水下推土機的信號控制策略簡介

1、鉆采砂礦床，拉鏟挖掘機，鏈斗式挖泥船，絞吸式挖泥船，抓斗起重機等的水下施工會引起漂浮植物生長。其中自走式，遙控?zé)o人駕駛的底盤式機器（推土機，松土機，刮運機，挖溝機，開溝機電纜船等）占據(jù)了一大板塊，這其中推土機又是最常見的。（圖1）當配備有液壓控制抓斗和后置粗鋸齒的帶水斗式刀片的水下卡特皮勒推土機（圖1）在淺水區(qū)（水深不超過7米）作業(yè)時，其效果最好。進氣和排氣通過安裝在密封的柴油引擎室蓋上的塔式管道進行，這使得水下推土機能夠與一般的在陸地上工作的推土機在設(shè)計上保持一致。沒有復(fù)雜的設(shè)備和其他機器所必須的裝于底部的操縱控制系統(tǒng)，低速度，便于克服水下潮汐的大耦合質(zhì)量，等等這些條件都有利于提高設(shè)計的簡便

2、性和相對地降低水下推土機的成本，還可以增加單獨使用時輸出大馬力的可能性。 帶有就像是前置裝載機的雙頜鏟一樣的鏟式葉片以及安裝好的裂具的水下推土機能夠由從帶有柴油發(fā)電平臺的浮船或護衛(wèi)船通過電纜傳來的電力驅(qū)動，并且能夠通過精確的彎曲聯(lián)軸器與護衛(wèi)船或浮船連接（圖1a）。這種情況下水下推土機通常是配備有浮力箱以便能夠在水上被其他設(shè)備牽引搬運。 為為了能夠夠在大深深度（達達到600米水深深）時能能夠運作作，水下下推土機機一般都都通過帶帶有電力力平臺和和控制臺臺的護衛(wèi)衛(wèi)船（圖圖1c）上上的電纜纜提供電電力驅(qū)動動。第二二種類型型的推土土機（圖圖1b）是是由無線線電信號號控制的的，第一一第三種種推土機機（圖1

3、1a,cc）是由由護衛(wèi)船船上的電電纜控制制的。當當控制第第二種推推土機時時，操作作人員可可以在岸岸邊或者者其他浮浮動設(shè)備備上。第第一種類類型的推推土機是是由推土土機運作作時拖拽拽在后面面的自航航平臺上上的控制制板來控控制的。當當在大深深度作業(yè)業(yè)時，推推土機可可以通過過護衛(wèi)船船的控制制板進行行控制，也也可以用用經(jīng)由電電纜與推推土機鏈鏈接的便便攜式控控制板通通過水肺肺裝置控控制。所所有這些些機器都都是為了了劈開，挖挖掘，短短距離搬搬運泥土土和礦物物沉淀。 在在國外日日本現(xiàn)在在已經(jīng)開開發(fā)了水水下推土土機。在在7米水深深作業(yè)的的推土機機已經(jīng)在在19668年在在日本投投產(chǎn)了。119755年已經(jīng)經(jīng)有十幾幾

4、種這樣樣的機器器投入使使用。在在工業(yè)拖拖拉機的的基礎(chǔ)上上制造的的推土機機，即使使少量生生產(chǎn)，相相對來說說成本也也較低。例例如用于于水深77米作業(yè)業(yè)的小松松D-1155WW型水下下推土機機在19974年年底約660000萬日元元，大約約16770000盧布（交交換率約約為3660日元元/盧布布）。119755-19976年年由多家家公司合合作的用用于400，500和600米水深深的水下下推土機機實驗項項目啟動動了。水水陸兩用用的推土土機由日日本小松松，日立立kokkudookaiihattsu，三三井kaaio等等公司制制造。Komattsu生生產(chǎn)一種種在7米米深度工工作的推推土機并并且正在在用

5、推土土機在660米深深的水下下做實驗驗（圖11b,cc）Niihonn由下列列期刊的的材料編編譯而來來：Baaumaaschhinee和Bauutecchniik,66、7號號(19974)、施工方方法和設(shè)設(shè)備,556,第第7號(19974); 工程Neews-Reccordd,1992,224號(19974);小松松新聞,第2號,(119744年)和第1號(19975);小松松公司的的目錄和和小冊子子（19972-19776）。圖1 KKokuudokkaihhatssu 制制造一種種單個模模式的在在20米米水深的的有護航航船的推推土機（圖圖1a）以以及一種種在不超超過2米米深的狹狹窄水域域

6、單獨工工作的推推土機（圖圖1b）。三三井Kaaio在在19770年開開發(fā)出一一種實驗驗用途的的帶護航航船的水水下推土土機模型型以用來來在水下下40-50米米處利用用水肺進進行操作作（圖11c） 日日本小松松公司的的水下推推土機項項目對液液壓件技技術(shù)很感感興趣。這這種推土土機是在在19667-119699年開發(fā)發(fā)出的無無線電控控制系統(tǒng)統(tǒng)和儀器器設(shè)備的的基礎(chǔ)上上研發(fā)出出來的，該該系統(tǒng)和和設(shè)備是是為使得得推土機機和裝載載機在一一些危險險的斜坡坡、充滿氣氣塵、可可能有巖巖石滾落落的對操操作員有有危險的的地區(qū)進進行操作作而發(fā)展展出來的的。除了了控制保保護系統(tǒng)統(tǒng)，采用用無線電電控制模模式D-85AAR (

7、1800 hpp) aand D-1155AAR (3000 hpp)的推推土機和和普通推推土機保保持一致致。 DD-1555ARR模型的的無線電電控制系系統(tǒng)可以以作為研研制無線線電控制制的具有有4噸裝裝載力的的履帶裝裝載機和和D-1125-18BB型號的的兩用推推土機的的基礎(chǔ)（圖圖2），這這種無線線電系統(tǒng)統(tǒng)是為了了能在按按比例控控制半徑徑在500-1000米以以及頻段段在1335兆赫赫時在33米水深深進行工工作。該該機器裝裝備了一一個2330馬力力柴油引引擎,其操作作重量是是37.8噸(水下為為25噸)。該模模型有33個前進進速度（最最快達到到7.55Km/h）和和1個后后退速度度（最高高達

8、到55Km/h）；接地比比壓為00.911kg/cm22（水中中為0.6kgg/cmm2）。耙耙式葉片片配備一一個液壓壓控制把把手。葉葉片可以以上升到到14000mmm高度并并且可以以降低到到5700mm高高度。粗粗齒鋸有有三個齒齒尖，齒齒鋸深度度能達到到9100mm。推推土機的的引擎系系統(tǒng)和單單元被安安裝在一一個頂部部裝有用用于進排排氣的兩兩條管道道的防水水倉里。壓壓氣機以以9kgg/cmm2的氣壓壓，0.57mm3/miin的速速度提供供空氣。圖2圖3 基于于這種推推土機，許許多地方方在制造造D-1155WW型的推推土機。這是用于在7米水深出進行作業(yè)，包括一些破浪區(qū)，在這些地區(qū)由于波浪的緣

9、故無法使用漂浮設(shè)備?？梢栽陉懙厣匣蛘咄ㄟ^無線信號或電纜在水下完成對這一機器的遠程控制。與前述的D-125-18B型水下推土機和基礎(chǔ)的D-155型傳統(tǒng)推土機相比，新型水陸兩用推土機有一系列設(shè)計改進和修飾。其參數(shù)和指數(shù)已經(jīng)經(jīng)過了相當?shù)奶岣?。不同于標準準版本，引引擎配備備了額外外的水冷冷散熱器器和壓縮縮機一邊邊操作遠遠程控制制系統(tǒng)的的氣缸。在在陸地上上工作時時采用由由來自風(fēng)風(fēng)扇的空空氣冷卻卻的散熱熱器，在在水下是是則采用用水冷散散熱器。當在陸地上或者在不超過2米深的水下運行時，空氣是通過開放的艙口傳到風(fēng)扇的。除了吸入空氣和排廢氣管路，水密塔形管道還容納了一個栓子和燃料管道以鏈接燃料箱?；诖?，這種機

10、器可以在水下加注燃料。塔形管道的高度決定機器可以在水下7米深浪高0.5米時正常運行。在塔形管道的上部有一個伴隨著聲波信號閃爍的光信號。過立交橋或者在橋下通過時，塔形管道可以通過一些分離液壓缸向前傾斜90o。無線信號和和電纜控控制系統(tǒng)統(tǒng)確實存存在差別別。帶水水肺操作作器的電電纜控制制系統(tǒng)更更簡單。電電纜控制制只有在在無線控控制系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)故故障時才才起作用用。無線線和電纜纜的控制制板也不不一樣。當當用電纜纜控制機機器時，水水肺操作作器布置置在控制制板旁邊邊。電纜纜控制板板設(shè)有防防水開關(guān)關(guān)?？刂浦扑憙蓛捎猛仆镣翙C時，操操作員需需要在其其前部操操作控制制板。天天氣不利利于操作作時，操操作員會會子在5

11、50-1100米米的控制制范圍內(nèi)內(nèi)的遮蔽蔽物下進進行操作作。在行進時，水水下推土土機鏟刀刀上累積積的泥土土有向后后滑落的的趨勢，這這一點和和一般陸陸地上的的推土機機不一樣樣。因此此，當挖挖掘容易易被涌流流帶走的的軟泥土土?xí)r，會會用到一一種降低低切斷由由累積的的土形成成的棱狀狀塊的頜頜式抓斗斗，這會會減少泥泥土轉(zhuǎn)送送過程中中的損失失。當挖挖掘多巖巖的，堅堅硬的地地面時，抓抓斗會保保持抬起起的狀態(tài)態(tài)。大批批量生產(chǎn)產(chǎn)的機器器沒有用用來旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)推土刀刀的液壓壓系統(tǒng)，該該公司正正在致力力于在DD-1555W型型上安裝裝這樣的的機械裝裝置。安裝上的三三齒裂具具（像個個11220mmm）有一一個平行行四邊形形

12、形式的的懸架，所所有三個個齒的突突出部分分都可以以通過調(diào)調(diào)整連接接銷與撐撐機構(gòu)上上的孔的的對應(yīng)組組合進行行改變。這這樣齒會會被牢牢牢鎖緊。水下翻土和陸是類似的，都是整理好底部泥土，為隨后水陸兩用推土機或其他機器的挖掘工作做準備。當需要時，推土機可以反向裝齒具從而實現(xiàn)反向開土，三齒裂具可以升高到770mm，還可以開到700mm深度。根據(jù)公司的的數(shù)據(jù)，推推土機和和裂具在在水下效效率遠低低于在陸陸地上時時。然而而，很多多情況下下還是比比用其他他方法效效率更高高。在有坡度的的2米深的的河岸處處，D-1555W型水水下推土土機能夠夠在三個個月時間間里以880-1100mm3/h的的平均速速度將99000

13、00m33的碎石石移動330米的的距離，當當在海邊邊的漁場場附近22米深處處挖泥是是，這種種推土機機能以1220m33/h的的輸出速速度搬運運壓緊的的黏土和和砂石的的混合物物；當搬搬運距離離達到1100米米時，搬搬運速度度則為330m33/h，這這種情況況下，部部分底面面的泥土土則會被被推到陸陸地上。圖4當挖掘10000000m33的1.5-33.5米米深的泥泥巖時，水水下推土土機的搬搬運速度度達到770m33/h；拖運330-660cmm尺寸的的碎石頭頭時，搬搬運距離離為700米時，速速度達到到80-92mm3/h，拖拖運500米時，速速度達到到1333 m3/h；開裂軟軟石頭時時為744

14、m3/h；當搬運運距離為為35，采采掘沙和和軟石頭頭時，速速度達到到1600 m3/h；開掘硬硬石頭，搬搬運距離離為1000米時時，達到到18 m3/h；采掘砂砂巖1000米時時，速度度為200 m3/h。與斗式挖泥泥機和其其他機械械比起來來，水陸陸兩用推推土機提提供了更更加精確確的工作作表現(xiàn)，更更小的能能耗（相相當于節(jié)節(jié)省了%30），節(jié)節(jié)省了相相當大的的時間和和人力支支出。當當工作在在4米水深深時，水水下推土土機的工工作效率率尤其高高。與配配有護衛(wèi)衛(wèi)船的日日立公司司的S-2型水水下推土土機比起起來，得得益于更更好的機機動性，DD-1555型水水陸兩用用推土機機有著近近乎3倍倍的輸出出能力。同

15、同時在人人員消耗耗上，又又近乎是是原來的的三分之之一（岸岸上一個個操作人人員）；搬運11 m3的泥土土的花費費也是原原來的四四分之一一。水陸陸兩用推推土機可可以將污污泥中的的泥土發(fā)發(fā)掘出來來，將其其以4000-8800kkg/ccm3壓力壓壓入泥巖巖中。水陸兩用推推土機的的運轉(zhuǎn)齒齒輪部件件的第一一次局部部維修要要到工作作12000小時時以后，引引擎和變變速器的的獨立部部件則要要等到225000-30000小小時以后后（維修修周期為為50，1120，和和3000小時）。大大部分重重裝機器器時，需需要用鋼鋼筋條移移動塔式式管道和和推土鏟鏟，為此此要用到到一個55噸能力力的吊車車。搬運運這樣的的機器

16、則則要用到到40噸噸承載力力的拖車車。包括動臂起起重機和和拖鏟等等的可交交換設(shè)備備能夠安安裝在裂裂具的位位置。不不用卸下下裂具，水水陸兩用用推土機機能在平平整的地地面用作作拖拉機機，配備備兩側(cè)裝裝有用于于觀測推推土機在在水中位位置的深深度計的的常規(guī)的的拖刀時時可以在在窄水區(qū)區(qū)工作。13 m3容積的鏟刀制造時加上了齒型高墻以防止土在搬運過程中從鏟刀的碗狀范圍內(nèi)滑落，或者在水中松散掉。由于水下機器運作的成本比陸地上的機器的成本高許多，刮刀一般只是將泥土推至水岸邊，再由陸地上的機器負責(zé)剩下的運輸。只有在開挖挖水下壕壕溝時才才用到安安裝在水水陸兩用用推土機機上的拖拖鏟，這這時由于于開挖量量很小，漂漂浮

17、水上上的挖泥泥船基本本不起作作用，或或者由于于工作條條件的限限制根本本不可能能。這種種情況下下只能用用鐵鏟以以最小的的量向船船上裝卸卸泥石。當在遠離岸邊的3米深的水域中建造臨時建筑時，使用可拆換的起重設(shè)備會帶來很大好處。例如修建水上棧橋平臺時，陸地上的其中設(shè)施就被排除在考慮范圍之外了。圖5圖6圖7從很多案例例中可以以看到水水陸兩用用推土機機上裝有有用于泵泵吸泥水水混合物物的泵，這這樣推土土機還可可以在淺淺水區(qū)用用作小輸輸出的吸吸泥機。這種泵（達到50-150馬力）是由基礎(chǔ)船只提供的液壓力驅(qū)動的。也有其他水上或陸上機械與這種水陸兩用推土機配合使用，例如斗式挖泥機或配備抓斗的挖掘機等。設(shè)計在400

18、-600米水深深工作的的水下推推土機一一般主要要用于在在海床上上工作。整整套機械械由帶有有電力驅(qū)驅(qū)動的推推土機，帶帶有柴油油發(fā)電平平臺的護護衛(wèi)船，起起重設(shè)備備，以及及一些特特殊設(shè)備備組成。這種推土機是一種采用原始設(shè)計的特殊機器，其中一些經(jīng)過改進的部分是從D-155W型水陸兩用推土機（卡特皮勒拖拉機，推土機和翻土設(shè)備）借鑒而來。帶頜式抓斗的推土機刮土鏟和翻土器是上的主要工作用具。由下潛深度決定的，比外部水壓高出0.3-0.5kg/cm2的壓縮氣體，自動提供給該機器的所有密封倉室（僅用于D-155W型水陸兩用推土機）。在機器的前前部和后后部都有有電視顯顯示和探探照燈設(shè)設(shè)備（圖圖7），這這使得從從護

19、衛(wèi)船船上通過過電纜用用遠程控控制板進進行控制制成為可可能。在在中間機機器重心心位置安安置著固固定電纜纜的設(shè)備備，以方方便通過過起重機機在水中中升降推推土機。降下機器時需要額外的鏈條以減少機器的搖動，同時可以檢查推土機系統(tǒng)的防水性和操作性。操作時推土機的作業(yè)區(qū)域由4個救生圈標記出來（范圍為1010m），從救生圈四周有繩子和鏈子垂向下方（圖1c）。漂浮物承載著動力和控制信號電纜。降低機器時的自動耦合裝置能減少工作開始和結(jié)束時對水肺調(diào)節(jié)的需要。深水推土機機的改進進是伴隨隨這其發(fā)發(fā)展過程程同時進進行的。最最后一次次改進設(shè)設(shè)計時其其總重達達到了442.33噸，也也就是增增加了112%。發(fā)展過程中開發(fā)出了好幾個版本型號，包括沒有頜式抓斗的推土鏟，但是裝有固定牢靠的能將推土容量增加到7m3的翼板，包括一個0.6 m3搬運能力的液力抓斗，代替翻土器。拖鏟在可移動支撐上提供了一個液力穩(wěn)定支撐，這使得位移能夠平行于與機器縱軸有關(guān)的挖掘軸線。當判定使用用水下推推土機（尤尤其是小小深度，不不到7米米）的可可行性時時，工程程監(jiān)督一一般依據(jù)據(jù)以下數(shù)數(shù)據(jù)：巖巖石或泥泥土類型型（軟或