[发明专利]一种基于ROV的百米级深水环境的清淤装置及方法

权利要求书

1.一种基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，包括ROV主体（10），所述ROV主体（10）上搭载有三维全景声呐识别系统（20）和空气提升清淤系统（30），所述ROV主体（10）能够固定于水工建筑物表面，所述三维全景声呐识别系统（20）用于扫描水下环境，以确定所述ROV主体（10）的固定位置，所述空气提升清淤系统（30）对所述ROV主体（10）固定位置的周边进行清淤。

2.根据权利要求1所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，所述ROV主体（10）的底部搭载真空发生器及吸盘（13），所述真空发生器及吸盘（13）用于提供负压以在所述水工建筑物的平滑表面固定所述ROV主体（10）；和/或所述ROV主体（10）的底部搭载电磁底座（14），所述电磁底座（14）用于提供磁力以在所述水工建筑物的金属结构的表面固定所述ROV主体（10）。

3.根据权利要求2所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，所述ROV主体（10）的内部还搭载有自动压力补偿器和USBL定位系统，所述自动压力补偿器用于平衡深水环境带来的负压影响，所述USBL定位系统用以融合差分GPS信息、姿态航向信息来确定信标的绝对位置。

4.根据权利要求1所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，所述三维全景声呐识别系统（20）包括防水云台（21）和双频多波束声呐头（22），所述双频多波束声呐头（22）设置于所述防水云台（21）上，所述防水云台（21）能够升降旋转，所述双频多波束声呐头（22）用于扫描所述水下环境以确定所述ROV主体（10）的固定位置。

5.根据权利要求1所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，所述空气提升清淤系统（30）包括第一机械臂（31）、第二机械臂（32）、清淤头（33）、铰刀（34），所述第一机械臂（31）和第二机械臂（32）转动连接于所述ROV主体（10）的底座上，所述清淤头（33）设置于所述第一机械臂（31）上，所述铰刀（34）设置于所述第二机械臂（32）上。

6.根据权利要求5所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，其特征在于，所述空气提升清淤系统（30）还包括第一挡泥板（35）和第二挡泥板（36），所述所述第二机械臂（32）在所述铰刀（34）的位置设置所述第二挡泥板（36），所述第一机械臂（31）在所述清淤头（33）的位置设置所述第一挡泥板（35）。

7.一种基于ROV的百米级深水环境的清淤方法，其特征在于，所述基于ROV的百米级深水环境的清淤方法采用权利要求1至6中任一项所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤装置，所述基于ROV的百米级深水环境的清淤方法包括：

将搭载有三维全景声呐识别系统（20）和空气提升清淤系统（30）的所述ROV主体（10）下潜至所述水工建筑物的深水近淤处；

利用所述三维全景声呐识别系统（20）的双频多波束声呐头（22）对近淤处的水下环境进行扫描，以确定所述ROV主体（10）的固定位置；

根据所述ROV主体（10）的固定位置，选择所述ROV主体（10）的真空发生器及吸盘（13）或电磁底座（14）进行固定；

操控所述空气提升清淤系统（30）进行清淤处理。

8.根据权利要求7所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤方法，其特征在于，所述利用所述三维全景声呐识别系统（20）的双频多波束声呐头（22）对近淤处的水下环境进行扫描，已确定所述ROV主体（10）的固定位置，包括：

将所述扫描回波信号回传至水上设备，并生成水下三维全景图像；

对比水工建筑物原设计图纸，识别区分水工建筑物及淤积物，以确定所述ROV主体（10）的固定位置。

9.根据权利要求8所述的基于ROV的百米级深水环境的清淤方法，其特征在于，所述操控所述空气提升清淤系统（30）进行清淤处理包括：

步骤S1，根据扫描步骤得到的淤积物可清理程度判定清淤工情，若淤积物较为坚硬、完整，则操控所述空气提升清淤系统（30）的第二机械臂（32）上的铰刀（34）对所述淤积物进行破碎瓦解；若淤积物为散沙状，则直接进入步骤S2；

步骤S2，操控所述空气提升清淤系统（30）的第一机械臂（31）上的清淤头（33）发射高压水流将淤积物其进一步瓦解，形成泥水混合物；

步骤S3，操控所述清淤头（33）发射压缩空气，将所述泥水混合物压入所述清淤头（33）的排泥管（37）内。