1、山东建筑大学灌区河道 自动化泥沙清淤机器人设计小组设计小组程 金强 李林 季祥指导老师指导老师任秀华秦广久设计理念设计理念安全、智能 为了更美好的明天灌区河道自动化 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 161设计背景灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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
2、，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设计目的灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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、
3、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结构特征灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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结构特征灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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
4、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灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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工作原理灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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
5、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灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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灌区河道自动化 泥沙清淤机器人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
