CN106245703A - 一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人 - Google Patents

一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人 Download PDF

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Abstract

一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，包括机身、滑块、滑块驱动机构、杂物破碎叶轮以及内壁清洗喷头，机身内部中空用于输送高压水及电缆线，滑块可滑动地套设在机身后端部外表面，滑块上环形阵列分布有复数个驱动臂，机身环形阵列分布有复数个从动臂系，从动臂系采用转动副对应联接在驱动臂上，每个从动臂系底部设有导向轮；机身前端部两侧分别设有一个旋转方向相反的杂物破碎叶轮；机身前端部还环形阵列分布有复数个内壁清洗喷头，内壁清洗喷头进水端与机身内部相通连接，出水端朝所述机身后端部一侧倾斜向外扩张。该结构的涵洞清淤机器人，可替代人工作业，适应不同尺寸涵洞的清理，提高涵洞的清理效率。

Description

一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人
技术领域
本发明涉及一种涵洞清洗设备，更具体地说是指一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人。
背景技术
在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通，而修筑于路面以下的过路结构称为涵洞，通过涵洞可以让水从公路的下面流过。涵洞在长期的使用过程中，会逐渐的堆积大量的诸如淤泥、小块沙石、枯枝、塑料袋、动物腐尸等杂物，影响了水流的正常通过甚至完全堵塞。
目前，涵洞的清理主要依赖于人工作业，不仅劳动强度大，工作效率低下，而且涵洞内的浑浊气体对作业人员的身体产生危害。另外，对于一些口径过小的涵洞，作用人员难以进入，进一步增加了涵洞的清理难度。为此，我们提供一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，以替代人工作业。
发明内容
本发明提供一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，以解决现有涵洞采用人工清理的难度高，劳动强度大，工作效率低以及危害作业人员身体健康等问题。
本发明采用如下技术方案：
一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，包括机身、滑块、滑块驱动机构、驱动臂、从动臂系、杂物破碎叶轮以及内壁清洗喷头，所述机身内部中空用于输送高压水及电缆线，所述滑块可滑动地套设在所述机身后端部外表面，所述滑块上环形阵列分布有复数个所述驱动臂，所述驱动臂采用转动副安装在所述滑块上，所述机身环形阵列分布有复数个所述从动臂系，所述从动臂系采用转动副对应联接在所述驱动臂上，每个从动臂系底部设有导向轮；所述机身前端部两侧分别设有一个所述杂物破碎叶轮，两个杂物破碎叶轮的旋转方向相反；所述机身前端部还环形阵列分布有复数个所述内壁清洗喷头，所述内壁清洗喷头进水端与机身内部相通连接，出水端朝所述机身后端部一侧倾斜向外扩张。
优选地，上述机身为一内部中空的卧式圆柱体，所述滑块为套设在卧式圆柱体表面的圆环。
进一步地，上述从动臂系包括两根平行的从动臂和一连杆，每根从动臂的一端铰接在机身上，所述连杆的两端分别与两个从动臂的另一端铰接，所述连杆的底部设有所述导向轮。
进一步地，上述滑动驱动机构包括驱动电机、丝杆、丝杆螺母以及壳体，所述驱动电机、丝杆及丝杆螺母均设于所述壳体内，所述丝杆与驱动电机输出端连接，丝杆螺母配合设置在丝杆上，所述壳体底部设有一轨道槽，所述滑块透过所述轨道槽与所述丝杆螺母固定连接。
进一步地，上述左侧的杂物破碎叶轮顺时针旋转，右侧的杂物破碎叶轮逆时针旋转。
进一步地，该涵洞清淤机器人还包括一摄像头和一摄像头清洗喷头，所述摄像头通过一支架固定于所述机身的前端部，所述摄像头清洗喷头固定于所述支架上，该摄像头清洗喷头的出水端指向所述摄像头的玻璃外罩上。
进一步地，上述机身的前端面上设有两个并列分布的杂物软化喷头。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明的涵洞清淤机器人，由滑块带动驱动臂运动，使驱动臂带动从动臂系的运动，以调节环形阵列分布的从动臂系部件的回转直径，可适应不同尺寸涵洞的清理。
2、本发明采用高压水作为驱动力，向后喷射的高压水既可以提供动力，也可以进行涵洞的清洗。
3、本发明的杂物破碎叶轮，既可以用于杂物的破碎，也可以将破碎的杂物转移至杂物破碎叶轮的后部，便于高压水冲洗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明滑块驱动机构的示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。
一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，参照图1至图3，包括机身1、滑块10、滑块驱动机构20、驱动臂30、从动臂系40、杂物破碎叶轮50以及内壁清洗喷头60，机身1起着主要的承载作用，其优先采用一内部中空的卧式圆柱体，用于输送高压水及电缆线。滑块10套设在机身1后端部外表面上，且在滑动驱动机构20驱动下沿着机身1的轴向来回运动。
参照图4，滑动驱动机构20包括驱动电机21、丝杆22、丝杆螺母23以及壳体24，所述驱动电机21、丝杆22及丝杆螺母23均设于所述壳体24内，所述丝杆22与驱动电机21输出端连接，丝杆螺母23配合设置在丝杆22上，所述壳体24底部设有一轨道槽，所述滑块10透过轨道槽与所述丝杆螺母23固定连接。
参照图1至图3，上述滑块10上环形阵列分布有复数个驱动臂30，所述驱动臂30采用转动副安装在滑块10上，机身环形阵列分布有复数个从动臂系40，所述从动臂系40采用转动副对应联接在所述驱动臂30上。从动臂系40包括两根平行的从动臂41和一连杆42，每根从动臂41的一端铰接在机身1上，所述连杆42的两端分别与两个从动臂41的另一端铰接，所述连杆42的底部设有所述导向轮43。滑块10在滑块驱动机构20作用下带动驱动臂运动，使驱动臂30带动从动臂系40的运动，以调节环形阵列分布的从动臂系40部件的回转直径，可适应不同尺寸涵洞的清理。
参照图1至图3，机身1前端部两侧分别设有一个杂物破碎叶轮50，杂物破碎叶轮上有刀刃用于破碎杂物，两个杂物破碎叶轮50的旋转方向相反。优选地，左侧的杂物破碎叶轮50顺时针旋转，右侧的杂物破碎叶轮50逆时针旋转，可抵消掉单个杂物破碎叶轮50到头旋转时产生的回转扭力，并且杂物可以被旋转中的杂物破碎叶轮50卷绕到其后方，同时也能够提供一定的机器人前进的动力。
参照图1至图3，机身1前端部还环形阵列分布有复数个所述内壁清洗喷头60，所述内壁清洗喷头60进水端与机身1内部相通连接，出水端朝所述机身1后端部一侧倾斜向外扩张。内壁清洗喷头60可用于清洗涵洞的内壁杂物以及冲刷出破碎后的杂物，同时喷射出的高压水提供机器人前进的主要动力。
参照图1至图3，该涵洞清淤机器人还包括一摄像头71和一摄像头清洗喷头72，摄像头71用于实时的观察涵洞内部的情况。所述摄像头71通过一支架711固定于所述机身1的前端部，所述摄像头清洗喷头72固定于所述支架711上，该摄像头清洗喷头72的出水端指向所述摄像头71的玻璃外罩上。上述机身1的前端面上设有两个并列分布的杂物软化喷头80，杂物软化喷头80通过高压水以软化涵洞内的杂物。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：包括机身、滑块、滑块驱动机构、驱动臂、从动臂系、杂物破碎叶轮以及内壁清洗喷头，所述机身内部中空用于输送高压水及电缆线，所述滑块可滑动地套设在所述机身后端部外表面，所述滑块上环形阵列分布有复数个所述驱动臂，所述驱动臂采用转动副安装在所述滑块上，所述机身环形阵列分布有复数个所述从动臂系，所述从动臂系采用转动副对应联接在所述驱动臂上，每个从动臂系底部设有导向轮；所述机身前端部两侧分别设有一个所述杂物破碎叶轮，两个杂物破碎叶轮的旋转方向相反；所述机身前端部还环形阵列分布有复数个所述内壁清洗喷头，所述内壁清洗喷头进水端与机身内部相通连接，出水端朝所述机身后端部一侧倾斜向外扩张。
2.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：所述机身为一内部中空的卧式圆柱体，所述滑块为套设在卧式圆柱体表面的圆环。
3.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：所述从动臂系包括两根平行的从动臂和一连杆，每根从动臂的一端铰接在机身上，所述连杆的两端分别与两个从动臂的另一端铰接，所述连杆的底部设有所述导向轮。
4.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：所述滑动驱动机构包括驱动电机、丝杆、丝杆螺母以及壳体，所述驱动电机、丝杆及丝杆螺母均设于所述壳体内，所述丝杆与驱动电机输出端连接，丝杆螺母配合设置在丝杆上，所述壳体底部设有一轨道槽，所述滑块透过所述轨道槽与所述丝杆螺母固定连接。
5.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：左侧的杂物破碎叶轮顺时针旋转，右侧的杂物破碎叶轮逆时针旋转。
6.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：还包括一摄像头和一摄像头清洗喷头，所述摄像头通过一支架固定于所述机身的前端部，所述摄像头清洗喷头固定于所述支架上，该摄像头清洗喷头的出水端指向所述摄像头的玻璃外罩上。
7.如权利要求1所述的一种基于高压水驱动的涵洞清淤机器人，其特征在于：所述机身的前端面上设有两个并列分布的杂物软化喷头。
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