一種可變速壩體清刷機(jī)器及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種適于水下壩體清洗的可變速壩體清刷 機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大壩裂縫是混凝土壩體最主要的損傷，裂縫的存在會(huì)使大壩存在安全隱患，因此 找出裂縫并進(jìn)行修復(fù)是非常必要且迫切的。但是，深水壩表面與壩體裂縫處往往堆積大量 水垢、水生植物等污垢，這些污垢既隱藏裂縫又妨礙修復(fù)進(jìn)行，因此在大壩的可視探傷與快 速修復(fù)技術(shù)中，壩體及裂縫表面污垢的徹底清除是關(guān)鍵。借鑒船體清刷技術(shù)，可利用清刷機(jī) 器對(duì)壩體進(jìn)行清洗，且清刷對(duì)壩體幾乎無損傷。但由于清刷機(jī)器需要工作在不同深度的水 下，在越深的地方，清刷阻力和電機(jī)負(fù)載越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，故恒定功率的電機(jī)無法適應(yīng) 不斷變化的水深，甚至可能燒壞。此外，在清刷機(jī)器工作過程中還存在很大的反沖力，給清 洗帶來不便。
[0003] 因此，需要設(shè)計(jì)一種適于水下壩體清洗的可變速壩體清刷機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同水 深壩體表面的清洗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種可變速壩體清刷機(jī)及工作方法，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)機(jī)器下潛深 度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)深水電機(jī)轉(zhuǎn)速，解決了當(dāng)深度變化時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)的技術(shù)問題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適于水下壩體清洗的壩體清刷機(jī)，包 括：深水電機(jī)，其設(shè)有用于檢測(cè)所述深水電機(jī)下潛深度的壓力傳感器，且與清洗刷配合用于 淸刷水下壩體表面的污垢；以及功率調(diào)控單元，適于根據(jù)壓力傳感器獲得的壓力值控制深 水電機(jī)獲得與下潛深度相匹配的功率。
[0006] 進(jìn)一步，為了通過調(diào)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)；所述壓力傳感器獲得的水壓數(shù)據(jù)發(fā)送 給功率調(diào)控單元中的上位機(jī)以計(jì)算出深水電機(jī)的當(dāng)前下潛深度，所述功率調(diào)控單元包括調(diào) 壓器，即所述上位機(jī)根據(jù)當(dāng)前下潛深度控制調(diào)壓器輸出深水電機(jī)所需的工作電壓。
[0007] 進(jìn)一步，為了使清洗刷貼合壩體表面，提高清潔效果；所述清洗刷安裝于深水電機(jī) 的聯(lián)軸器前端；一葉輪安裝于清洗刷與深水電機(jī)之間，其適于在深水電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生向前 推進(jìn)力，以推動(dòng)所述清洗刷貼近壩體表面。
[0008] 進(jìn)一步，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和電壓傳輸，以及對(duì)深水電機(jī)進(jìn)行牽引；壩體清刷機(jī)還 包括：卷揚(yáng)器，所述卷揚(yáng)器中的電纜用于連接調(diào)壓器和深水電機(jī)，即根據(jù)所述深水電機(jī)的下 潛深度及時(shí)收放電纜，所述電纜用于向所述深水電機(jī)輸送電能和向所述計(jì)算機(jī)傳送水壓數(shù) 據(jù)。
[0009] 又一方面，本發(fā)明還提供了一種壩體清刷機(jī)的工作方法。
[0010] 所述壩體清刷機(jī)的工作方法包括：所述壩體清刷機(jī)中深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速與該深水電 機(jī)的下潛深度相匹配。
[0011] 進(jìn)一步，所述壩體清刷機(jī)中深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速與該深水電機(jī)的下潛深度相匹配的工 作步驟如下：步驟S1，根據(jù)壓力傳感器采集的水壓數(shù)據(jù)確定深水電機(jī)的下潛深度；步驟S2， 通過所述下潛深度產(chǎn)生相應(yīng)的輸出功率，以控制所述深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0012] 進(jìn)一步，為了通過調(diào)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)；所述步驟S2中輸出功率的調(diào)節(jié)包括： 深水電機(jī)的工作電壓調(diào)節(jié)，即通過調(diào)節(jié)所述工作電壓，以控制深水電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0013] 進(jìn)一步，建立工作電壓與下潛深度之間的公式，通過下潛深度計(jì)算工作電壓的公
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適于水下壩體清洗的壩體清刷機(jī)，其特征在于，包括： 深水電機(jī)，其設(shè)有用于檢測(cè)所述深水電機(jī)下潛深度的壓力傳感器，且與清洗刷配合用 于淸刷水下壩體表面的污垢；以及 功率調(diào)控單元，適于根據(jù)壓力傳感器獲得的壓力值控制深水電機(jī)獲得與下潛深度相匹 配的功率。
2. 如權(quán)利要求1所述的壩體清刷機(jī)，其特征在于，所述壓力傳感器獲得的水壓數(shù)據(jù)發(fā) 送給功率調(diào)控單元中的上位機(jī)以計(jì)算出深水電機(jī)的當(dāng)前下潛深度，所述功率調(diào)控單元包括 調(diào)壓器，即 所述上位機(jī)根據(jù)當(dāng)前下潛深度控制調(diào)壓器輸出深水電機(jī)所需的工作電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的可變速壩體清刷機(jī)，其特征在于，所述清洗刷安裝于深水電機(jī) 的聯(lián)軸器前端； 一葉輪安裝于清洗刷與深水電機(jī)之間，其適于在深水電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生向前推進(jìn)力，以 推動(dòng)所述清洗刷貼近壩體表面。
4. 如權(quán)利要求3所述的可變速壩體清刷機(jī)，其特征在于，壩體清刷機(jī)還包括：卷揚(yáng)器， 所述卷揚(yáng)器中的電纜用于連接調(diào)壓器和深水電機(jī)，即根據(jù)所述深水電機(jī)的下潛深度及時(shí)收 放電纜，所述電纜用于向所述深水電機(jī)輸送電能和向所述計(jì)算機(jī)傳送水壓數(shù)據(jù)。
5. -種壩體清刷機(jī)的工作方法，其特征在于，所述壩體清刷機(jī)中深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速與該 深水電機(jī)的下潛深度相匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述壩體清刷機(jī)中深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速 與該深水電機(jī)的下潛深度相匹配的工作步驟如下： 步驟S1，根據(jù)壓力傳感器采集的水壓數(shù)據(jù)確定深水電機(jī)的下潛深度； 步驟S2,通過所述下潛深度產(chǎn)生相應(yīng)的輸出功率，以控制所述深水電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征在于，所述步驟S2中輸出功率的調(diào)節(jié)包括： 深水電機(jī)的工作電壓調(diào)節(jié)，即通過調(diào)節(jié)所述工作電壓，以控制深水電機(jī)轉(zhuǎn)速。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于，通過下潛深度計(jì)算工作電壓的公式：
式中，PH為預(yù)設(shè)的最大下潛所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，AU為最大工作電壓與初始工作電壓U。之 差，以及P(t)為水壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述步驟S2中控制所述深水電機(jī)的 轉(zhuǎn)速的方法包括： 通過所述公式計(jì)算出與下潛深度相匹配的工作電壓，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；或 根據(jù)所述下潛深度手動(dòng)調(diào)節(jié)工作電壓，以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的工作方法，其特征在于，所述工作方法還包括：抵消清洗刷 在高速轉(zhuǎn)動(dòng)清洗壩面時(shí)產(chǎn)生的反沖力的方法，其包括：通過安裝于深水電機(jī)、清洗刷之間的 葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的向前推進(jìn)力來抵消所述反沖力，使清洗刷貼合壩體表面。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可變速壩體清刷機(jī)器及其工作方法，本可變速壩體清刷機(jī)器包括：深水電機(jī)，其設(shè)有用于檢測(cè)所述深水電機(jī)下潛深度的壓力傳感器，且與清洗刷配合用于淸刷水下壩體表面的污垢；以及功率調(diào)控單元，適于根據(jù)壓力傳感器獲得的壓力值控制深水電機(jī)獲得與下潛深度相匹配的功率；采用了上述技術(shù)方案后，當(dāng)本機(jī)器工作下潛至一定的深度的水域內(nèi)，深度發(fā)生變化時(shí)，由壓力傳感器感測(cè)水壓大小，并將數(shù)據(jù)數(shù)字化輸出至上位機(jī)，經(jīng)上位機(jī)處理并顯示此時(shí)機(jī)器工作深度和所需的工作電壓，以維持電機(jī)正常轉(zhuǎn)速而不至于燒壞或速度過快導(dǎo)致的操控不便。
【IPC分類】B08B1-04, E02B7-00
【公開號(hào)】CN104550069
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410686914
【發(fā)明人】朱昌平, 吳強(qiáng), 姚澄, 姚文卿, 文文, 陳華, 高遠(yuǎn), 湯一彬, 韓慶邦
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日