一种定点深度清淤机器人车体的制作方法

本发明涉及水下清淤设备领域，特别涉及一种定点深度清淤机器人车体。

背景技术：

清淤机器人的清淤深度就是铰刀埋入水底淤泥层的深度，清淤机器人的清淤深度作为清淤过程中严格控制的指标之一，对清淤效率的影响很大。由于水底淤泥层的深度一般是崎岖不平的，因此，如果要对不同深度的淤泥进行清理并且不受水底乱流的影响，就必须控制清淤机器人的铰刀能够随淤泥深度的变化而上下移动。现有技术无法定点深度清淤，缺乏自由移动能力，不能有效规避水下复杂地形，导致清淤机器人的清淤效果不理想。

例如，中国专利申请公开了“一种清淤机器人清淤深度控制系统”(申请号为201720080939.2)，该专利申请包括淤泥层高度传感器、一体化工控机、plc控制器、驱动电机、深度调节装置，所述淤泥层高度传感器与plc控制器相连，所述plc控制器与驱动电机相连，所述驱动电机与深度调节装置相连，所述plc控制器还与一体化工控机相连。上述专利申请解决了现有技术中缺少能够对清淤机器人的清淤深度进行控制的系统的问题，但是该清淤机器人控制系统缺乏定点深度清淤能力，清淤工作时水流湍急，采集到的数据难以实际应用，并且缺乏自由移动和规避水下复杂地形的能力，使清淤设备难以有效工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种定点深度清淤机器人车体，解决了现有技术中无法定点深度清淤，缺乏自由移动能力，不能有效规避水下复杂地形的问题。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种定点深度清淤机器人车体，包含：

车体主体，所述车体主体上开设有空洞；

吸淤枪接头，其设置在所述空洞底部，所述吸淤枪接头靠近车首处固定安装有扫泥绞机和马达，所述马达带动所述扫泥绞机，所述扫泥绞机将水底淤泥绞入吸淤枪内，实现清淤；

可自由活动的若干个中空模块，其连接在所述车体主体上；

内置在所述车体主体的若干个舵机，其与所述中空模块相连接，通过调整所述舵机转动角度，控制所述中空模块上下转动，以使车体主体完成垂直上下的升降运动。

优选地，所述空洞为圆形空洞，并置于所述主体的中央位置。

优选地，所述车体主体的四角处设置为向内凹陷的方形缺口，所述方形缺口内各连接有一个所述中空模块。

优选地，所述中空模块的第一侧固定有舵机接头，所述舵机接头与所述舵机连接，所述中空模块的第二侧固定有细杆，所述细杆与所述方形缺口一侧转动连接。

优选地，所述中空模块内部固定有水下电机，所述中空模块外侧设有供车轴穿过的车轴孔，所述车轴与所述水下电机连接，所述车轴穿过所述车轴孔并与车轮连接；所述车轮的轴线与所述车轴平行，所述车轮的轴线与车首线之间有45度斜角，四个车轮呈环形结构。

优选地，所述车体主体的头部底端设有用于观察地形以具象化了解水下情况的摄像头以及用于帮助判断实时工作状态的红外传感器。

优选地，所述车体主体顶部车尾处开有线孔，所述线孔旁设有开关；遥控器导线一端经所述线孔与所述车体主体内固定的控制板连接，通过预存进所述控制板内的程序实现车体前后左右的自由移动和转动；所述遥控器导线的另一端与陆上控制器连接，所述吸淤枪接头靠近车位处安装有用以检测淤泥层实际高度的淤泥层高度传感器，并将淤泥层的实际高度数据发送给所述控制板，操作人员手持所述陆上控制器，通过摄像头观察地形，并以所述淤泥层高度传感器反馈数据作为依据进行作业。

优选地，所述车体主体车首部底端两侧分别固定有一排石板，所述排石板与车首线方向成30度斜角并向内收缩；所述排石板与所述车体主体连接处设有弹簧，使所述排石板遇到石块后将石块阻挡在外并回到既定位置。

优选地，所述车体主体的顶部开设有母口并配备螺钉，所述螺钉与所述母口夹带配重块组成配重模块，防止工作时混乱的水流和吸淤枪自身作用力导致车体主体失衡。

优选地，所述车体主体的顶部设有用于定点投放和平稳升降的若干个吊环。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的定点深度清淤机器人车体设有可自由活动的中空模块暨车轮活动支撑结构，通过调整舵机转动角度控制模块的上下转动，以此可以使车体完成以中心为轴垂直上下的升降运动，基于吸淤枪接头搭载吸淤枪并通过移动车体，吸淤枪可以自由到达水池各个角落，有效进行定点与定模式深度清淤，同时因为模块具备抬升车体的功能，可以有效规避水底复杂地形对车体磕碰产生的影响，解决了无法定点深度清淤，不能有效规避水下复杂地形的问题。

(2)本发明的定点深度清淤机器人车体，运动车轮轴线与车轴平行，所述车轮轴线与车首线有45度斜角，四个车轮呈环形结构，可实现小车前后左右的自由移动，解决了缺乏自由移动能力的问题。

(3)本发明的定点深度清淤机器人车体，抬升舵机与电机皆为防水型号，工作于密闭舱室，工作环境良好，短期使用无需更换与整修，整个装置结构简单，相比传统的清淤机器人效果更好。

附图说明

图1为本发明的定点深度清淤机器人车体结构示意图；

图2为本发明的定点深度清淤机器人车体结构剖视图。

其中，1.车体；2.圆形空洞；3.吸淤枪接头；4.扫泥绞机；5.马达；6.摄像头；7.红外传感器；8.方形缺口；9.中空模块；10.舵机；11.水下电机；12.车轴孔；13.车轴；14.车轮；15.线孔；16.遥控器导线；17.控制板；18.陆上控制器；19.开关；20.排石板；21.开口；22.舵机接头；23.细杆；24.母口；25.螺钉；26.配重块；27.吊环；28.弹簧；29.淤泥层高度传感器。

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除、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。

如图1-2结合所示，本发明的定点深度清淤机器人车体包括车体1，车体1的中央设有圆形空洞2，圆形空洞2底部设置有吸淤枪接头3，吸淤枪接头3靠近车首处固定安装有扫泥绞机4和马达5，通过马达5带动扫泥绞机4，扫泥绞机4可以将水底淤泥绞入吸淤枪内，实现清淤。

车体1的头部底端设置有摄像头6和红外传感器7，摄像头6可以帮助具象化地了解水下情况，但是当进行吸淤工作时水下能见度有限，则依靠红外传感器7可以一定程度上得到弥补，帮助判断实时工作状态。

车体1四角处设置为向内凹陷的方形缺口8，方形缺口8左右两侧设置有开口21，方形缺口8内各连接有一个可自由活动的中空模块9。

车体1内置有舵机10，舵机10与中空模块9相接；中空模块9一侧固定有舵机接头22，舵机接头22与舵机10紧密连接，中空模块9另一侧固定有细杆23，细杆23与方形缺口8一侧转动连接。通过调整舵机10转动角度，控制中空模块9上下转动，由此可以使车体1完成以中心为轴垂直上下的升降运动，有效规避水底复杂地形对车体1磕碰产生的影响，同时实现定点深度清淤。

中空模块9内部固定有水下电机11，中空模块9外侧有车轴孔12，车轴13穿过车轴孔12连接水下电机11与车轮14，车轮14轴线与车轴13平行，车轮14轴线与车首线之间有45度斜角，四个车轮14呈环形结构。

本发明通过预存进控制板17内的程序实现小车前后左右的自由移动和转动。车体1顶部车尾处开设有线孔15，遥控器导线16经线孔15与车体1内固定的控制板17连接，遥控器导线16另一端连接陆上控制器18，操作人员可手持陆上控制器18，通过摄像头6观察地形，并以淤泥层高度传感器29反馈数据作为依据进行作业。

线孔15旁设有开关19，车体1车首部底端两侧固定有两个排石板20，排石板20与车首线方向之间成30度斜角并向内收缩，排石板20与车体1连接处设置有弹簧28，使排石板20遇到石块后将其阻挡在外并回到既定位置。

车体1两侧车顶各开设有两个母口24并配备两个螺钉25，螺钉25与母口24夹带配重块26组成配重模块，防止工作时混乱的水流和吸淤枪自身作用力导致车体1失衡，吸淤枪接头3靠近车位处固定安装有淤泥层高度传感器29，用以检测淤泥层的实际高度，并将淤泥层的实际高度数据发送给控制板17。车体1顶部设有四个吊环27，用于定点投放和平稳升降。整个装置结构简单，相比传统的清淤机器人效果更好。

本发明中涉及的陆上控制器18可为电脑或其他智能终端。本发明中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

本发明的定点深度清淤机器人车体的工作原理如下：

当使用定点深度清淤机器人车体时，首先将吸淤枪与吸淤枪接头3牢固对接，并用吊钩吊住吊环27平稳放入水底，打开摄像头6与淤泥层高度传感器29，用电脑观察水下情况并控制小车移动，由于四轮呈环形结构，四轮前转小车前移，四轮后转小车后移，左前轮右后轮前转右前轮左后轮后转小车右移，左前轮右后轮后转右前轮左后轮前转小车左移，打开吸淤枪开始吸淤工作，工作时由于视线浑浊，可由红外传感器7判定小车下降深度与水下基本状况，调整舵机10角度进行定点深度清淤，同时配重块26能保障工作过程中小车的平稳，当完成一处深度清淤后控制舵机10抬升车体1规避坑壁，并移动小车前往下一个清淤点或区域，控制板17中也根据几种常见水下状况设定有不同的预设模式，可自行实施简单清淤工作。

综上所述，本发明的定点深度清淤机器人车体，设置有可自由活动的中空模块暨车轮活动支撑结构，通过调整舵机转动角度控制模块的上下转动，以此可以使车体完成以中心为轴垂直上下的升降运动，通过吸淤枪接头搭载吸淤枪可以有效进行定点深度清淤，通过水上浮台搭载吸淤泵有效将淤泥吸出，通过活动结构可以规避水下复杂环境。本发明的定点深度清淤机器人车体，运动车轮轴线与车轴平行，车轮轴线与车首线有45度斜角，四个车轮呈环形结构，可实现小车前后左右的自由移动，解决了缺乏自由移动能力的问题。本发明的定点深度清淤机器人车体，抬升舵机与电机皆为防水型号，工作于密闭舱室，工作环境良好，短期使用无需更换与整修，整个装置结构简单，相比传统的清淤机器人效果更好。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。