轨道轮的主轴与用于驱动其转动的行走电机相连。
8.所述施放动力装置包括固定在平台支架外侧壁上的工作平台顶板，工作平台顶板的底面固定有电动葫芦，电动葫芦的牵引链通过挂钩与钢丝绳相连，钢丝绳的另一端连接在清淤机释放平台的顶部，并带动其转动。
9.所述工作平台底板和清淤机释放平台之间设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括铰接在工作平台底板侧壁上的施放平台锁板，施放平台锁板的另一端与固定在清淤机释放平台侧壁上的定位销相配合。
10.所述牵引动力装置包括固定在工作平台底板顶部的主绳卷扬机，主绳卷扬机通过主绳与清淤机顶部的主绳连接器相连，主绳依次绕过第一转角滑轮和第二转角滑轮，第一转角滑轮固定安装在平台支架的顶部，第二转角滑轮固定安装在工作平台顶板外侧壁上。
11.所述平台控制系统包括固定在工作平台底板顶部的电控及信息传输柜，所述电控及信息传输柜通过信号线与清淤机通讯相连；清淤机上安装有定位器，清淤机通过上连接信号线及电源线，信号线及电源线缠绕在信号线及电源线卷扬机上，信号线及电源线卷扬机固定在工作平台顶板的顶部。
12.所述工作平台底板上安装有气泵、气罐、辅绳卷扬机和抛绳器；所述气泵与气罐相连，并为其供应压缩空气，气罐与抛绳器相连，并为其提供抛绳动力，辅绳卷扬机连接抛绳器的辅助绳，用于从对岸牵引主绳；抛绳器的绳头上附带有抛射头。
13.所述工作平台底板的顶部并远离清淤机释放平台的一侧设置有工作平台平衡配重；
14.所述行走机构采用轮胎行走机构，并沿着岸堤的简易道路行走移动。
15.与现有技术相比，本实用新型有如下有益效果：
16.1、自动化程度高。通过各工作平台牵引绳协同作用，根据控制系统提前分析形成的清淤方案，自动调整清淤机位置，保证清淤工作彻底性。
17.2、通用性强。采用多工作平台协同作用，适用于各种水域条件下的清淤工作。
18.3、系统结构简约紧凑，功能丰富，工作平台场地适应性强，系统成本低。
19.4、工作效率高。清淤机由各平台牵引绳控制，且工作平台亦可沿岸堤自由移动，清淤机收、放迅速，工作效率提高明显。
20.5、安全性高。创新性地将清淤机由各工作平台协同控制，避免人员直接进入恶劣的作业环境中，工作人员在清淤机启动工作后，只需远程操控系统控制器进行清淤数据实时监控，提高工人的健康保障。
21.6、实时定位。通过定位器实时读取清淤位置相关数据，确定清淤效果，保障清淤工作彻底。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
23.图1为本实用新型清淤系统的整体结构图。
24.图2为本实用新型在河岸两侧分别设置多个清淤工作平台时的方案图。
25.图3为本实用新型在河岸分别设置单个清淤工作平台时的方案图。
26.图4为本实用新型在河岸三侧设置清淤工作平台时的方案图。
27.图5为本实用新型清淤过程控制流程图。
28.图中：1工作平台平衡配重、2主绳卷扬机、3主绳、4电控及信息传输柜、5气泵、6气罐、7平台支架、8第一转角滑轮、9信号线及电源线卷扬机、10电动葫芦、11辅绳卷扬机、12挂钩、13钢丝绳、14抛绳器、15第二转角滑轮、16信号线及电源线、17定位器、18主绳连接器、19
清淤机、20清淤机释放平台、21施放平台活动轴、22施放平台锁板、23工作平台底板、24行走电机及制动机构、25轨道、26行走轮、27清淤工作平台、28简易道路、29岸堤、30工作平台顶板、31系统控制器。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的实用新型目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，但本实用新型的内容并不限于所述范围。以下实施例中所涉及的一些步骤或方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
30.实施例1：
31.参见图1
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4，一种水下清淤系统，它包括清淤工作平台27、清淤机19和综合控制系统；多个清淤工作平台27可移动的布置在岸堤29不同位置，所有的清淤工作平台27都分被与综合控制系统相连，所述综合控制系统提前导入清淤范围，规划清淤方案，并将规划之后的清淤信息导入清淤工作平台27；所述清淤工作平台27与用于清淤作业的清淤机19相连，并根据所接受到的清淤信息控制清淤机19在需要清淤的区域范围内移动，进而自动或人工控制方式完成整个区域的清淤工作。通过采用的清淤系统，能够自动完成电站、河道、水库等众多清淤领域的清淤作业过程，进而实现智能化、自动化及可视化彻底清淤的目的。
32.进一步的，所述清淤工作平台27包括工作平台底板23，工作平台底板23通过行走机构移动支撑在轨道25上，轨道25铺设在待清淤区域的岸边；在工作平台底板23的侧边通过施放平台活动轴21铰接有清淤机释放平台20，清淤机释放平台20与用于驱动其转动的施放动力装置相连；施放动力装置安装在平台支架7上，平台支架7固定在工作平台底板23的顶部；清淤机释放平台20上放置有清淤机19，清淤机19与用于牵引其移动的牵引动力装置相连；工作平台底板23上安装有平台控制系统，平台控制系统与清淤机19相连；平台控制系统与综合控制系统的系统控制器31通讯相连。通过上述的清淤工作平台27其搭载了清淤机19在清淤过程中移动的牵引动力装置，通过牵引动力装置能够对其进行牵引移动，进而实现在河道区域内的清淤作业；而且通过施放动力装置能够用于对清淤机19进行释放，进而使其下放到河道。
33.进一步的，所述行走机构包括固定在工作平台底板23底端的轨道轮架，轨道轮架之间支撑安装有轨道轮26，轨道轮26支撑在轨道25的顶部，轨道轮26的主轴与用于驱动其转动的行走电机24相连。通过行走机构能够带动整个清淤工作平台27沿着河岸移动行走，进而改变清淤区域。工作过程中，通过行走电机24驱动轨道轮26，通过轨道轮26与轨道25之间的配合，来带动整个工作平台底板23移动。
34.进一步的，所述施放动力装置包括固定在平台支架7外侧壁上的工作平台顶板30，工作平台顶板30的底面固定有电动葫芦10，电动葫芦10的牵引链通过挂钩12与钢丝绳13相连，钢丝绳13的另一端连接在清淤机释放平台20的顶部，并带动其转动。通过上述的施放动力装置能够用于对清淤机19进行下放。在下放过程中，通过电动葫芦10控制钢丝绳13，进而通过钢丝绳13下放清淤机释放平台20。
35.进一步的，所述工作平台底板23和清淤机释放平台20之间设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括铰接在工作平台底板23侧壁上的施放平台锁板22，施放平台锁板22的另一端
与固定在清淤机释放平台20侧壁上的定位销相配合。通过锁紧机构能够用于对清淤机释放平台20进行锁紧，使其初始状态时能够保持与工作平台底板23平行。
36.进一步的，所述牵引动力装置包括固定在工作平台底板23顶部的主绳卷扬机2，主绳卷扬机2通过主绳3与清淤机19顶部的主绳连接器18相连，主绳3依次绕过第一转角滑轮8和第二转角滑轮15，第一转角滑轮8固定安装在平台支架7的顶部，第二转角滑轮15固定安装在工作平台顶板30外侧壁上。通过牵引动力装置能够提供清淤机19移动的动力。工作过程中，通过主绳卷扬机2带动主绳3，通过主绳3带动清淤机19在清淤区域内移动。
37.此外，第一转角滑轮8和第二转角滑轮15为基座带旋转铰的滑轮，因清淤机在移位过程中会导致钢丝绳或信号线、电缆线发生角度摆动，采用基座带旋转铰的滑轮可避免在使用固定滑轮时钢丝绳或信号线、电缆线角度过大脱槽。
38.进一步的，所述平台控制系统包括固定在工作平台底板23顶部的电控及信息传输柜4，所述电控及信息传输柜4通过信号线与清淤机19通讯相连；清淤机19上安装有定位器17，清淤机19通过上连接信号线及电源线16，信号线及电源线16缠绕在信号线及电源线卷扬机9上，信号线及电源线卷扬机9固定在工作平台顶板30的顶部。清淤机定位器：清淤机上附带定位器，方便准确定位，以达到准确定位，全范围清淤的目的。通过上述的平台控制系统在接受系统控制器31的控制信息之后，能够控制其动作，进而对清淤机19进行控制。
39.进一步的，所述工作平台底板23上安装有气泵5、气罐6、辅绳卷扬机11和抛绳器14；所述气泵5与气罐6相连，并为其供应压缩空气，气罐6与抛绳器14相连，并为其提供抛绳动力，辅绳卷扬机11连接抛绳器的辅助绳，用于从对岸牵引主绳3；抛绳器的绳头上附带有抛射头。通过上述的装置主要是为了解决主绳连接的问题。因为人工牵引各工作平台主绳连接清淤机等方式费时费力，此实用新型优先考虑抛绳器方式，抛绳器装置配套配置气泵、气罐和辅绳卷扬机。原理为气泵为气罐供应压缩空气，气罐为抛绳器供应压缩空气，辅绳卷扬机连接抛绳器的辅助绳，用于从对岸牵引主绳。抛绳器根据根据河道宽度和对岸工作平台的位置将绳利用压缩空气突然释放产生的巨大瞬间气压抛至对岸，再将对岸工作平台上的主绳固定在抛绳器抛出的绳上，再利用本侧工作平台上的辅助卷扬机将对岸主绳牵引回来，连接在本侧的清淤机上。
40.进一步的，所述工作平台底板23的顶部并远离清淤机释放平台20的一侧设置有工作平台平衡配重1；通过平台平衡配重1保证了平台的稳定性。
41.进一步的，所述行走机构采用轮胎行走机构，并沿着岸堤29的简易道路28行走移动。本清淤系统除了可采用上述描述的轨道加行走轮方式外，还可采用轮胎行走式，或如清淤范围较小时，在多个清淤机中还可分别采用部分固定式清淤机加部分移动式清淤机的组合方式，以达到最经济、高效的目的。
42.实施例2：
43.参见图5，采用所述水下清淤系统进行清淤作业的方法，包括以下步骤：
44.步骤一，制定清淤方案：根据清淤工作环境、清淤区域、清淤类型，选择制定相应的清淤方案，并将相应的清淤数据输入到综合控制系统的系统控制器31，系统控制器31内置的分析软件会自动分析、规划、确定优化的清淤路线，以保证待清淤区域全覆盖，并最终生产清淤信息数据；
45.步骤二，布置清淤工作平台27：根据步骤一种制定的清淤方案，选择相应数量的清
淤工作平台27，并将清淤工作平台布置在岸堤29相应位置；
46.步骤三，连接清淤机19：抛绳器14根据河道宽度和对岸清淤工作平台27的位置将绳利用压缩空气突然释放产生的巨大瞬间气压抛至对岸，再将对岸清淤工作平台27上的主绳固定在抛绳器抛出的辅绳上，再利用本侧清淤工作平台27上的辅助卷扬机11将对岸主绳3牵引回来，连接在本侧的清淤机19上；如采用多个清淤工作平台27协同工作时，则如上所述方式，将剩余所有清淤工作平台27的主绳均牵引过来并连接在清淤机19上；
47.步骤四，施放清淤机19；清淤机释放平台20先由锁紧机构锁定，初始位置为水平，与工作平台底板同平面，清淤机放置在施放平台上后，连接好所需的多根主绳、电源线及信号线，将电动葫芦10与清淤机释放平台20用钢丝绳13连接，接力后解开施放平台锁板22的连接，启动电动葫芦缓慢倾斜清淤机释放平台20，同时清淤机上连接的几组主绳3配合受力，将清淤机19施放至水中；回收清淤机19为此程序的反向操作；
48.步骤五，清淤机工作：清淤机19放置到水中后，由几组主绳3牵引，施放清淤机的工作平台上的信号线及电源线卷扬机也协同收放信号线和电源线；通过系统控制器31将制定的清淤信息数据导入到电控及信息传输柜4，并控制整个清淤工作平台27工作，综合控制系统会将清淤机首先放置在清淤路线的起点位置，随着此点的不断清理，系统控制器31会随着清淤机高程不断下降的情况，计算后给各个清淤工作平台27的主绳卷扬机2、信号线及电源线卷扬机9同步发出放出相应钢丝绳、信号线和电源线长度的准确指令，直至将此点清理至程序内设定的清淤高程；清淤机上的定位器不仅显示水平坐标，也显示高程，与计划清淤高程比对，以确定是否清理至标准高程；完成一个点的清淤后，如需转移至其它的点，系统控制器31会根据须清理下一个地点的坐标信息计算后给每个清淤平台主绳卷扬机、施放清淤机的工作平台上的信号线及电源线卷扬机同步发出收放钢丝绳、信号线和电源线长度的准确指令，从而将清淤机自动转移至下一个位置进行清理，直至完成全部的清淤工作；上述清淤机的释放和移位工作也能够在系统控制器计算各个清淤坐标点的指引下由人工操作完成，人员可采用远程遥控方式进行操作或采用现地方式操作；如采用远程操作方式，本系统相应增加、无线接收和发射装置；
49.步骤六，清淤机回收：待所有的待清淤区域清理结束之后，通过清淤工作平台27上的主绳卷扬机2带动主绳3，通过主绳3牵引清淤机19，最终配合施放动力装置完成对清淤机19的回收。