小型履带式水下清淤作业机器人结构设计

这款履带式作业设备主要面向封闭狭小水域的清淤、水底杂物清理作业场景，比如城市内河浅滩、景观水池、工厂排污沉淀池、小型水库坝前淤积区这类大型疏浚设备无法进入的作业区域，替代人工完成高危的水下清污作业。从结构布局来看，整机采用低重心履带行走方案，左右两侧的履带总成通过多组负重轮与地面接触，驱动轮布置在履带后端，导向轮设置在前端，履带板采用带凸起抓附结构的模块化拼接设计，能够在淤积的泥面、湿滑的硬质水底、带碎石的复杂水底地形保持足够的抓地力，避免作业时出现打滑陷车的问题。前端集成的推铲式作业装置，铲刃采用带锯齿的耐磨结构设计，推铲角度可通过内置的执行元件调整，既可以推平淤积的泥层，也能刮除附着在池底的硬质结块污垢，推铲后部预留的安装位可搭载抽吸泵头，将刮松的淤泥直接通过配套的输送管路泵送至岸上的收集设备，无需二次转运。中部的舱体采用密封式结构设计，上层的紫色盖板为可快拆的检修舱盖，多道横向加强筋提升舱盖的结构强度，能够承受水下一定深度的水压，舱体内部预留了动力单元、控制模块、电池组的安装空间，驱动电机、传动齿轮组都布置在密封舱外侧的独立防护壳内，红色的驱动齿轮直接与履带啮合传动，减少传动环节的动力损耗。行走机构的负重轮通过独立的摆臂与底盘大梁连接，每组摆臂都预留了弹性元件的安装位置，能够在不平整的水底地形自动调整履带接地角度，保证所有负重轮都能与地面贴合，提升行走时的稳定性，避免局部履带受力过大出现脱轨问题。从安装边界来看，整机宽度控制在1.2米以内，长度不含外接管路约1.8米，高度不超过0.8米，能够通过直径1.5米的检查井进入地下管网、封闭沉淀池内部作业，整机重量控制在300公斤以内，小型吊装设备即可完成转运投放。设计过程中优先考虑了水下作业的可靠性，所有传动部件的连接位置都预留了密封件安装槽，线缆、管路的接入口都设计在舱体顶部，避免水底杂物剐蹭导致密封失效，履带的张紧机构布置在前端导向轮位置，无需拆解外部护板即可调整履带张紧度，降低水下作业后的维护难度。舱体前部预留了摄像、照明模块的安装位，可根据作业需求加装传感模块，实现远程可视化操控，操作人员无需下水即可在岸上完成全部作业流程，降低水下作业的安全风险。底盘大梁采用一体式焊接结构，所有受力点都做了加强处理，能够承受推铲作业时的反向冲击力，避免长时间重载作业出现结构变形。履带板采用模块化快拆设计，单块履带板损坏后可单独更换，无需拆解整段履带，减少现场维护的工作量。设备的动力传输采用分路设计，行走驱动与作业装置驱动相互独立，单侧履带打滑时可单独调整动力输出，提升复杂地形的脱困能力，推铲的升降动作采用独立控制，作业时可根据淤泥厚度实时调整吃铲深度，避免铲体插入过深导致行走阻力过大。