CN103981831A - 沙滩清洁车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沙滩清洁车，包括履带底盘、车架、清洁滚轮装置、垃圾输送装置和垃圾箱组件。车架连接于履带底盘上，垃圾输送装置包括垃圾输送机构和连接于其头部和车架之间的柔性升降机构，垃圾输送机构的后端与车架铰接并可绕铰接点上下摆动。清洁滚轮装置包括通过柔性连接的清洁滚轮和清洁滚轮固定架，清洁滚轮固定架铰接于垃圾输送机构的前端。车架上还连接有垃圾抓取装置。柔性升降机构的升降、清洁滚轮装置的伸缩、垃圾抓取装置的伸缩均通过控制油缸动作实现。柔性升降机构具有通过性好、安全系数高的优势；清洁滚轮装置具有清扫效率高、使用寿命长的优势；垃圾抓取装置的增设使得本发明具有能同时清除常规生活垃圾和大件垃圾的优势。

Description

沙滩清洁车

技术领域

本发明涉及一种沙滩清洁车，具体涉及一种可同时清除常见生活垃圾及大件垃圾的履带式沙滩清洁车。

背景技术

全国近40个沿海城市大都在开发海滩旅游业，海滩垃圾也日益增多，已成为旅游部门、环卫部门困扰的首要问题。目前已有部分海滩开始利用机械来清理垃圾。

现有沙滩清洁车中，垃圾拾取装置关键部件之一为拨沙滚轮装置，拨沙滚轮装置连接于垃圾输送装置的前端，进行垃圾清理时，拨沙滚轮的头部插入沙滩地面下将垃圾翻出至垃圾输送装置，然后进行筛分输送。拨沙滚轮的长度接近车体宽度，拨沙滚轮的两端一般采用普通深沟球轴承固定支承，通过液压马达驱动，液压马达与滚筒之间采用柱销式或梅花式刚性联轴器相联接。上述结构存在以下缺限：一方面，柱销式或梅花式刚性联轴器只能传递扭矩，无法承受径向力，因此液压马达和与之相连接的滚筒两端必须分别安装于滚轮支架上，两者之间以半刚性联轴器相连，因此造成占用的安装长度较大，使清洁滚轮的有效长度减小。另一方面，受其结构和安装空间的限制，拨沙滚轮两端支承的跨距较长，刚性差，因此在作业过程中，当路面不平时，拨沙滚轮在径向力的作用下会产生较大的挠度，从而造成两端的轴承不同轴，使轴承过早损坏，严重时甚至会造成联轴器和液压马达轴的损坏，轴承自带的防尘密封圈在作业过程中易损坏。

现有沙滩清洁车垃圾输送装置直接采用油缸提升，油缸的一端铰接在车架上，另一端铰接在垃圾输送装置上。这种结构存在如下缺陷：一是需要较大的空间布置油缸才能满足垃圾筛分输送装置的提升高度；二是有可能会对垃圾输送装置和油缸产生破坏，因为沙滩并不完全平整，有的沙滩地面下甚至有凸起的硬物，当垃圾输送装置的头部碰到硬物时，因为油缸与垃圾输送装置为刚性连接，所以垃圾输送装置和油缸都有可能会遭到破坏，从而影响清洁车的正常工作。

现有沙滩清洁车的行走装置一般为轮胎式，轮胎的接地比压大，轮胎易沉陷，在人工沙滩、沼泽地无法进行清洁作业；其次，其转弯半径大，机动性差。

现有的沙滩清洁车还存在一个缺陷，无法清除超长超大的海滩垃圾，特别是发洪水时河流带来的陆地垃圾如树蔸、树枝、竹杆、动物尸体等，这些垃圾的清除需要通过人工或者铲车等进行清理,通过人工清除效率低下，若运用铲车等来清除则清洁成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能同时清除沙滩上大件垃圾和生活垃圾的高效、低耗，通过性好、安全系数高，适用于各种沙滩条件的清洁车。

本发明公开的这种沙滩清洁车，包括履带底盘、车架、清洁滚轮装置、垃圾输送装置和垃圾箱组件，车架固定连接于履带底盘上，清洁滚轮装置包括清洁滚轮、清洁滚轮固定架和连接于清洁滚轮一端为其提供动力的驱动装置，驱动装置固定于所述清洁滚轮固定架上，清洁滚轮固定架连接于垃圾输送装置的前端，垃圾输送装置的后端铰接于车架上，使垃圾输送装置可绕铰接点上下摆动垃圾输送装置的后端铰接于车架上，使垃圾输送装置可绕铰接点上下摆动，垃圾箱组件铰接于车架后端承接垃圾输送装置收集的垃圾。所述驱动装置为重载型液压马达，所述清洁滚轮的一端通过带座外球面轴承与所述清洁滚轮固定架连接，另一端通过柔性联轴器与重载型液压马达的输出轴连接；所述垃圾输送装置包括垃圾输送机构和柔性升降机构，柔性升降机构连接于垃圾输送机构的头部和所述车架之间；所述车架上还连接有垃圾抓取装置，用于清除所述清洁滚轮装置清除不了长条形和大块型垃圾。

所述清洁滚轮包括轴向中心的圆管及沿轴向均布于圆管外壁上的轮叶，轮叶上沿纵向均布有可拆卸的弹性齿；圆管的一端连接有轴头及固定轴头的封板，另一端连接有盲板法兰，该法兰的轴向中心有内凹的环形封槽；采用上述结构的滚轮节约了用材，减轻了重量，从而可以减小驱动装置的功率，节约能源。弹性齿采用弹簧制作，其左右两端的旋向相反，中间位置处为U型定位环，两外端均有同侧平行伸出的齿脚，两齿脚的末端朝同一个方向弯折；各弹性齿通过对应U型定位环位置处的压块与轮叶通过紧固件连接，各轮叶上的弹性齿按各齿脚末端弯折同向装配，压块上有与U型定位环两侧腿位置和大小相应的两个半园柱槽，用于防止弹性齿转动和变形。弹性齿与轮叶之间采用简单结构的可拆卸连接，更换方便快捷。

所述带座外球面轴承包括外球面深沟球轴承和其外侧的内球面轴承座，内球面轴承座的连接座与所述清洁滚轮固定架通过紧固件连接，所述清洁滚轮一端的轴头插入外球面深沟球轴承的内圈中，通过沿外球面深沟球轴承内圈径向的止动螺栓使所述清洁滚轮左右限位；内球面轴承座对应所述轴头插入端连接有包覆外球面深沟球轴承的防尘密封构件，防尘密封构件包括U型的金属密封盖和连接于金属密封盖底面中心的橡胶密封圈，金属密封盖的开口端与所述内球面轴承座连接，所述轴头从橡胶密封圈的轴向中心穿过；橡胶密封圈厚度方向的中心面外壁有环形凹槽、内壁有内凹的V型槽，环形凹槽与所述金属密封盖卡接。内凹的V型槽可提高橡胶密封圈与所述轴头之间的密封性能。防尘密封构件与所述轴头之间的可靠密封，不仅可以防止污水、沙尘进入轴承内，而且防尘密封构件与带座外球面轴承之间形成较大的密封腔可容纳更多的润滑油脂，以更好的保护该轴承。

所述柔性联轴器包括内、外半联轴器和连接两半联轴器的球面滚柱，其内端伸入所述环形封槽中，外半联轴器的连接座与所述盲板法兰的外缘通过紧固件连接；外半联轴器的两端对称连接有套于内半联轴器上的挡板，两挡板之间通过穿过外半联轴器的紧固螺钉连接，挡板的内侧有与外半联轴器的球面滚柱安装孔内壁接触的横向限位环，挡板与内半联轴器之间通过O型密封圈密封。内、外半联轴器在垂直于其轴向的中心平面内任意半径方向内可以相对转动，在轴向可进行位移补偿。

所述柔性升降机构包括钢丝绳、推力油缸和上、下滑轮组；上滑轮组位于车架的上侧，下滑轮组位于车架的下侧，钢丝绳绕过两滑轮组后上端与车架连接，下端与沙滩清洁车的垃圾输送机构连接；推力油缸与上滑轮组垂直的固定于车架上侧，其活塞杆与上滑轮组连接，推动其前后滑动从而实现钢丝绳对垃圾输送机构的升降功能；车架上对应活塞杆头部处连接有开口朝上的U型滑槽，活塞杆从U型滑槽的开口端伸入其内，U型滑槽的两侧边上有沿其长度方向、位置对应的长圆孔。

所述上滑轮组包括两个上滑轮和连接两个上滑轮的上滑轮轴，上滑轮的轮体轴向中心一侧有外伸的凸台，另一侧有环形凹槽，上滑轮轴为中间段直径大于两端直径的阶梯轴，其垂直穿过活塞杆的头部，其中间段位于所述U型滑槽内与活塞杆头部之间通过螺钉紧固，两个上滑轮以凸台侧对称连接于上滑轮轴的两端，凸台穿过所述U型滑槽侧板上的长圆孔，轮体与上滑轮轴之间通过轴套连接；上滑轮轴的中间段上对应所述U型滑槽的内侧有垫圈，上滑轮轴的外端与上滑轮轮体上的环形凹槽通过紧固件连接；所述下滑轮组包括两个下滑轮，它们之间的连接轴通过支架与所述车架固定，同侧的上、下滑轮的轮槽中心面共面；所述钢丝绳有两根，分别绕过相应侧的上、下滑轮，其绕过上滑轮后的末端与带连接环的张紧螺杆组件连接，张紧螺杆组件通过固定于所述车架上的支架固定；所述钢丝绳的上部末端穿过张紧螺杆的连接环后通过绳夹定位，其下部末端与所述垃圾输送装置上的吊耳通过绳夹固定。

所述垃圾输送机构的尾部两侧连接有所述铰接轴，所述铰接轴通过轴套连接有所述铰接座，所述铰接座包括上铰座和下铰座，下铰座焊接于所述车架上，上铰座通过螺栓连接于下铰座上，两者的连接面相应位置处分别有内凹的半圆槽，轴套连接于上铰座和下铰座连接后形成的圆孔中；上、下铰座之间有过渡配合的止口定位；垃圾输送机构可绕铰接轴上下摆动。

所述垃圾抓取装置包括回转机构、抓取机构及连接于两者之间的臂架和使臂架升降的举升油缸，回转机构连接于车架上；抓取机构包括卡爪、固定座和卡爪控制油缸，固定座由销轴及连接于销轴两端的固定板组成，卡爪成对对称连接于两固定板之间，卡爪控制油缸连接于两侧卡爪之间；回转机构包括回转接头、回转减速器和回转体，回转体的上端与所述主臂的下端铰接，其中空的内腔下端连接有用于与回转减速器蜗轮上端连接的法兰板，法兰板与回转体外壁之间设置有用于控制回转体回转位置的限位块，回转接头的上端连接有用于控制回转体回转角度的传感器；回转体与所述举升油缸的缸体下端连接，其活塞杆头部与所述主臂的下侧铰接。

所述固定板为三角形板，所述销轴包括一根上销轴、两根下销轴，三根销轴分别连接两块固定板的三个对应角；上销轴两端对应所述固定板连接位置处的内侧有内限位块、外侧有沿其周向的定位槽，定位槽中连接有与内限位块位置对应的外限位块，内、外限位块之间通过紧固件连接；下销轴的中间段纵截面为工字型，两端对应所述固定板连接位置处的外侧有沿其周向的所述定位槽，定位槽中连接有所述外限位块，外限位块与固定板之间通过紧固件连接；卡爪有两对，对称连接于所述下销轴的两端，所述卡爪有两对，它们的同侧卡爪上端通过轴销铆接为一体，卡爪的上部有用于与所述下销轴连接的连接孔，两卡爪对称铰接于下销轴的两端，可绕铰接点转动，连接孔的两侧均有外伸的对称凸环，凸环与固定板之间有限位垫板，卡爪与下销轴之间通过位于凸环及连接孔内的轴套连接；所述卡爪控制油缸为双头油缸，其两端的活塞杆分别与所述轴销连接，同时带动两侧的卡爪绕其与所述固定板的铰接点旋转使卡爪开合来抓取需要清理的垃圾；卡爪控制油缸缸体外壁的中间位置处两侧有沿径向对称的滑块，所述固定板上有与滑块配套的滑槽。

所述臂架包括主臂和与其铰接的副臂，主臂上连接有主臂油缸，主臂和副臂之间连接有摇臂和连杆，摇臂有两个，其形状为三角形，对称连接于主臂的两侧，其三个顶点为铰接点，分别与主臂、主臂油缸和连杆通过连接轴铰接，连杆的横截面形状为工字形，其另一端与副臂铰接；副臂上连接有副臂油缸和摆杆，摆杆有两根，对称连接于副臂的前端两侧，其外端与副臂油缸的活塞杆通过轴铰接，该轴上还铰接有连接杆，连接杆的另一端与所述抓取机构的固定板铰接。

本发明的履带式底盘在松软的沙滩上不易沉陷，转弯半径小，具有良好的通过性。

本发明的清洁滚轮一端通过带座外球面轴承与清洁滚轮固定架连接，另一端通过柔性联轴器与液压马达的输出轴连接。利用带座外球面轴承和柔性联轴器能传递扭矩外还能承受径向力及能补偿径向、轴向位移的结构特性，实现缩短清洁滚轮两端的支承连接长度，增强其刚性，从而保证清洁滚轮两端轴承的同轴度，更好的保护轴承和驱动装置，提高使用安全性，从而延长它们的使用寿命，同时也增加了清洁滚轮的有效工作长度，增大清扫面积，提高清扫工作效率。还可降低清洁滚轮固定架的加工精度。

柔性升降机构的钢丝绳两端分别与车架和垃圾输送机构连接，通过滑轮组导向，通过推力油缸控制上滑轮组在U型滑槽内沿车架的前后滑动来调节钢丝绳的升降，使垃圾输送机构的尾部绕其与车架的铰接点上下摆动，头部随钢丝绳一同升降。沙滩清洁车处于非工作状态时，推力油缸的活塞杆将上滑轮组限位在U型滑槽上长圆孔的最前端，使垃圾输送机构处于提升的最大高度，便于清洁车的无障碍行走。当沙滩清洁车处于作业状态时，推力油缸的活塞杆回缩带动上滑轮组往车架尾部滑动，使钢丝绳下降，垃圾输送机构的头部在重力作用下下降插入沙滩地面下收集垃圾。当垃圾输送机构的头部碰到障碍物时，在障碍物的阻力作用下，由于垃圾输送机构与钢丝绳之间为柔性连接，其可被弹起而越过障碍物，避免受到损伤，越过障碍物后在其重力作用下自然下落继续工作。通过油缸对上滑轮组的水平推力来实现钢丝绳升降，通过钢丝绳与垃圾输送机构的柔性连接来实现垃圾输送机构的升降，对垃圾输送机构起到保护作用。推力油缸布置于车架上也不会受到障碍物的损坏，实现提升高度大，安全系数高的目的。

通过回转机构控制臂架的回转角度，通过臂架上的油缸控制臂架的高度，最后通过与卡爪连接的卡爪控制油缸控制卡爪的开闭来实现大型垃圾的抓取转移。将本装置的回转机构连接于沙滩清洁车车架上的合适位置，即可随时抓取其清扫装置不能清扫的大件垃圾，使得沙滩清洁车能同时清扫小件垃圾和大件垃圾，提高清洁效率，降低清洁成本。

综上所述，本发明通过清洁滚轮装置将沙滩上常见生活垃圾收集，通过垃圾输送装置将清洁滚轮装置收集的垃圾进行筛分输送至垃圾箱中，不能被清洁滚轮装置清除的长条形和大块型垃圾通过垃圾抓取装置清除，克服了沙滩清洁车现有技术不能清除长条形和大块型垃圾的缺陷。垃圾输送机构的头部与车架之间连接有柔性升降机构，克服了现有技术垃圾输送机构与车架之间通过油缸刚性连接导致输送机构和油缸易损的缺陷。清洁滚轮两端与其固定架之间的柔性连接克服了现有技术刚性和半刚性连接带来的缺陷。履带底盘替代轮胎式底盘，克服了现有技术易陷、通过性不好的缺陷。具有高效、低耗，通过性好、安全系数高，适用于各种沙滩条件的优势。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1中清洁滚轮装置的结构示意图。

图3为图2中的A部放大示意图。

图4为图2中的B部放大示意图。

图5为图2中的C-C放大示意图（未画清洁滚轮固定架）。

图6为图2中弹性齿的立体结构示意图。

图7为图2中压块的立体结构示意图。

图8为图1中垃圾输送装置的结构示意图。

图9为图8中的D向俯视示意图。

图10为图9中的E-E放大示意图。

图11为图9中的F-F放大示意图。

图12为图8中垃圾输送机构与车架之间的铰接结构示意图。

图13为图1中垃圾抓取装置的结构示意图。

图14为图13中回转机构的俯视示意图。

图15为图13中抓取机构的结构示意图。

图16为图15的俯视示意图。

图17为图15去掉上销轴的俯视示意图。

图18为下销轴与卡爪、固定板的连接剖视示意图。

图19为抓取机构的立体结构示意图。

图20为本发明非工作状态的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开的这种沙滩清洁车，包括履带底盘3、车架2、清洁滚轮装置6、垃圾输送装置4和垃圾箱组件1。车架2固定连接于履带底盘3上，清洁滚轮装置6横向连接于垃圾输送装置4的前端，垃圾输送装置4的前端上侧与车架2之间可升降连接，后端铰接于车架2上，垃圾箱组件1铰接于车架2后端承接垃圾输送装置4收集的垃圾。车架2上还连接有垃圾抓取装置5，用于清除清洁滚轮装置6收集不了的长条形垃圾和大块型垃圾。

如图2至图7所示，清洁滚轮装置6包括清洁滚轮固定架61、清洁滚轮63、带座外球面轴承62、柔性联轴器64、液压马达65、防尘密封构件66。液压马达65采用重载型液压马达，以承受较大的径向力。清洁滚轮63的一端通过带座外球面轴承62与清洁滚轮固定架61连接，另一端通过柔性联轴器64与液压马达65的输出轴连接，液压马达65固定于清洁滚轮固定架61上。

清洁滚轮63包括轴向中心的圆管631及沿轴向均布于圆管631外壁上的轮叶632，轮叶632上沿纵向均布有可拆卸的弹性齿633。圆管631的一端连接有轴头634及固定轴头634的封板635，另一端连接有盲板法兰636。盲板法兰636的轴向中心有内凹的环形封槽6361。弹性齿633采用弹簧制作，其左右两端的旋向相反，中间位置处为U型定位环，两外端均有同侧平行伸出的齿脚，两齿脚的末端朝同一个方向弯折。各弹性齿633通过对应U型定位环位置处的具有两半园柱槽6371的压块637与轮叶632通过紧固件连接，各轮叶632上的弹性齿633按各齿脚末端弯折同向装配。

带座外球面轴承62包括外球面深沟球轴承621和其外侧的内球面轴承座622，外球面深沟轴承621在内球面轴承座622内可任意转动，内球面轴承座622的连接座与清洁滚轮固定架61通过紧固件连接，清洁滚轮63左端的轴头634插入外球面深沟球轴承621的内圈中，通过沿外球面深沟球轴承621内圈径向的止动螺栓623使清洁滚轮63左右限位，避免其左右窜动。内球面轴承座622对应轴头634插入端连接有包覆外球面深沟球轴承621的防尘密封构件66。防尘密封构件66包括U型的金属密封盖661和连接于金属密封盖661底面中心的橡胶密封圈662，金属密封盖661的开口端与内球面轴承座622连接，橡胶密封圈662厚度方向的中心面外壁有环形凹槽、内壁有内凹的V型槽，环形凹槽与金属密封盖661卡接，轴头634从橡胶密封圈662的轴向中心穿过形成可靠密封，不仅可以防止污水、沙尘进入轴承内，而且防尘密封构件66与带座外球面轴承62之间形成较大的密封腔可容纳更多的润滑油脂，以更好的保护该轴承。

柔性联轴器64包括内半联轴器641、外半联轴器642和连接两半联轴器的球面滚柱643，柔性联轴器64的内端伸入环形封槽6361中，减少了安装长度，增加了清洁滚轮63的有效工作长度，外半联轴器642的连接座与盲板法兰636的外缘通过紧固件连接。外半联轴器642的两端对称连接有套于内半联轴器641上的挡板644，两挡板644之间通过穿过外半联轴器642的紧固螺钉连接，挡板644的内侧有与外半联轴器642的球面滚柱643安装孔内壁接触的横向限位环，挡板644与内半联轴器641之间通过O型密封圈密封。两侧的挡板644可控制柔性联轴器64左右轴向位移的补偿量，又可以防止球面滚柱643在轴向有过大的窜动量。内、外半联轴器在垂直于其轴向的中心平面内任意半径方向内优选相对转动2°，在轴向优选进行±3mm的位移补偿。

清洁滚轮装置的工作原理如下：清洁滚轮63的垃圾拾取首先通过其上的弹性齿633在拨动沙滩表层沙土的时候将沙土中的垃圾不断翻出，并随着清洁滚轮63的行进不断将翻出的垃圾输送至其后方的垃圾输送装置进行筛分输送。清洁滚轮63两端的支承连接结构直接影响到它的工作安全性和效率，具体通过以下结构来实现：清洁滚轮63的一端通过带座外球面轴承62与清洁滚轮固定架61连接，另一端通过柔性联轴器64与液压马达65的输出轴连接。利用带座外球面轴承62和柔性联轴器64能传递扭矩外还能承受径向力及能补偿径向、轴向位移的结构特性，实现缩短清洁滚轮63两端的支承连接长度的目的，增强其刚性，从而保证清洁滚轮63两端轴承的同轴度，更好的保护轴承和液压马达的输出轴，提高使用安全性，从而延长它们的使用寿命，同时也增加了清洁滚轮63的有效工作长度，增大清扫面积，提高清扫工作效率。还可降低清洁滚轮固定架61的加工精度。

如图1所示，清洁滚轮固定架61的两端通过铰接轴与垃圾输送机构41之间铰接，使得清洁滚轮装置6可绕铰接点上下摆动。清洁滚轮固定架61的长度方向中间位置处通过液压油缸7连接，液压油缸7带动清洁滚轮装置6绕铰接点上下摆动。

如图8至图12所示，垃圾输送装置4包括垃圾输送机构41和连接于其头部的柔性升降机构42，垃圾输送机构41的尾部与车架2之间铰接。垃圾输送机构41的尾部两侧连接有铰接轴411，铰接轴411通过轴套43连接有铰接座44，铰接座44包括上铰座441和下铰座442，下铰座442焊接于车架2上，上铰座441通过螺栓连接于下铰座442上，两者的连接面相应位置处分别有内凹的半圆槽，轴套43连接于上铰座441和下铰座442连接后形成的圆孔中；上、下铰座之间有过渡配合的止口定位。垃圾输送机构41可绕铰接轴411上下摆动。

柔性升降机构42包括钢丝绳421、推力油缸422和上滑轮组423、下滑轮组424。上滑轮组423位于车架2的上侧，下滑轮组424位于车架2的下侧，钢丝绳421绕过两滑轮组后上端与车架2连接，下端与垃圾输送机构41连接。推力油缸422与上滑轮组423垂直的固定于车架2上侧，其活塞杆4221与上滑轮组423连接推动其前后滑动从而实现钢丝绳421对垃圾输送机构41的升降功能。车架2上对应活塞杆4221头部处有U型滑槽425，活塞杆4221从U型滑槽425的开口端伸入其内，U型滑槽425的两侧边上有沿其长度方向、位置对应的长圆孔4251。

上滑轮组423包括两个上滑轮4231，上滑轮4231的轮体轴向中心一侧有外伸的凸台，另一侧有内凹槽。连接两个上滑轮4231的上滑轮轴4232为中间段直径大于两端直径的阶梯轴，其垂直穿过活塞杆4221的头部，其中间段位于U型滑槽425内，与活塞杆4221头部之间通过螺钉紧固。两个上滑轮4231以凸台侧对称连接于上滑轮轴4232的两端，凸台穿过U型滑槽425侧板上的长圆孔4251，上滑轮4231轮体与上滑轮轴4232之间通过轴套426连接。上滑轮轴4232的中间段上对应U型滑槽425的内侧有垫圈427。上滑轮轴4232的外端与上滑轮4231轮体上的内凹槽通过紧固件连接。下滑轮组424包括两个下滑轮4241，它们之间的连接轴4242通过支架与车架固定，同侧的上、下滑轮的轮槽中心面共面。钢丝绳421有两根，分别绕过相应侧的上、下滑轮，其绕过上滑轮4231后的末端与带连接环的张紧螺杆428连接，张紧螺杆428通过固定于车架2上的支架固定。钢丝绳421的上部末端穿过张紧螺杆428的连接环后通过绳夹429定位，其下部末端与垃圾输送机构41上的吊耳通过绳夹429固定。

垃圾输送装置的工作原理如下：柔性升降机构42的钢丝绳421两端分别与车架2和垃圾输送机构41连接，通过滑轮组导向，通过推力油缸422控制上滑轮组423在U型滑槽425内沿车架的前后滑动来调节钢丝绳421的升降，使垃圾输送机构41的尾部通过铰接轴411绕固定于车架上的铰接座44上下摆动，其头部随钢丝绳421一同升降。沙滩清洁车处于非工作状态时，推力油缸422的活塞杆4221将上滑轮组423限位在U型滑槽425上长圆孔的最前端，使垃圾输送机构41处于提升的最大高度，便于清洁车的无障碍行走。当沙滩清洁车处于作业状态时，推力油缸422的活塞杆4221回缩带动上滑轮组423往车架尾部滑动，使钢丝绳421下降，垃圾输送机构41的头部在重力作用下下降插入沙滩地面下收集垃圾，然后进行筛分输送。当垃圾输送机构41的头部碰到障碍物时，在障碍物的阻力作用下，由于垃圾输送机构41与钢丝绳421之间为柔性连接，可被弹起而越过障碍物，避免受到损伤，越过障碍物后在其重力作用下自然下落继续工作。

如图13至图20所示，垃圾抓取装置5包括回转机构51、抓取机构52及连接于两者之间的臂架53和使臂架53升降的举升油缸54。

抓取机构52包括卡爪521、固定座522和油缸523。固定座522由销轴及连接于销轴两端的固定板5221组成，卡爪521成对对称连接于两固定板5221之间，油缸523连接于两侧卡爪521之间。固定板5221为三角形板，销轴包括一根上销轴5222、两根下销轴5223，三根销轴分别连接两块固定板5221的三个对应角。上销轴5222两端对应固定板5221连接位置处的内侧有内限位块524、外侧有沿其周向的定位槽，定位槽中连接有与内限位块524位置对应的外限位块525，内、外限位块之间通过紧固件连接。下销轴5223的中间段纵截面为工字型，两端对应固定板5221连接位置处的外侧有沿其周向的定位槽，定位槽中连接有外限位块525，外限位块525与固定板5221之间通过紧固件连接。

卡爪521有两对，它们的同侧卡爪上端通过轴销5224铆接为一体，卡爪521的上部有用于与下销轴5223连接的连接孔，两卡爪521对称铰接于下销轴5223的两端，可绕铰接点转动，连接孔的两侧均有外伸的对称凸环，凸环与固定板5221之间有限位垫板527，卡爪521与下销轴5223之间通过位于凸环及连接孔内的轴套528连接。

卡爪控制油缸523为双头油缸，其两端的活塞杆分别与轴销5224连接，同时带动两侧的卡爪521绕其与固定板5221的铰接点旋转使卡爪521开合来抓取需要清理的垃圾。卡爪控制油缸523缸体外壁的中间位置处两侧有沿径向对称的滑块5231，固定板5221上有与滑块5231配套的滑槽526。

臂架53包括主臂531和与其铰接的副臂532，主臂531上连接有主臂油缸533，主臂531和副臂532之间连接有摇臂534和主臂连杆535。摇臂534有两个，其形状为三角形，对称连接于主臂531的两侧，其三个顶点分别与主臂531、主臂油缸533和连杆535通过连接轴铰接，连杆535的横截面形状为工字形，其另一端与副臂532铰接。副臂532上连接有副臂油缸536和摆杆537，摆杆537有两根，对称连接于副臂532的前端两侧，其外端与副臂油缸536的活塞杆通过轴铰接，该轴上还铰接有连接杆538，连接杆538的另一端与抓取机构52的固定板5221铰接。

回转机构51包括回转接头511、回转减速器512和回转体513，回转体513的上端与主臂531的下端铰接，其中空的内腔下端连接有用于与回转减速器512蜗轮上端连接的法兰板514，法兰板514与回转体513外壁之间设置有用于控制回转体513回转位置的限位块515，回转接头511的上端连接有用于控制回转体513回转角度的传感器。回转接头511的下端连接于车架2上。

举升油缸54的缸体下端与回转体513铰接，其活塞杆头部与主臂531的下侧铰接。

垃圾抓取装置5的工作原理如下：通过回转机构51控制臂架53的回转角度，通过臂架53上的油缸控制臂架53的高度，最后通过与卡爪521连接的油缸523控制卡爪521的开闭来实现大型垃圾的抓取转移。控制通过卡爪控制油缸23的双头活塞杆同时回缩，使卡爪521处于张开状态，控制举升油缸54的活塞杆回缩使主臂531下降到合适高度，根据垃圾位置调整抓取机构52至抓取的合适位置，通过主臂油缸533活塞杆的伸缩来调整副臂532与主臂531之间的夹角，通过副臂油缸536活塞杆的伸缩来调整抓取机构52与副臂532间的夹角，具体调整夹角的情况如下：主臂油缸533的活塞杆伸出推动摇臂534以及连杆535沿着摇臂534与主臂531的连接铰点转动，连杆535的转动推动副臂532沿副臂532与主臂531的连接铰点转动。副臂油缸536的活塞杆伸出推动摆杆537与连接杆538转动，连接杆538推动抓取机构52沿其与副臂532的连接铰点转动。 

抓取垃圾时，卡爪控制油缸523的两端活塞杆同时伸出，推动卡爪521闭合，卡爪521夹住大件垃圾，然后控制举升油缸54伸出，推动主臂531扬起，垃圾随着臂架531的扬起而离开地面，此时控制回转减速器512工作，回转体513随同回转减速器512的上部转动，回转体513带着臂架31转动，转向沙滩清洁车的垃圾斗位置，逆向完成上述动作将大件垃圾放在垃圾收集装置中完成超大件垃圾的清洁转移。

回转机构51连接于车架2上的合适位置，即可随时抓取清洁滚轮装置6不能清扫的长条形和大块型垃圾，使得沙滩清洁车能同时清扫小件垃圾和大件垃圾。

本发明处于非工作状态时，通过各油缸控制，使清洁滚轮装置6和垃圾抓取装置5均为回缩状态，垃圾输送机构41处于提升状态。这样一方面保护设备本身免受损坏，另一方面节约停放场地。

当需要本发明工作时，履带底盘3驱动整车至工作地点后，保持垃圾抓取装置5为回缩状态，控制清洁滚轮装置6往前伸出，同时控制柔性升降机构42的钢丝绳421下降直至垃圾输送机构41前端的清洁滚轮63上的弹性齿633插入沙土中，控制清洁滚轮63一端连接的重载型液压马达65带动清洁滚轮63转动，旋转的清洁滚轮63带动其上的弹性齿633将沙土中的垃圾抛洒到垃圾输送机构41上进行筛分输送，最后送至其后端的垃圾箱1中。作业完成后，控制液压油缸7的活塞杆伸出使清洁滚轮63向上摆动回缩，同时控制重载型液压马达65停止驱动。

当遇到清洁滚轮装置6清除不了的大件垃圾时，控制举升油缸54的活塞杆伸出，使主臂531产生举升动作，控制主臂油缸533的活塞杆缩回，使副臂532产生向外张开动作，控制副臂油缸536的活塞杆伸出，使抓取机构52产生摆动动作，控制卡爪控制油缸523的活塞杆缩回，使卡爪521产生张开动作抓住大型垃圾，然后卡爪控制油缸523的活塞杆伸出，使卡爪521产生夹紧动作。然后控制回转机构51向后转动，同时控制主臂531、副臂532、抓取机构52的伸、缩或升、降动作，将抓取垃圾放入垃圾箱内。如此循环，清理完毕后，控制垃圾抓取装置5至回缩状态。

Claims (10)

1.一种沙滩清洁车，包括履带底盘、车架、清洁滚轮装置、垃圾输送装置和垃圾箱组件，车架固定连接于履带底盘上，清洁滚轮装置包括清洁滚轮、清洁滚轮固定架和连接于清洁滚轮一端为其提供动力的驱动装置，驱动装置固定于所述清洁滚轮固定架上，清洁滚轮固定架连接于垃圾输送装置的前端，垃圾输送装置的后端铰接于车架上，使垃圾输送装置可绕铰接点上下摆动，垃圾箱组件铰接于车架后端承接垃圾输送装置收集的垃圾，其特征在于：所述驱动装置为重载型液压马达，所述清洁滚轮的一端通过带座外球面轴承与所述清洁滚轮固定架连接，另一端通过柔性联轴器与重载型液压马达的输出轴连接；所述垃圾输送装置包括垃圾输送机构和柔性升降机构，柔性升降机构连接于垃圾输送机构的头部和所述车架之间；所述车架上还连接有垃圾抓取装置。

2.如权利要求1所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述清洁滚轮包括轴向中心的圆管及沿轴向均布于圆管外壁上的轮叶，轮叶上沿纵向均布有可拆卸的弹性齿；圆管的一端连接有轴头及固定轴头的封板，另一端连接有盲板法兰，该法兰的轴向中心有内凹的环形封槽；弹性齿采用弹簧制作，其左右两端的旋向相反，中间位置处为U型定位环，两外端均有同侧平行伸出的齿脚，两齿脚的末端朝同一个方向弯折；各弹性齿通过对应U型定位环位置处的压块与轮叶通过紧固件连接，各轮叶上的弹性齿按各齿脚末端弯折同向装配，压块上有与U型定位环两侧腿位置和大小相应的两个半园柱槽，用于防止弹性齿转动和变形。

3.如权利要求2所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述带座外球面轴承包括外球面深沟球轴承和其外侧的内球面轴承座，内球面轴承座的连接座与所述清洁滚轮固定架通过紧固件连接，所述清洁滚轮一端的轴头插入外球面深沟球轴承的内圈中，通过沿外球面深沟球轴承内圈径向的止动螺栓使所述清洁滚轮左右限位；内球面轴承座对应所述轴头插入端连接有包覆外球面深沟球轴承的防尘密封构件，防尘密封构件包括U型的金属密封盖和连接于金属密封盖底面中心的橡胶密封圈，金属密封盖的开口端与所述内球面轴承座连接，所述轴头从橡胶密封圈的轴向中心穿过；橡胶密封圈厚度方向的中心面外壁有环形凹槽、内壁有内凹的V型槽，环形凹槽与所述金属密封盖卡接。

4.如权利要求2所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述柔性联轴器包括内、外半联轴器和连接两半联轴器的球面滚柱，其内端伸入所述环形封槽中，外半联轴器的连接座与所述盲板法兰的外缘通过紧固件连接；外半联轴器的两端对称连接有套于内半联轴器上的挡板，两挡板之间通过穿过外半联轴器的紧固螺钉连接，挡板的内侧有与外半联轴器的球面滚柱安装孔内壁接触的横向限位环，挡板与内半联轴器之间通过O型密封圈密封。

5.如权利要求1所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述柔性升降机构包括钢丝绳、推力油缸和上、下滑轮组；上滑轮组位于车架的上侧，下滑轮组位于车架的下侧，钢丝绳绕过两滑轮组后上端与车架连接，下端与沙滩清洁车的垃圾输送机构连接；推力油缸与上滑轮组垂直的固定于车架上侧，其活塞杆与上滑轮组连接，推动其前后滑动从而实现钢丝绳对垃圾输送机构的升降功能；车架上对应活塞杆头部处连接有开口朝上的U型滑槽，活塞杆从U型滑槽的开口端伸入其内，U型滑槽的两侧边上有沿其长度方向、位置对应的长圆孔。

6.如权利要求5所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述上滑轮组包括两个上滑轮和连接两个上滑轮的上滑轮轴，上滑轮的轮体轴向中心一侧有外伸的凸台，另一侧有环形凹槽，上滑轮轴为中间段直径大于两端直径的阶梯轴，其垂直穿过活塞杆的头部，其中间段位于所述U型滑槽内与活塞杆头部之间通过螺钉紧固，两个上滑轮以凸台侧对称连接于上滑轮轴的两端，凸台穿过所述U型滑槽侧板上的长圆孔，轮体与上滑轮轴之间通过轴套连接；上滑轮轴的中间段上对应所述U型滑槽的内侧有垫圈，上滑轮轴的外端与上滑轮轮体上的环形凹槽通过紧固件连接；所述下滑轮组包括两个下滑轮，它们之间的连接轴通过支架与所述车架固定，同侧的上、下滑轮的轮槽中心面共面；所述钢丝绳有两根，分别绕过相应侧的上、下滑轮，其绕过上滑轮后的末端与带连接环的张紧螺杆组件连接，张紧螺杆组件通过固定于所述车架上的支架固定；所述钢丝绳的上部末端穿过张紧螺杆的连接环后通过绳夹定位，其下部末端与所述垃圾输送装置上的吊耳通过绳夹固定。

7.如权利要求1所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述垃圾输送机构的尾部两侧连接有所述铰接轴，所述铰接轴通过轴套连接有所述铰接座，所述铰接座包括上铰座和下铰座，下铰座焊接于所述车架上，上铰座通过螺栓连接于下铰座上，两者的连接面相应位置处分别有内凹的半圆槽，轴套连接于上铰座和下铰座连接后形成的圆孔中；上、下铰座之间有过渡配合的止口定位。

8.如权利要求1所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述垃圾抓取装置包括回转机构、抓取机构及连接于两者之间的臂架和使臂架升降的举升油缸，回转机构连接于车架上；抓取机构包括卡爪、固定座和卡爪控制油缸，固定座由销轴及连接于销轴两端的固定板组成，卡爪成对对称连接于两固定板之间，卡爪控制油缸连接于两侧卡爪之间；回转机构包括回转接头、回转减速器和回转体，回转体的上端与所述主臂的下端铰接，其中空的内腔下端连接有用于与回转减速器蜗轮上端连接的法兰板，法兰板与回转体外壁之间设置有用于控制回转体回转位置的限位块，回转接头的上端连接有用于控制回转体回转角度的传感器；回转体与所述举升油缸的缸体下端连接，其活塞杆头部与所述主臂的下侧铰接。

9.如权利要求8所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述固定板为三角形板，所述销轴包括一根上销轴、两根下销轴，三根销轴分别连接两块固定板的三个对应角；上销轴两端对应所述固定板连接位置处的内侧有内限位块、外侧有沿其周向的定位槽，定位槽中连接有与内限位块位置对应的外限位块，内、外限位块之间通过紧固件连接；下销轴的中间段纵截面为工字型，两端对应所述固定板连接位置处的外侧有沿其周向的所述定位槽，定位槽中连接有所述外限位块，外限位块与固定板之间通过紧固件连接；所述卡爪有两对，它们的同侧卡爪上端通过轴销铆接为一体，卡爪的上部有用于与所述下销轴连接的连接孔，两卡爪对称铰接于下销轴的两端，可绕铰接点转动，连接孔的两侧均有外伸的对称凸环，凸环与固定板之间有限位垫板，卡爪与下销轴之间通过位于凸环及连接孔内的轴套连接；所述卡爪控制油缸为双头油缸，其两端的活塞杆分别与所述轴销连接，同时带动两侧的卡爪绕其与所述固定板的铰接点旋转使卡爪开合来抓取需要清理的垃圾；卡爪控制油缸缸体外壁的中间位置处两侧有沿径向对称的滑块，所述固定板上有与滑块配套的滑槽。

10.如权利要求1所述的沙滩清洁车，其特征在于：所述臂架包括主臂和与其铰接的副臂，主臂上连接有主臂油缸，主臂和副臂之间连接有摇臂和连杆，摇臂有两个，其形状为三角形，对称连接于主臂的两侧，其三个顶点为铰接点，分别与主臂、主臂油缸和连杆通过连接轴铰接，连杆的横截面形状为工字形，其另一端与副臂铰接；副臂上连接有副臂油缸和摆杆，摆杆有两根，对称连接于副臂的前端两侧，其外端与副臂油缸的活塞杆通过轴铰接，该轴上还铰接有连接杆，连接杆的另一端与所述抓取机构的固定板铰接。