[发明专利]一种基于水下机器人的水下孔洞清淤方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于水下机器人的水下孔洞清淤方法及清淤系统，属于水下清淤技术领域。水下孔洞清淤方法包括：(1)控制水下机器人携带孔洞作业装置行进至水下孔洞的闸门处；(2)控制水下机器人将孔洞作业装置安置于淤积物堆与闸门间贴合部处的侧旁，再控制清淤设备对贴合部处的淤积物进行碎化处理，并至少将已碎化的淤积物中的部分运送至水下孔洞外；(3)对贴合部处进行清淤操作至打开闸门所需开启力小于预定值后，再控制闸门打开以利用出排水流对淤积物堆进行冲刷排淤。该清淤方法基于水下机器人而改变现有水下孔洞的清淤操作步骤，以缩短了水下清淤过程中设备清淤工作量，可广泛应用于水库大坝涵洞等水下孔洞的疏通处理。

技术领域

本发明涉及水下清淤技术领域，具体地说，涉及一种基于水下机器人的水下孔洞清淤方法及水下孔洞清淤系统。

背景技术

水库大坝是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程，同时也构成江河防洪工程体系中的重要组成部分。如图1所示，大坝01中的深孔泄水建筑物在长期运行之后，其孔洞02内会出现泥沙淤积以及水流带来的石块、树枝、垃圾等淤积物堆积成淤积物堆03，严重时会造成深孔堵塞，淤积物堆03对闸门04产生的侧压力及负压吸附效应可能导致深孔闸门04在需要开启时而无法顺利的提升开启，严重影响水利枢纽及水电站的安全稳定运行。

由于多年的淤堵，孔洞02内的淤积物堆03会形成一定的稳定坡度031，每个大坝结构不同，有些孔洞02可长达几十米。为使大坝闸门04打开，现有清淤方法是将清淤设备运送至水下孔洞02的进水口021处，进行削坡式清淤，以避免淤泥塌陷而掩埋清淤装置，导致设备清淤工作量较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于水下机器人的水下孔洞清淤方法，以减少设备清淤工作量；

本发明的另一目的是提供一种适于使用上述方法的水下孔洞清淤系统。

为了实现上述主要目的，本发明提供的水下孔洞清淤方法包括洞中潜行步骤、清淤操作步骤及开闸冲刷步骤；洞中潜行步骤包括控制水下机器人沿积于水下孔洞内的淤积物堆与水下孔洞的上壁面之间的间隙通道，行进至水下孔洞的闸门处，水下机器人上搭载有清淤设备中的孔洞作业装置；清淤操作步骤包括控制水下机器人将孔洞作业装置安置于淤积物堆与闸门间贴合部处的侧旁，再控制清淤设备对贴合部处的淤积物进行碎化处理，并至少将已碎化的淤积物中的部分运送至水下孔洞外；开闸冲刷步骤包括对贴合部处进行清淤操作至打开闸门所需开启力小于预定值后，控制水下机器人携带孔洞作业装置并撤至水下孔洞外，再控制闸门打开以利用出排水流对淤积物堆进行冲刷排淤。

在上述水下孔洞清淤方法中，通过利用水下机器人将孔洞作业装置运送至水下孔洞的闸门处，并将闸门侧旁处的淤积物进行碎化处理，再将其中部分已碎化淤积物运送至水下孔洞外，从而减少淤积物对闸门的作用力，例如对闸门产生的侧压力及负压吸附效应，从而减少对闸门打开时的阻力，并在开启力小于预定值后，比如小于闸门升降系统的最大输出升力之后，再将设备撤出水下孔洞之外的安全位置处，打开闸门利用排出的水流对淤积物进行冲刷排淤，与现有技术中的从洞口处开始削坡式清淤，通过基于水下机器人而改变水下孔洞清淤步骤，从而可有效地减少设备清淤时间。

具体的方案为孔洞作业装置包括耙子；清淤设备包括置于水下孔洞外的卷扬机，卷绕于卷扬机的卷筒上牵拉绳的外端与耙子固定连接；清淤操作步骤包括：(1)控制卷扬机释放牵拉绳，控制水下机器人将耙子放置于贴合部处，并使耙子的耙齿钉入淤积物堆内；(2)控制卷扬机通过牵拉绳将耙子拉出水下孔洞外。利用耙子进行清淤，便于将淤积物堆中树枝等大块物体拉出水下孔洞外，达到清淤目的。