CN103088973A - 一种屋檐除冰凌机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屋檐除冰凌机。本发明包括一个除冰机构、两个夹持机构、一个伸缩机构和两个翻转机构，具体的包括从动带轮、圆盘锯、皮带、主动带轮、第一右导杆支架、第二右导杆支架、切割爪支架、伸缩套管、伸缩杆、辅助爪下爪片、辅助爪上爪片、第一左导杆支架、第二左导杆支架、伸缩电机、左翻转电机、辅助爪支架、推板、伸缩螺杆、右翻转电机、夹紧电机、主动锥齿轮等零部件；通过除冰机构、两个夹持机构、一个伸缩机构和两个翻转机构的协同工作，使整机附着在屋檐上，并且可以在屋檐上行走除冰，遇到屋檐拐角处还能自动拐弯。本发明能方便地除去附着在屋檐上的冰凌，尤其适用于平房的屋檐，从而消除冰凌自然坠落给行人带来的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种屋檐除冰凌机，主要适用于切除平房屋檐下的冰凌。
背景技术
我国北方部分地区在初春天气转暖之时，房顶积雪融化，在屋檐的下表面容易产生冰凌。冰凌的自然坠落对屋檐下过往人群的人身安全会造成严重威胁，冰凌坠落伤人甚至致死的悲剧屡有发生。目前，屋檐上的冰凌大部分都是靠自然融化坠落，只有少部分冰凌是靠人工清除的。清除冰凌的工具一般为竹竿或者其他长杆状物件，极少数有条件的城市会动用消防车，搭起云梯将除冰人员送至合适的高度进行除冰作业。不管是采用竹竿还是消防车进行人工除冰，都显得费时费力，除冰效率低下，而且除冰人员的人身安全也得不到足够的保障。因此，采用合适的机械进行自动化或者半自动化除冰将是大势所趋。国内外现有的除冰机械主要应用于输电线路除冰以及路面除冰，而屋檐除冰领域的研究仍是一片空白，针对屋檐除冰领域相关技术的研究和相关设备的开发就显得很有必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种屋檐除冰凌机。
本发明包括一个除冰机构、两个夹持机构、一个伸缩机构和两个翻转机构。
所述的伸缩机构包括伸缩套管、伸缩杆、伸缩电机、推板、伸缩螺杆；推板左右端开有光孔，中间开有螺纹孔，两根伸缩套管的一端分别穿过推板左右端的光孔，并与推板固定，两根伸缩套管的另一端分别固定在切割爪支架上；两根伸缩杆的一端固定在辅助爪支架上，另一端分别伸进两根伸缩套管内，伸缩杆能与伸缩套管滑动配合；伸缩电机的输出轴穿过辅助爪支架上的通孔，并通过联轴器与伸缩螺杆的一端固定连接，伸缩螺杆的另一端穿过推板中间的螺纹孔；伸缩机构与夹持机构协同工作，实现整机在屋檐上行走的功能。
所述的左右翻转机构结构相同，左翻转机构包括第一左导杆支架、第二左导杆支架、左翻转电机、辅助爪支架，右翻转机构包括第一右导杆支架、第二右导杆支架、右翻转电机、切割爪支架；辅助爪支架呈U形，第一左导杆支架、第二左导杆支架分别设置在辅助爪支架 U形端口内侧壁上，第一左导杆支架通过销轴与辅助爪支架相连接，第二左导杆支架与左翻转电机相连接，左翻转电机的输出轴穿过第二左导杆支架的通孔后与辅助爪支架相连接，且第一左导杆支架、第二左导杆支架中间设置有夹紧电机固定板；同理，切割爪支架呈U形，第一右导杆支架、第二右导杆支架分别设置在切割爪支架 U形端口内侧壁上，第一右导杆支架通过销轴与切割爪支架相连接，第二右导杆支架与右翻转电机相连接，右翻转电机的输出轴穿过第二右导杆支架的通孔后与切割爪支架相连接，且第一右导杆支架、第二右导杆支架中间设置有夹紧电机固定板；翻转机构与夹持机构、伸缩机构协同工作，实现整机在屋檐拐角处的拐弯功能。
所述的左右夹持机构结构相同，以左夹持机构为例，左夹持机构包括辅助爪下爪片、辅助爪上爪片、夹紧电机、主动锥齿轮、左旋夹紧螺杆、右旋夹紧螺杆、从动锥齿轮、导杆；夹紧电机安装在夹紧电机固定板上，夹紧电机的输出轴与主动锥齿轮键连接，从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合；辅助爪下爪片和辅助爪上爪片呈镜像对称设置，且均由L形板和传动板两部分组成；传动板的一端焊接在L形板一侧面的边缘上，使得传动板与L形板另一侧面平行，传动板上下端开有两个通孔，中间开有一个螺纹孔；辅助爪下爪片和辅助爪上爪片上传动板螺纹孔的螺纹螺距相等，旋向相反；两根导杆的一端固定设置在第一左导杆支架上，另一端分别穿过辅助爪下爪片和辅助爪上爪片的传动板通孔，然后固定在第二左导杆支架上，左旋夹紧螺杆的一端连接在第一左导杆支架上，另一端穿过辅助爪下爪片的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮固定连接；右旋夹紧螺杆的一端连接在第二左导杆支架上，另一端穿过辅助爪上爪片的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮固定连接，夹持机构能实现将整机附着在屋檐上的功能。
所述的除冰机构包括从动带轮、圆盘锯、皮带、主动带轮和切割电机；圆盘锯设置在从动带轮和切割爪下爪片之间，且与从动带轮同轴固连；切割电机安装在切割爪下爪片上；切割电机的输出轴与主动带轮相连接；皮带套在从动带轮和主动带轮上；切割电机通过主动带轮和皮带驱动从动带轮旋转，从而带动圆盘锯旋转切割冰凌。
本发明的工作过程包括以下步骤：
1）先人工将除冰凌机安置于屋檐上，辅助爪和切割爪先自动松开，后自动夹紧屋檐，同时，切割电机启动，除冰机构开始工作；
2）辅助爪继续夹紧，切割爪松开，伸缩电机正向转动，伸缩机构开始工作，推动除冰机构向右切割冰凌；
3）当伸缩机构伸长至极限位置时，伸缩电机停止，切割爪夹紧，辅助爪松开，接着伸缩电机反转，带动辅助爪向右运动，当伸缩机构缩短至极限位置时，伸缩电机停止，辅助爪夹紧，完成一个工作循环；
4）切割爪再次松开，伸缩电机正向转动，伸缩机构推动除冰机构向右平移，开始下一个工作循环；
5）当除冰凌机运行至屋檐拐角处的时候，切割爪在右翻转电机的驱动下，向内侧翻转90°，夹紧拐角另一边的屋檐，接着辅助爪松开，左翻转电机、右翻转电机协同转动，带动伸缩机构和辅助爪整体翻转270°，然后辅助爪夹紧，完成拐弯；
6）切割爪松开，左翻转电机、右翻转电机协同转动，使整机翻转180°，回归初始工位。
使用本发明，可以除去附着在屋檐上的冰凌，消除冰凌自然坠落给行人带来的安全隐患。同时，相对其他除冰凌措施，该方法效率更高，质量更好；更加省时省力，给人们的生活带来极大的便捷。目前国内外该领域的研究尚属空白，因此本发明具有极大的创新意义和实用价值。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明伸缩机构示意图；
图3为本发明翻转机构示意图；
图4为本发明夹持机构结构示意图；
图5为本发明夹持机构辅助爪爪片的示意图；
图6为本发明除冰机构示意图；
图7为本发明初始工位示意图；
图8为本发明屋檐拐角处翻转前的预备工位示意图；
图9为本发明切割爪向内侧翻转90°后夹紧的工位示意图；
图10为本发明翻转机构绕切割爪翻转轴翻转过程的示意图；
图11为本发明翻转机构完成270°大翻转后的工位示意图；
图12为本发明翻转机构绕辅助爪翻转180°后回归初始工位示意图；
图中，从动带轮1、圆盘锯2、皮带3、主动带轮4、第一右导杆支架5-1、第二右导杆支架5-2、切割爪支架6、伸缩套管7、伸缩杆8、辅助爪下爪片9-1、辅助爪上爪片9-2、第一左导杆支架10-1、第二左导杆支架10-2、伸缩电机11、左翻转电机12、辅助爪支架13、推板14、伸缩螺杆15、右翻转电机16、夹紧电机17、主动锥齿轮18、左旋夹紧螺杆19-1、右旋夹紧螺杆19-2、从动锥齿轮20、导杆21、切割电机22、切割爪下爪片23-1、切割爪上爪片23-2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，屋檐除冰凌机包括一个除冰机构、两个夹持机构、一个伸缩机构和两个翻转机构；具体包括从动带轮1、圆盘锯2、皮带3、主动带轮4、第一右导杆支架5-1、第二右导杆支架5-2、切割爪支架6、伸缩套管7、伸缩杆8、辅助爪下爪片9-1、辅助爪上爪片9-2、第一左导杆支架10-1、第二左导杆支架10-2、伸缩电机11、左翻转电机12、辅助爪支架13、推板14、伸缩螺杆15、右翻转电机16、夹紧电机17、主动锥齿轮18、左旋夹紧螺杆19-1、右旋夹紧螺杆19-2、从动锥齿轮20、导杆21、切割电机22、切割爪下爪片23-1、切割爪上爪片23-2；
如图2所示，伸缩机构包括伸缩套管7、伸缩杆8、伸缩电机11、推板14、伸缩螺杆15；推板14左右端开有光孔，中间开有螺纹孔，两根伸缩套管7的一端分别穿过推板14左右端的光孔，并与推板14固定，两根伸缩套管7的另一端分别固定在切割爪支架6上；两根伸缩杆8的一端固定在辅助爪支架13上，另一端分别伸进两根伸缩套管7内，伸缩杆8能与伸缩套管7滑动配合；伸缩电机11的输出轴穿过辅助爪支架13上的通孔，并通过联轴器与伸缩螺杆15的一端固定连接，伸缩螺杆15的另一端穿过推板14中间的螺纹孔；伸缩机构与夹持机构协同工作，实现整机在屋檐上行走的功能。
如图3所示，左右翻转机构结构相同，左翻转机构包括第一左导杆支架10-1、第二左导杆支架10-2、左翻转电机12、辅助爪支架13，右翻转机构包括第一右导杆支架5-1、第二右导杆支架5-2、右翻转电机16、切割爪支架6；辅助爪支架13呈U形，第一左导杆支架10-1、第二左导杆支架10-2分别设置在辅助爪支架13 U形端口内侧壁上，第一左导杆支架10-1通过销轴与辅助爪支架13相连接，第二左导杆支架10-2与左翻转电机12相连接，左翻转电机12的输出轴穿过第二左导杆支架10-2的通孔后与辅助爪支架13相连接，且第一左导杆支架10-1、第二左导杆支架10-2中间设置有夹紧电机固定板；同理，切割爪支架6呈U形，第一右导杆支架5-1、第二右导杆支架5-2分别设置在切割爪支架6 U形端口内侧壁上，第一右导杆支架5-1通过销轴与切割爪支架6相连接，第二右导杆支架5-2与右翻转电机16相连接，右翻转电机16的输出轴穿过第二右导杆支架5-2的通孔后与切割爪支架6相连接，且第一右导杆支架5-1、第二右导杆支架5-2中间设置有夹紧电机固定板；翻转机构与夹持机构、伸缩机构协同工作，实现整机在屋檐拐角处的拐弯功能。
如图4、5所示，左右夹持机构结构相同，以左夹持机构为例，左夹持机构包括辅助爪下爪片9-1、辅助爪上爪片9-2、夹紧电机17、主动锥齿轮18、左旋夹紧螺杆19-1、右旋夹紧螺杆19-2、从动锥齿轮20、导杆21；夹紧电机17安装在夹紧电机固定板上，夹紧电机17的输出轴与主动锥齿轮18键连接，从动锥齿轮20与主动锥齿轮18相啮合；辅助爪下爪片9-1和辅助爪上爪片9-2呈镜像对称设置，且均由L形板9-1-2和传动板9-1-1两部分组成；传动板的一端焊接在L形板一侧面的边缘上，使得传动板与L形板另一侧面平行，传动板上下端开有两个通孔，中间开有一个螺纹孔；辅助爪下爪片9-1和辅助爪上爪片9-2上传动板螺纹孔的螺纹螺距相等，旋向相反；两根导杆21的一端固定设置在第一左导杆支架10-1上，另一端分别穿过辅助爪下爪片9-1和辅助爪上爪片9-2的传动板通孔，然后固定在第二左导杆支架10-2上，左旋夹紧螺杆19-1的一端连接在第一左导杆支架10-1上，另一端穿过辅助爪下爪片9-1的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮20固定连接；右旋夹紧螺杆19-2的一端连接在第二左导杆支架10-2上，另一端穿过辅助爪上爪片9-2的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮20固定连接，夹持机构能实现将整机附着在屋檐上的功能。
如图6所示，除冰机构包括从动带轮1、圆盘锯2、皮带3、主动带轮4和切割电机22；圆盘锯2设置在从动带轮1和切割爪下爪片23-1之间，且与从动带轮1同轴固连；切割电机22安装在切割爪下爪片23-1上；切割电机22的输出轴与主动带轮4相连接；皮带3套在从动带轮1和主动带轮4上；切割电机22通过主动带轮4和皮带3驱动从动带轮1旋转，从而带动圆盘锯2旋转切割冰凌。
所述的圆盘锯2与从动带轮1同轴固连，主动带轮4通过皮带3连接从动带轮1，圆盘锯2安装在切割爪下爪片23-1上，切割电机22安装在切割爪下爪片23-1上，切割电机22与主动带轮4连接，左旋夹紧螺杆19-1与右旋夹紧螺杆19-2在从动锥齿轮20处固连为一体，成为夹紧螺杆19，导杆21与夹紧螺杆19安装在右导杆支架5上，右导杆支架5与切割爪支架6连接，左导杆支架10与辅助爪支架13连接，推板14固定在伸缩套管7上，伸缩套管7固定在切割爪支架6上，伸缩杆8固定在辅助爪支架13上，伸缩杆8套在伸缩套管7内，伸缩电机11安装在辅助爪支架13上，伸缩螺杆15与伸缩电机11固连，伸缩螺杆15与推板14连接，左翻转电机12安装在第二左导杆支架10-2上，右翻转电机16安装在第二右导杆支架5-2上，夹紧电机17安装在右导杆支架5的安装板上，主动锥齿轮18安装在夹紧电机17上，从动锥齿轮20固定在夹紧螺杆19中间且与主动锥齿轮18相啮合。
如图7～12所示，本发明工作过程包括以下步骤：
1）先人工将本发明安置于屋檐上，辅助爪和切割爪先自动松开，后自动夹紧屋檐，同时，切割电机22启动，除冰机构开始工作；
2）辅助爪继续夹紧，切割爪松开，伸缩电机正向转动，伸缩机构开始工作，推动除冰机构向右切割冰凌；
3）当伸缩机构伸长至极限位置时，伸缩电机停止，切割爪夹紧，辅助爪松开，接着伸缩电机反转，带动辅助爪向右运动，当伸缩机构缩短至极限位置时，伸缩电机停止，辅助爪夹紧，完成一个工作循环；
4）切割爪再次松开，伸缩电机11正向转动，伸缩机构推动除冰机构向右平移，开始下一个工作循环；
5）当除冰凌机运行至屋檐拐角处的时候，切割爪在右翻转电机的驱动下，向内侧翻转90°，夹紧拐角另一边的屋檐，接着辅助爪松开，左翻转电机、右翻转电机协同转动，带动伸缩机构和辅助爪整体翻转270°，然后辅助爪夹紧，完成拐弯；
6）切割爪松开，左翻转电机、右翻转电机协同转动，使整机翻转180°，回归初始工位。
Claims (3)
1.一种屋檐除冰凌机，包括一个除冰机构、两个夹持机构、一个伸缩机构和两个翻转机构，其特征在于：
伸缩机构包括伸缩套管、伸缩杆、伸缩电机、推板、伸缩螺杆；推板左右端开有光孔，中间开有螺纹孔，两根伸缩套管的一端分别穿过推板左右端的光孔，并与推板固定，两根伸缩套管的另一端分别固定在切割爪支架上；两根伸缩杆的一端固定在辅助爪支架上，另一端分别伸进两根伸缩套管内，伸缩杆能与伸缩套管滑动配合；伸缩电机的输出轴穿过辅助爪支架上的通孔，并通过联轴器与伸缩螺杆的一端固定连接，伸缩螺杆的另一端穿过推板中间的螺纹孔；
左右翻转机构结构相同，左翻转机构包括第一左导杆支架、第二左导杆支架、左翻转电机、辅助爪支架，右翻转机构包括第一右导杆支架、第二右导杆支架、右翻转电机、切割爪支架；辅助爪支架呈U形，第一左导杆支架、第二左导杆支架分别设置在辅助爪支架 U形端口内侧壁上，第一左导杆支架通过销轴与辅助爪支架相连接，第二左导杆支架与左翻转电机相连接，左翻转电机的输出轴穿过第二左导杆支架的通孔后与辅助爪支架相连接，且第一左导杆支架、第二左导杆支架中间设置有夹紧电机固定板；同理，切割爪支架呈U形，第一右导杆支架、第二右导杆支架分别设置在切割爪支架 U形端口内侧壁上，第一右导杆支架通过销轴与切割爪支架相连接，第二右导杆支架与右翻转电机相连接，右翻转电机的输出轴穿过第二右导杆支架的通孔后与切割爪支架相连接，且第一右导杆支架、第二右导杆支架中间设置有夹紧电机固定板；
左右夹持机构结构相同，左夹持机构包括辅助爪下爪片、辅助爪上爪片、夹紧电机、主动锥齿轮、左旋夹紧螺杆、右旋夹紧螺杆、从动锥齿轮、导杆；夹紧电机安装在夹紧电机固定板上，夹紧电机的输出轴与主动锥齿轮键连接，从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合；两根导杆的一端固定设置在第一左导杆支架上，另一端分别穿过辅助爪下爪片和辅助爪上爪片的传动板通孔，然后固定在第二左导杆支架上，左旋夹紧螺杆的一端连接在第一左导杆支架上，另一端穿过辅助爪下爪片的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮固定连接；右旋夹紧螺杆的一端连接在第二左导杆支架上，另一端穿过辅助爪上爪片的传动板螺纹孔后与从动锥齿轮固定连接；
除冰机构包括从动带轮、圆盘锯、皮带、主动带轮和切割电机；圆盘锯设置在从动带轮和切割爪下爪片之间，且与从动带轮同轴固连；切割电机安装在切割爪下爪片上；切割电机的输出轴与主动带轮相连接；皮带套在从动带轮和主动带轮上；切割电机通过主动带轮和皮带驱动从动带轮旋转，从而带动圆盘锯旋转切割冰凌。
2.如权利要求1所述的一种屋檐除冰凌，其特征在于所述的辅助爪下爪片和辅助爪上爪片呈镜像对称设置，且均由L形板和传动板两部分组成；传动板的一端焊接在L形板一侧面的边缘上，使得传动板与L形板另一侧面平行，传动板上下端开有两个通孔，中间开有一个螺纹孔；辅助爪下爪片和辅助爪上爪片上传动板螺纹孔的螺纹螺距相等，旋向相反。
3.如权利要求1所述的一种屋檐除冰凌，其特征在于所述的翻转机构与夹持机构、伸缩机构协同工作，实现整机在屋檐拐角处的拐弯功能。
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