CN106516518A - 一种城市地下管廊清运装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市地下管廊清运装备，属于设计制造技术领域。包括手抓和行走机构，人字形支架的顶端设有横梁，两支前支腿和两支后支腿的顶端分别与横梁的两端通过各自的轴承连接，横梁的中部设有短杆，爪盘的上端面通过连接杆与横梁固定，爪盘的下端面设有与其铰接的手爪，手爪中部铰接于连杆的一端，连杆的另一端与星形连接件铰接，星形连接件的上端与齿条固定连接，主动齿轮与齿条啮合；爪盘的上端面设有抓取电机，前支腿和后支腿之间设有弹簧，两条前、后支腿之间设有与横梁平行的前连接板，前连接板的中部设有控制与视觉传感装置，两支前支腿和两支后支腿的下端均设有行走电机和轮子固定。主要用于地下管廊的废弃物品清运。
Description
技术领域
本发明属于机械装置设计制造技术领域。
背景技术
随着城市地下管廊建设的逐步推进，地下管廊在修建过程中以及投入实施后的清洁管理问题不断凸显。特别是在地下管廊的修建过程中会残留诸多管件、板件以及电缆线等废弃物品，现在对这些废弃物品的处理方式还停留在人工清运阶段，但是用人工处理的方式对这些废弃物品进行清理的效率非常低，以及在空间比较狭窄的区域不方便人进入，甚至会对人生安全造成威胁。无人智能化清运装置的发展有利于提高清洁效率以及避免出现生命安全事故，因此发展无人智能化清运装置必将代替人工清运的方式对城市地下管廊进行清洁管理。据检索，目前已有相关智能清洁装置的技术出现，例如中国专利申请号201610594953.4公开的“一种车间智能地面清洁机器人”，该专利所述的车间智能地面清洁机器人是利用电磁铁的磁性来吸附车间地面的铁屑，但并不能对其它非磁性垃圾进行清理。再如中国专利申请号201610368352.1公开了“一种垃圾捡拾装置”，所述的垃圾捡拾装置结构比较复杂，尺寸也比较大，而且需要人工助力推动，不能完全实现智能无人化垃圾清理。以上两个专利所述的垃圾清理装置不宜用于空间比较狭窄的城市地下管廊里的废弃管件、废弃板件以及废弃电缆线等垃圾的清理。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市地下管廊清运装置，它能够实现对废弃物件的自动识别、自动抓取以及自动运输行走功能，大大提高了城市地下管廊清运工作的无人化。
本发明达到其目的所采用的技术方案是，一种城市地下管廊清运装备，包括手抓和行走机构，人字形支架的顶端设有横梁，两支前支腿和两支后支腿的顶端分别与横梁的两端通过各自的轴承连接，横梁的中部设有短杆，爪盘的上端面通过连接杆与横梁固定，爪盘的下端面设有与其铰接的手爪，手爪中部铰接于连杆的一端，连杆的另一端与星形连接件铰接，星形连接件的上端与齿条固定连接，主动齿轮与齿条啮合；爪盘的上端面设有抓取电机，抓取电机的输出轴与主动齿轮固定；前支腿和后支腿之间设有弹簧，两条前支腿之间设有与横梁平行的前连接板，前连接板的中部设有控制与视觉传感装置，两条后支腿之间设有与横梁平行的后连接板；两支前支腿和两支后支腿的下端均设有行走电机，行走电机的输出轴与轮子固定。
所述手爪有三个，它们的一端呈120°分布在爪盘下端面并与爪盘下端面铰接。
所述连杆有三支，它们的一端分别与三个手爪铰接，另一端均与星形连接件铰接。
所述行走电机有四个，分别与两支前支腿和两支后支腿的下端固定。
所述行走电机和抓取电机为舵机，均通过电缆与控制器连接。
所述弹簧有两个，它们的两端分别与前支腿和后支腿的中部固定。
本发明的工作过程和工作原理：
首先自动识别是通过控制与视觉传感装置对废弃物件进行自动识别，同时控制前、后支腿上的行走电机驱动四个轮子同时正向同速转动，使清运装置行走至废弃物件处；然后，两后支腿上的行走电机改变驱动方向，使与其输出轴固定的两轮子反向转动，清运装置停止前进，并且前、后支腿向两侧分开使抓取机构位置下降至废弃物件的高度，行走电机停止驱动；抓取电机驱动齿轮转动并使与齿轮啮合的齿条向上运动，从而使三个手爪合拢抓取废弃物件，抓取电机停止驱动；前后支架的行走电机驱动与之对应的轮子相向同速运动，使前后支架向中间靠拢而提升抓有废弃物件的抓取机构至一定高度；然后，前、后支腿的行走电机驱动四个轮子同向同速转动，把废弃物件运送至指定的陈放位置，行走电机停止驱动，抓取电机驱动齿轮转动并使与齿轮啮合的齿条向下运动，从而使手爪分开放下废弃物件。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：
本发明运用了控制器、视觉传感器构成的控制与视觉传感装置以及舵机等智能控件，能够实现城市地下管廊废弃物件的智能无人化清运处理，与人工清运方式比较，具有更高的清运效率，并且保障了人生安全。
本发明结构简单，尺寸小，清运方式独特，而且具有可折叠的特点。因此，该清运装备适合用于城市地下管廊的废弃管件、板件以及废弃电缆线等垃圾的清运处理，而且由于其可折叠性，携带非常方便。
附图说明
图1是本发明直立状态三维图
图2是本发明下压状态三维图
图3是本发明的抓取部件三维图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的详细说明。
一种城市地下管廊清运装备，包括抓手和行走机构，人字形支架的顶端设有横梁9，两支前支腿1和两支后支腿8的顶端分别与横梁9的两端通过各自的轴承连接，横梁9的中部设有短杆，爪盘2的上端面通过连接杆16与横梁9固定，爪盘2的下端面设有与其铰接的手爪12，手爪12中部铰接于连杆14的一端，连杆14的另一端与星形连接件13铰接，星形连接件13的上端与齿条10固定连接，主动齿轮15与齿条10啮合；爪盘2的上端面设有抓取电机11，抓取电机11的输出轴与主动齿轮15固定；前支腿1和后支腿8之间设有弹簧7，两条前支腿1之间设有与横梁9平行的前连接板3，前连接板3的中部设有控制与视觉传感装置4，两条后支腿8之间设有与横梁9平行的后连接板17；两支前支腿1和两支后支腿8的下端均设有行走电机5，行走电机5的输出轴与轮子6固定。
所述手爪12有三个，它们的一端呈120°分布在爪盘2下端面并与爪盘下端面铰接。
所述连杆14有三支，它们的一端分别与三个手爪12铰接，另一端均与星形连接件13铰接。
所述行走电机5有四个，分别与两支前支腿1和两支后支腿8的下端固定。
所述行走电机5和抓取电机11为舵机，均通过电缆与控制器连接。
所述弹簧7有两个，它们的两端分别与前支腿1和后支腿8的中部固定。
本发明的工作过程和工作原理：首先自动识别是通过控制与视觉传感装置4对废弃物件进行自动识别，同时控制前后支腿上的行走电机5驱动四个轮子6同时正向同速转动，使清运装备行走至废弃物件处；两后支腿上8的行走电机5改变驱动方向，使与其输出轴固定的轮子6反向转动，清运装备停止前进，并且前支腿1、后支腿8向两侧分开使抓取机构位置下降至废弃物件的高度，行走电机5停止驱动；抓取电机11驱动主动齿轮15转动并使与主动齿轮15啮合的齿条10向上运动，从而使三个手爪12合拢抓取废弃物件，抓取电机11停止驱动；前支腿1、后支腿8的行走电机5驱动与之对应的轮子6相向同速运动，使前支腿1、后支腿8向中间靠拢而提升抓有废弃物件的抓取机构至一定高度；然后，前支腿1、后支腿8的行走电机5驱动四个轮子6同向同速转动，把废弃物件运送至指定的陈放位置，行走电机5停止驱动，抓取电机11驱动主动齿轮15转动并使与其啮合的齿条11向下运动，从而使手爪12分开放下废弃物件。
Claims (6)
1.一种城市地下管廊清运装备，包括抓手和行走机构，其特征在于：人字形支架的顶端设有横梁(9)，两支前支腿(1)和两支后支腿(8)的顶端分别与横梁(9)的两端通过各自的轴承连接，横梁(9)的中部设有短杆，爪盘(2)的上端面通过连接杆(16)与横梁(9)固定，爪盘(2)的下端面设有与其铰接的手爪(12)，手爪(12)中部铰接于连杆(14)的一端，连杆(14)的另一端与星形连接件(13)铰接，星形连接件(13)的上端与齿条(10)固定连接，主动齿轮(15)与齿条(10)啮合；爪盘(2)的上端面设有抓取电机(11)，抓取电机(11)的输出轴与主动齿轮(15)固定；前支腿(1)和后支腿(8)之间设有弹簧(7)，两条前支腿(1)之间设有与横梁(9)平行的前连接板(3)，前连接板(3)的中部设有控制与视觉传感装置(4)，两条后支腿(8)之间设有与横梁(9)平行的后连接板(17)；两支前支腿(1)和两支后支腿(8)的下端设有行走电机(5)，行走电机(5)的输出轴与轮子(6)固定。
2.根据权利要求1所述的一种城市地下管廊清运装备，其特征在于：所述手爪(12)有三个，它们的一端呈120°分布在爪盘(2)下端面并与爪盘(2)下端面铰接。
3.根据权利要求1所述的一种城市地下管廊清运装备，其特征在于：所述连杆(14)有三支，它们的一端分别与三个手爪(12)铰接，另一端均与星形连接件(13)铰接。
4.根据权利要求1所述的一种城市地下管廊清运装备，其特征在于：所述行走电机(5)有四个，分别与前支腿(1)和后支腿(8)的下端固定。
5.根据权利要求1所述的一种城市地下管廊清运装备，其特征在于：所述行走电机(5)和抓取电机(11)为舵机，均通过电缆与控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种城市地下管廊清运装备，其特征在于：所述弹簧(7)有两个，它们的两端分别与前支腿(1)和后支腿(8)的中部固定。
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