申请/专利权人：哈尔滨盛迪电力设备有限公司

申请日：2018-05-09

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN108678139B

主分类号：E03F7/12

分类号：E03F7/12

优先权：["20180112 CN 2018100525883"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.08.06#实质审查的生效;2018.10.19#公开

摘要：本发明公开了一种组合式双驱水下涵洞检修装置，主浮力腔上的驱动平台装左、右橡胶轮组有主、从链轮组连接，左、右液压马达驱动。左、右液压马达有高压油管和低压回油管与油泵和站油箱连通。驱动平台有前进螺旋推进器，主浮力腔两侧有带排气、进排水和压缩空气电磁阀的左、右浮筒，其上有左垂直、左切向、右垂直和右切向螺旋推进器。主浮力腔还有水下镜头和带供电供气脐带的电气控制单元箱；主浮力腔前有前密封筒，后端有后封头。左、右橡胶轮组可与带万向轮底支架调换位置，左、右浮筒可拆去。电磁阀、螺旋推进器和油泵站由电气控制单元箱通过电缆供电和控制。本装置将广泛地应用水下涵洞检修领域和相关领域。

主权项：1.一种组合式双驱水下涵洞检修装置，其特征是，在驱动平台上面对称固定带有轴孔的两个驱动组装支板，五个左橡胶轮的中间左橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与左液压马达连接，其余对称的四个左橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的左液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔腔壁与油箱连通，左液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油泵站连通，左橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有左橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动；五个右橡胶轮的中间右橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与右液压马达连接，其余对称的四个右橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的右液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油箱连通，右液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油泵站连通，右橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有右橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动；低压回油管和高压油管都是以密封方式穿过主浮力腔腔壁，驱动平台通过驱动支架固定在主浮力腔上面，驱动平台下面对称固定四个前进螺旋推进器、主浮力腔内装有带供电供气脐带的电气控制单元箱和带有镜头支架的水下镜头，电气控制单元箱用控制箱支板固定在主浮力腔内部，主浮力腔后端通过主浮腔法兰、封头法兰用把合螺栓密封固定上带有脐带密封管和供电供气脐带的后封头，主浮力腔前端装上带有用密封压环固定观察玻璃的前密封筒；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的左浮筒固定在主浮力腔左侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管再通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个左垂直螺旋推进器固定在左浮筒外侧，用推进器固定架把两个左切向螺旋推进器固定在左浮筒下面；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的右浮筒固定在主浮力腔右侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个右垂直螺旋推进器固定在右浮筒外侧，用推进器固定架把两个右切向螺旋推进器固定在右浮筒下面；左浮筒和右浮筒还可以拆掉，左垂直螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、左切向螺旋推进器和右切向螺旋推进器都是通过推进器固定架按与原相同方向和相对位置固定在底支架或主浮力腔上面；本装置可根据水下涵洞工况由左橡胶轮和左橡胶组合的驱动轮组可以与带有四个万向轮的底支架单元调换位置，但此状态下主浮力腔的浮力不会较大影响本装置在水下的总重力；排气电磁阀、进排水电磁阀、压缩空气电磁阀、高压油管电磁阀、前进螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、右切向螺旋推进器、左切向螺旋推进器、左垂直螺旋推进器和油泵站都通过电缆与电气控制单元箱连接，水下镜头通过光纤与电气控制单元箱连接，四个万向轮对称固定在底支架下面，底支架通过底支架固定板固定在主浮力腔下面。

全文数据：组合式双驱水下涵洞检修装置技术领域：[0001]本发明所涉及的是一种用于水下大型排水涵洞表面检修的装置。背景技术：[0002]当前，在现有技术中和水下能检修大型涵洞的方案和装置还尚未发现能完成下面水下大型涵洞检修作业的方案和装置，大型涵洞都是在水中50米以下，长在500米以上，直径在5米至30米之间，尤其是涵洞中水的流速很快，基至是由潜水员完成对这样大型水下涵洞检查或检修困难都是极大，几乎是不可能的。采用水下机器人或其它水下爬行设备来完成这样的作业，不仅是很困难的，至今还没有这样文献记载和报道。目前只靠螺旋推进器提供推进力的水下装置是根本完不成这样水下作业任务的，因为螺旋推进器要克服涵洞中水的流速形成前进阻力，还要克服500米以上供电电缆在水下拉动阻力和拉动力，如用蓄电池来提供水下检修装置用电量不但体积庞大，而且也无法控制水下装置行走作业和其它设备水下作业，蓄电池提供的电量也无法支持这样大工作量所需的电量。所以，这个领域急需一种能在水下大型涵洞中能逆着水流前进的检修装置。发明内容：[0003]本发明旨在提出一个完全满足水下大型涵洞表面检修作业的技术方案，其主要技术特征是，在驱动平台上面对称固定带有轴孔的两个驱动组装支板，五个左橡胶轮的中间左橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与左液压马达连接，其余对称的四个左橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的左液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔腔壁与油箱连通，左液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油泵站连通，左橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有左橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动;五个右橡胶轮的中间右橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与右液压马达连接，其余对称的四个右橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的右液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油箱连通，右液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油泵站连通，右橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有右橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动;低压回油管和高压油管都是以密封方式穿过主浮力腔腔壁的，驱动平台通过驱动支架固定在主浮力腔上面，驱动平台下面对称固定四个前进螺旋推进器、主浮力腔内装有带供电供气脐带的电气控制单元箱和带有镜头支架的水下镜头，电气控制单元箱用控制箱支板固定在主浮力腔内部，主浮力腔后端通过主浮腔法兰、封头法兰用把合螺栓密封固定上带有脐带密封管和供电供气脐带的后封头，主浮力腔前端装上带有用密封压环固定观察玻璃的前密封筒；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的左浮筒固定在主浮力腔左侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管再通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个左垂直螺旋推进器固定在左浮筒外侧，用推进器固定架把两个左切向螺旋推进器固定在左浮筒下面；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的右浮筒固定在主浮力腔右侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个右垂直螺旋推进器固定在右浮筒外侧，用推进器固定架把两个右切向螺旋推进器固定在右浮筒下面;左浮筒和右浮筒还可以拆掉，左垂直螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、左切向螺旋推进器和右切向螺旋推进器都是通过推进器固定架按与原相同方向和相对位置固定在底支架或主浮力腔上面;本装置可根据水下涵洞工况由左橡胶轮和左橡胶组合的驱动轮组可以与带有四个万向轮的底支架单元调换位置，但此状态下主浮力腔的浮力不会较大影响本装置在水下的总重力;排气电磁阀、进排水电磁阀、压缩空气电磁阀、高压油管电磁阀、前进螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、右切向螺旋推进器、左切向螺旋推进器、左垂直螺旋推进器和油栗站都通过电缆与电气控制单元箱连接，水下镜头通过光纤与电气控制单元箱连接，四个万向轮对称固定在底支架下面，底支架通过底支架固定板固定在主浮力腔下面。[0004]左、右浮筒是用组装固定板连接固定的，这种固定方式可根据涵洞中情况装上左、右浮筒提高浮力，也可以拆掉不用左、右浮筒而取消浮力。左、右两组橡胶轮也可以根据被检水下涵洞水流速情况装上或拆掉。供电供气脐带为所有用电设备供电，也为用压缩空气设备提供压缩空气，同时为电气控制单元箱提供作业指令，供电供气脐带另一端与地面的控制基站和空气压缩机相连通。万向轮可按着合力方向移动，可随时在合力作用下调整运动方向。[0005]本发明提供的技术方案所达到的技术效果是这样实现的：在通常情况下，在左、右浮筒内部注满水时，主浮力腔在设计制造时就使其下水后产生的浮力与本装置总重接近或相等，所以本装置在完全入水后所产生的浮力抵消了本装置总重量，在水中可以认为是零浮力。本装置在这种状态下，操作人员通过供电供气脐带启动四个前时螺旋推进器，把本装置推向水下涵洞洞口边缘。等进入水下涵洞口时，空气压缩机把压缩空气通供电供气脐带和压缩空气管充入左、右浮筒中，同时打开左、右浮筒下面的进排水电磁阀，让左右浮筒中的水排出，待左、右浮筒中的水完全排出时立刻关闭进排水电磁阀和压缩空气电磁阀，此时，左、右浮筒就产生2〜3吨的浮力，浮力使左、右两组橡胶轮与水下涵洞上面接触，并且左橡胶轮组和右橡胶轮组在浮力的作用下对水下涵洞上表面形成2〜3吨的正压力，正压力乘以橡胶轮与混凝土摩擦系数就是本装置逆流运动的推进力，这个克服水流阻力并能前进的推进力是由左、右液压马力通过主动链轮组和从动链轮组驱动左橡胶轮组和右橡胶轮组同步转动来实现的。用转动力矩大的左、右液压马达到带动摩擦力很大的左、右橡胶轮组实现逆流前进的技术效果。本装置会产生巨大推进力携带500米以上的供电供气的脐带逆水流进入水下涵洞中来完成水下检修作业任务。如图5所示。在水下涵洞中水的流速很低或基本接近静止情况下，就可以通过驱动组装支板卸掉左、右橡胶轮组，同时还要拆下左、右浮筒，不需要左、右浮筒在流速很低的情况下再提供2〜3吨的浮力形成正压力，左、右垂直螺旋推进器和左、右切向螺旋推进器可以通过推进器固定架按原相对位置和相同方向固定底支架或主浮力腔相应位置上，此时，主浮力腔所产生的浮力接近本装置在水下的重量，只靠四个前进螺旋推进器推进本装置行走。左、右切向螺旋推进器可使本装置在水下涵洞圆弧表面逆、顺时针移动，左、右垂直螺旋推进器是为本装置在涵洞上半圆周表面提供正压力，为使四个万向轮更好地与水下涵洞表面接触，尤其是本装置在水下涵洞上丰圆表面移动时^供本装置的稳定性，消除本装置在水中任何位置飘浮不定的现象，给作业质量造成影响，四个万向轮为本装置在水下的稳定性提供了可靠的技术保证。高压油管、低压回油管、所有螺旋推进器的电源线和控制线、所有电磁阀电源线和压缩空气管都是以密封方式穿过主浮力腔腔壁与内部油栗站、油箱和电气控制单元箱相连的，脐带密封管更好地提高了供电供气脐带密封性同时也提高在水下拉拽500米以上的供电供气脐带可靠性。在涵洞中水流中速的情况下，左橡胶轮组成的驱动轮组和右橡胶轮组成的驱动轮组可以与带有四个万向轮底支架移动单元调换位置，在这种情况下主浮力腔产生的浮力越小越好，即使产生一定的浮力也不要过大的影响本装置在水下整体重量，即在水下的重力，如果影响时可在本装置上增加配重，用配重的重量来抵消主浮力腔产生的浮力；为此在这种情况下还要拆去左、右浮筒，如不拆掉左、右浮筒时也要在左、右浮筒中充满水。把水下镜头观察到的水下涵洞表面缺陷点通过光纤、电气控制单元箱和供电供气脐带传送到地面上的基站电脑中。本装置除了前面可装水下镜头外，还可以搭载其它多种水下检修设备。[0006]本发明涉及的技术方案结构巧妙、合理，提高了推进力，完全可以克服涵洞中的水速对本装置在水下前进的阻力，更巧妙地运用了浮力成为左、右橡胶轮组前进中所需的正压力，从而提高了前进时为克服水的阻力所需的摩擦力。本装置的技术方案与现有技术方案相比，具有新颖性、创造性和实用性，因此，本装置将广泛地应用于水下大型涵洞检修领域和其它相关领域。附图说明：[0007]图1.组合式双驱水下涵洞检修装置主视图[0008]图2.组合式双驱水下涵洞检修装置右视图[0009]图3.组合式双驱水下涵洞检修装置俯视图[0010]图4.组合式双驱水下涵洞检修装置A-A视图[0011]图5.组合式双驱水下涵洞检修装置运动姿态视图[0012]其中：[0013]1、左橡胶轮2、从动链轮组3、主动链轮组[0014]4、驱动组装支板5、左液压马达6、高压油管[0015]7、驱动支架8、右液压马达9、轴孔[0016]10、主驱动轴11、右橡胶轮12、驱动平台[0017]13、前进螺旋推进器14、排气电磁阀15、右浮筒[0018]16、右垂直螺旋推进器17、推进器固定架18、右切向螺旋推进器[0019]19、进排水电磁阀20、底支架21、万向轮[0020]22、高压油管电磁阀23、压缩空气电磁阀24、组装固定板[0021]25、压缩空气管26、主浮力腔27、底支架固定板[0022]28、控制箱支板29、电气控制单元箱30、油栗站[0023]31、油箱32、低压回油管33、左切向螺旋推进器[0024]34、左垂直螺旋推进器35、左浮筒36、封头法兰[0025]37、把合螺栓38、后封头39、脐带密封管[0026]40、供电供气脐带41、主浮腔法兰42、前密封筒[0027]43、水下镜头44、密封压环45、观察玻璃[0028]46、从动轴47、轴承组盖48、油管孔[0029]49、光纤50、镜头支架51、水下涵洞具体实施方式：[0030]固定在驱动组装支板4内侧左液压马达5上的主驱动轴10穿过轴孔9后，又固定上两组主动链轮组3后再装上左橡胶轮1。以左液压马达5的主驱动轴10为中心，通过轴孔9和轴承组盖47对称装有四个从动轴46,主驱动轴10上的两组主动链轮组3与相邻的两个从动轴46连接转动后，在这两个相邻的从动轴妨端部各装上左橡胶轮1，两端的从动轴46通过从动链轮组2分别与相邻的从动轴46连接转动，在两端从动轴46上分别装上左橡胶轮1。左液压马达5通过带有高压油管电磁阀22的高压油管6穿过油管孔48,以密封方式穿过主浮力腔26腔壁与油泵站30连通，左液压马达5通过低压回油管32穿过油管孔4S，以密封方式穿过主浮力腔26腔壁与油箱31连通。固定在驱动组装支架板4内侧右液压马达8的主驱动轴10穿过轴孔9后，又固定上两组主动链轮组3再装上右橡胶轮11。以右液压马达8上的主驱动轴10为中心，通过轴孔9和轴承组盖47对称装有四个从动轴46,主驱动轴10上的两组主动链轮组3与相邻的两个从动轴46连接转动后，在这两个相邻的从动轴妨端部分别装上右橡胶轮11，两端的从动轴46通过从动链轮组2分别与相邻的从动轴46连接转动，在两端从动轴46上分别装上右橡胶轮11。右液压马达8通过带有高压油管电磁阀22的高压油管6穿过油管孔48，以密封方式穿过主浮力腔26腔壁与油泵站3〇连通，右液压马达8通过低压回油管32穿过油管孔48,以密封方式穿过主浮力腔26腔壁与油箱32连通。两个驱动组装支板4对称固定在驱动平台12上面，驱动平台12通过驱动支架7固定在主浮力腔26上面，驱动平台12下面分别对称固定有4个前进螺旋推进器13。带有排气电磁阀14、进排水电磁阀19和压缩空气电磁阀23的左浮筒35用组装固定板24固定在主浮力腔26左侧，压缩空气电磁阀23通过以密封方式穿过主浮力腔26腔壁后的压缩空气管25进入电气控制单元箱29并与供电供气脐带40连接，通过推进器固定架17把两个左垂直螺旋推进器34固定在左浮筒35左侧，用推进器固定架17将两个左切向螺旋推进器33固定在左浮筒35下面;将带有排气电磁阀14、进排水电磁阀I9和压缩空气电磁阀23的右浮筒15用组装固定板24固定在主浮力腔26右侧，压缩空气电磁阀23以密封方式穿过主浮力腔26腔壁后的压缩空气管25进入电气控制单元箱29与供电供气脐带40连接，通过推进器固定架17把两个右垂直螺旋推进器I6固定在右浮筒I5的右侧，通过推进器固定架17把两个右切向螺旋推进器18固定在右浮筒15下面。通过四个底支架固定板27将底支架20固定在主浮力腔26下面，在底支架20下面对称装有四个万向轮21。在主浮力腔26内部装有带油箱31的油栗站30、带镜头支架50的水下镜头43和带有供电供气脐带40的电气控制单元箱29，电气控制单元箱29用控制箱支板28固定在主浮力腔26内部。在主浮力腔26前端通过封头法兰36用把合螺栓37将前密封筒42固定在主浮力腔26的主浮腔法兰41上。用密封压环44和把合螺栓37将观察玻璃45固定在前密封筒42前面。供电供气脐带40通过固定在后封头38上的脐带密封管39穿过后封头38与电气控制单元箱29连通，后封头38通过封头法兰36用把合螺栓37固定在主浮力腔26后端的主浮腔法兰41上。供电供气脐带40与地面上的基站和空气压缩机连通，前进螺旋推进器13、右垂直螺旋推进器16、左垂直螺旋推进器34、右切向螺旋推进器18、左切向螺旋推进器33、高压油管电磁阀22、排气电磁阀14、进排水电磁阀19、压缩空气电磁阀23和油栗站30都通过电缆与电气控制单元箱29连接，由电气控制单元箱29供电和控制。实施完毕。

权利要求：1.一种组合式双驱水下涵洞检修装置，其特征是，在驱动平台上面对称固定带有轴孔的两个驱动组装支板，五个左橡胶轮的中间左橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与左液压马达连接，其余对称的四个左橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的左液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔腔壁与油箱连通，左液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油栗站连通，左橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有左橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动;五个右橡胶轮的中间右橡胶轮通过主驱动轴穿过轴孔与右液压马达连接，其余对称的四个右橡胶轮通过轴孔、从动轴和轴承组盖固定在驱动组装支板外侧，固定在驱动组装支板内侧中心位置上的右液压马达通过低压回油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油箱连通，右液压马达通过带有高压油管电磁阀的高压油管穿过油管孔和主浮力腔壁与油栗站连通，右橡胶轮的主驱动轴通过主动链轮组与对称两侧相邻的从动轴连接同步同向转动，两端对称有右橡胶轮的从动轴通过从动链轮组与相邻的从动轴连接转动;低压回油管和高压油管都是以密封方式穿过主浮力腔腔壁的，驱动平台通过驱动支架固定在主浮力腔上面，驱动平台下面对称固定四个前进螺旋推进器、主浮力腔内装有带供电供气脐带的电气控制单元箱和带有镜头支架的水下镜头，电气控制单元箱用控制箱支板固定在主浮力腔内部，主浮力腔后端通过主浮腔法兰、封头法兰用把合螺栓密封固定上带有脐带密封管和供电供气脐带的后封头，主浮力腔前端装上带有用密封压环固定观察玻璃的前密封筒；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的左浮筒固定在主浮力腔左侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管再通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个左垂直螺旋推进器固定在左浮筒外侧，用推进器固定架把两个左切向螺旋推进器固定在左浮筒下面；用组装固定板把带有排气电磁阀、进排水电磁阀和压缩空气电磁阀的右浮筒固定在主浮力腔右侧，压缩空气电磁阀由密封穿过主浮力腔腔壁的压缩空气管通过电气控制单元箱与供电供气脐带连通，用推进器固定架把两个右垂直螺旋推进器固定在右浮筒外侧，用推进器固定架把两个右切向螺旋推进器固定在右浮筒下面;左浮筒和右浮筒还可以拆掉，左垂直螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、左切向螺旋推进器和右切向螺旋推进器都是通过推进器固定架按与原相同方向和相对位置固定在底支架或主浮力腔上面;本装置可根据水下涵洞工况由左橡胶轮和左橡胶组合的驱动轮组可以与带有四个万向轮的底支架单元调换位置，但此状态下主浮力腔的浮力不会较大影响本装置在水下的总重力;排气电磁阀、进排水电磁阀、压缩空气电磁阀、高压油管电磁阀、前进螺旋推进器、右垂直螺旋推进器、右切向螺旋推进器、左切向螺旋推进器、左垂直螺旋推进器和油泵站都通过电缆与电气控制单元箱连接，水下镜头通过光纤与电气控制单元箱连接，四个万向轮对称固定在底支架下面，底支架通过底支架固定板固定在主浮力腔下面。

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