CN109179284B - 一种依托于车辆的自动换井盖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种依托于车辆的自动换井盖装置,包括车身本体，所述车身本体后方具有车厢框架，还包括第一伸缩装置、第二伸缩装置、井盖勾取装置、井盖运送装置和井盖吸取置放装置，所述第一伸缩装置、第二伸缩装置均安装在车身本体的车厢上，所述井盖勾取装置与第一伸缩装置连接，所述井盖吸取置放装置与第二伸缩装置连接。本发明通过简单的人工自动操作就能够实现各处破损井盖的高效、快速的处理，简化了更换流程、提高了工作效率。并且机器取代人工操作，提高了工作的安全性，从根本工作条件上改善了工人的工作状况。

Description

一种依托于车辆的自动换井盖装置

技术领域

本发明涉及道路维修维护技术领域，更具体地说，特别涉及一种依托于车辆的自动换井盖装置。

背景技术

目前各个国家经济飞速发展，城镇化脚步逐渐加快，为适应城镇化需求，城市相关配套设施也在逐年建立。作为城市的主要部分，下水管道承担着排水防涝的作用，井盖在此过程中扮演着不可或缺的重要角色。受到车辆在行驶过程中长时间碾压的影响，井盖会有不同程度地破损。为了更好地起到防护作用，减少以外的发生，在路面上需要专门的维修工人去更换井盖。操作工人会搬运一定数目的新井盖替换破损的旧井盖。但是该过程不仅需要很长时间，还需要更多的工人协助完成，在车辆急速行驶的路面上，也存在一定的安全问题。而且工人们人工搬运井盖，费时费力，不仅劳动强度大，安装效率也十分低下。同时由于不同操作者操作习惯的不同，会造成安装质量不合格的问题出现，因此急需一种可以自动更换井盖的机械化装置。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，提供一种依托于车辆的自动换井盖装置，该装置操作简单，整个更换过程流畅，能大大提高生产效率、解放生产力，具有很好的实用性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种依托于车辆的自动换井盖装置,包括车身本体，所述车身本体后方具有车厢框架，还包括以下部件：

第一伸缩装置，用于驱动井盖吸取置放装置移动至井盖孔洞口位置，或收回至车厢位置处；

第二伸缩装置，用于驱动井盖勾取装置伸出车厢框架或收回至车厢框架中，并能够驱动井盖勾取装置横向移动；

井盖勾取装置，用于挂钩第一井盖，并提升第一井盖；

井盖运送装置，用于叉取第二井盖，并运送至井盖吸取置放装置位置；

井盖吸取置放装置，用于将第二井盖填补进井盖孔洞口中；

所述第一伸缩装置、第二伸缩装置均安装在车身本体的车厢上，所述井盖勾取装置与第二伸缩装置连接，所述井盖吸取置放装置与第一伸缩装置连接。

进一步地，所述井盖勾取装置包括至少两个起吊机组件，每个起吊机组件包括起吊机、钢绳、活动卡爪组件，所述起吊机安装在所述第二伸缩装置的活动端，所述钢绳的一端缠绕在所述起吊机上，其另一端与活动卡爪组件连接，所述活动卡爪组件用于卡抓井盖吊孔。

进一步地，所述活动卡爪组件包括卡爪座、凸轮和多个滑块卡爪，所述卡爪座上部与钢绳的另一端固定连接，所述卡爪座中开设有空腔，所述凸轮设置在所述空腔中，且与卡爪座旋转连接，所述凸轮与驱动电机的输出轴连接，所述凸轮四周均匀的设置有多个凸起部，多个所述滑块卡爪设置在所述空腔中，且与卡爪座滑动连接，所述卡爪座四周开设有卡爪出口，所述滑块卡爪的一端与凸起部位置一一对应，所述滑块卡爪的另一端与卡爪出口位置一一对应，每个所述滑块卡爪还通过拉伸弹簧与凸轮中部位置处的卡爪座固定连接。

进一步地，所述第二伸缩装置包括第二纵向导轨、纵向导轮、纵向移动架、第二横向导轨、横向导轮、起吊机安装架，一对所述第二纵向导轨纵对称的安装在所述车厢框架上方中部，每个所述第二纵向导轨上均安装有一组纵向导轮，且所有纵向导轮均安装在所述纵向移动架上，所述纵向移动架上固定安装有所述第二横向导轨，所述第二横向导轨上还安装有至少两组横向导轮，每个起吊机安装架与一组横向导轮固定连接，每个所述起吊机安装架上均安装有一个所述起吊机，所述第二伸缩装置上还安装有驱动纵向移动架在第二纵向导轨上移动的纵移驱动装置，所述第二伸缩装置上还安装有驱动起吊安装架在第二横向导轨上移动的横移驱动装置。

进一步地，所述井盖运送装置包括侧导轨装置、检测传感器、第二运动装置和托架，所述侧导轨装置安装在车厢侧面，所述第二运动装置安装在所述侧导轨装置上，且能够沿侧导轨装置纵向移动，所述托架安装在所述第二运动装置上，且能够沿第二运动装置上下移动或伸缩移动，所述托架外端安装有所述检测传感器。

进一步地，所述井盖吸取置放装置包括第三运动装置、吸盘支架、海绵吸盘组件，所述第三运动装置安装在所述第一伸缩装置的活动端，且海绵吸盘组件通过吸盘支架与第三运动装置连接，第三运动装置驱动海绵吸盘组件横向移动或升降运动。

进一步地，所述第一伸缩装置包括第一纵向导轨、导向滚轮、伸缩框架，所述车厢框架上部两侧分别安装有一排导向滚轮，所述伸缩框架上部两侧均安装有一个第一纵向导轨，两个第一纵向导轨分别安装在两排导向滚轮中，伸缩框架装置中设置有驱动所述第一纵向导轨沿导向滚轮移动的伸缩驱动装置。

进一步地，所述第三运动装置包括第一丝杆、升降架、第一电机、第二丝杆和第二电机，所述第一丝杆上端与伸缩框架的上梁旋转连接，所述第一丝杆下端与伸缩框架的下梁旋转连接，且所述第一丝杆的一端还与所述第一电机的输出轴连接，且所述第一电机的外壳与伸缩框架固定连接，所述升降架通过第一丝母与第一丝杆连接，且升降架两侧与伸缩框架两侧的纵梁配合导向，所述第二丝杆的一端与升降架的左侧旋转连接，所述第二丝杆的另一端与升降架的右侧旋转连接，所述第二丝杆的一端与第二电机的输出轴连接，所述第二电机还与升降架固定连接，所述吸盘支架通过第二丝母与第二丝杆连接。

进一步地，所述海绵吸盘组件与吸盘支架之间还安装有伸缩油缸。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本申请在使用时，车身本体可以携带设备方便快速移动，到达破损的第一井盖的位置，第一伸缩装置和第二伸缩装置伸出，第二伸缩装置将井盖勾取装置输送到破损的第二井盖上方，然后井盖勾取装置吊起井盖，第二伸缩装置收缩将井盖吊至车厢中，井盖运送装置运送新的第二井盖至井盖吸取置放装置位置处，路板吸取置放装置吸取第二井盖以后，安放在井盖孔洞口位置，在操作的时候，工人可以作为一些适当的辅助即可。

本发明具有以下优点：

1、该装置操作简单，整个更换过程流畅，能大大提高生产效率、解放生产力，具有很好的实用性。

2、整个装置由自动化更换井盖的机构和机械化的运输车辆组成，通过简单的人工自动操作就能够实现各处破损井盖的高效、快速的处理，简化了更换流程、提高了工作效率。并且机器取代人工操作，提高了工作的安全性，从根本工作条件上改善了工人的工作状况。

3、具有非常高的流畅性，连贯、协调配合的三个维度的运动能缩短了每个过程的时间，能显著提高工作的效率。更换装置能够进行全方位运动，实现高效率高质量的作业，具有良好的普适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的依托于车辆的自动换井盖装置的结构示意图一；

图2是本发明的依托于车辆的自动换井盖装置的结构示意图二；

图3是本发明的依托于车辆的井盖吸取置放装置的结构示意图二；

图4是本发明的依托于车辆的自动换井盖装置中活动卡爪组件的结构示意图一；

图5是本发明的依托于车辆的自动换井盖装置中活动卡爪组件的结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1、图2所示，本发明提供的一种依托于车辆的自动换井盖装置,包括车身本体1，

车身本体1由市面上的大型集装箱货车改装而来，大型集装箱货车具有重心低、载重能力强等优点。车厢内部宽敞、空间较大，便于加工修补路面，大大降低了运输成本。并且该修补路面装置可以适用于大部分车辆。快速的流动性作业能够高效率的完成每一次的修补任务。

车身本体1后方具有车厢框架2，还包括以下部件：

第一伸缩装置3，用于驱动井盖吸取置放装置7移动至井盖孔洞口位置，或收回至车厢位置处；

第二伸缩装置4，用于驱动井盖勾取装置5伸出车厢框架2或收回至车厢框架2中，并能够驱动井盖勾取装置5横向移动；

井盖勾取装置5，用于挂钩第一井盖，并提升第一井盖；本申请中第一井盖是旧井盖。

井盖运送装置6，用于叉取第二井盖，并运送至井盖吸取置放装置7位置；本申请中第二井盖是新井盖。

井盖吸取置放装置7，用于将第二井盖填补进井盖孔洞口中；

第一伸缩装置3、第二伸缩装置4均安装在车身本体1的车厢上，井盖勾取装置5与第二伸缩装置4连接，井盖吸取置放装置7与第一伸缩装置3连接。

车身本体1可以携带设备方便快速移动，到达破损的第一井盖的位置，第一伸缩装置3和第二伸缩装置4伸出，第二伸缩装置4将井盖勾取装置5输送到破损的第二井盖上方，然后井盖勾取装置5吊起井盖，第二伸缩装置4收缩将井盖吊至车厢中，井盖运送装置6运送新的第二井盖至井盖吸取置放装置7位置处，路板吸取置放装置7吸取第二井盖以后，安放在井盖孔洞口位置，在操作的时候，工人可以作为一些适当的辅助即可。

在本实施例中，井盖勾取装置5包括至少两个起吊机组件，每个起吊机组件包括起吊机51、钢绳52、活动卡爪组件53，起吊机51安装在第二伸缩装置4的活动端，钢绳52的一端缠绕在起吊机51上，其另一端与活动卡爪组件53连接，活动卡爪组件53用于卡抓在井盖上的吊孔中，起吊机51可以收紧钢绳52或松开钢绳52，从而实现钢绳52对活动卡爪组件53的升降，对于活动卡爪组件53的升降还可以采用电机加链轮提升的方式，或者采用油缸加链轮链条提升的方式。

参阅图4、图5所示，活动卡爪组件53包括卡爪座531、凸轮532和多个滑块卡爪533，卡爪座531上部与钢绳52的另一端固定连接，在本申请中卡爪座531可以设置为圆筒形结构，其中开设有空腔，凸轮532设置在空腔中，且与圆筒形卡爪座531轴线重合，凸轮532与卡爪座531旋转连接，凸轮532由驱动电机驱动旋转，凸轮532四周均匀的设置有多个凸起部534，多个滑块卡爪533设置在空腔中，且与卡爪座531滑动连接，卡爪座531四周开设有卡爪出口535，滑块卡爪533的一端与凸起部534位置一一对应，滑块卡爪533的另一端与卡爪出口535位置一一对应，每个滑块卡爪533还通过拉伸弹簧536与凸轮532中部位置处的卡爪座534固定连接。驱动电机的输出轴驱动凸轮532旋转，凸起部534将滑块卡爪533从卡爪出口535中伸出，从而能够卡爪住井盖上的吊孔底部，从而实现对旧井盖的吊装，当将旧井盖吊到车厢中以后，凸轮532继续旋转，拉伸弹簧536将滑块卡爪533从卡爪出口535位置缩回至空腔中。本申请中卡爪组件53也可以直接采用勾住井盖上的吊孔的吊具。

第二伸缩装置4包括第二纵向导轨41、纵向导轮42、纵向移动架43、第二横向导轨44、横向导轮45、起吊机安装架46，一对第二纵向导轨纵41对称的安装在车厢框架2上方中部，每个第二纵向导轨41上均安装有一组纵向导轮42，且所有纵向导轮42均安装在纵向移动架43上，纵向移动架43上固定安装有第二横向导轨44，第二横向导轨44上还安装有至少两组横向导轮45，每个起吊机安装架56与一组横向导轮45固定连接，每个起吊机安装架45上均安装有一个起吊机51，第二伸缩装置4上还安装有驱动纵向移动架43在第二纵向导轨41上移动的纵移驱动装置，第二伸缩装置4上还安装有驱动起吊安装架46在第二横向导轨44上移动的横移驱动装置，横移驱动装置和纵移驱动装置均可以驱动电机来带动纵向移动架43或起吊机安装架46移动，驱动装置结构技术较多，在此不做赘述。

在本发明另一优选实施例中，井盖运送装置6括侧导轨装置61、检测传感器62、第二运动装置63和托架64，侧导轨装置61安装在车厢侧面，第二运动装置63安装在侧导轨装置61上，且能够沿侧导轨装置61纵向移动，托架64安装在第二运动装置63上，且能够沿第二运动装置63上下移动，还可以包括伸缩移动，托架64外端安装有检测传感器65。检测传感器62可以检测新井盖的位置，然后第二运动装置63驱动托架64叉住新井盖后提升，侧导轨装置61驱动第二运动装置63移动至车厢后方井盖吸取置放装置7。侧导轨装置61可以采用导轨导轮配合的方式，导轮通过伺服电机驱动，第二运动装置63也可以直接采用现有技术中的导向驱动装置。

第一伸缩装置3包括第一纵向导轨31、导向滚轮33、伸缩框架32，车厢框架2上部两侧分别安装有一排导向滚轮33，本实施例示例性的设置每组两组导向滚轮33，伸缩框架32上部两侧均安装有一个第一纵向导轨31，两个第一纵向导轨31分别安装在两排导向滚轮33中，且第一纵向导轨31可以在两排导向滚轮33中移动，第一伸缩装置3中设置有驱动第一纵向导轨31沿导向滚轮33移动的伸缩驱动装置。该伸缩驱动装置可以是内置在导向滚轮33中的驱动电机，或者由电机链轮驱动第一纵向导轨31移动等方式，从而驱动伸缩框架32远离车身本体或者移动至车身本体后方，实现带动井盖吸取置放装置7至破碎井盖区域。

参阅图3所示，井盖吸取置放装置7包括第三运动装置71、吸盘支架72、海绵吸盘组件73，第三运动装置71安装在第一伸缩装置3的活动端，且海绵吸盘组件73通过吸盘支架72与第三运动装置71接，第三运动装置71驱动海绵吸盘组件73横向移动或升降运动。井盖运送装置6将新井盖输送至车厢尾部以后，吸盘支架62吸取新井盖，然后第三运动装置71驱动新井盖放在井盖孔洞口，第三运动装置71一般包括横移装置、纵移装置和升降装置，当然也可以由第一伸缩装置3的伸缩移动来实现海绵吸盘组件73的纵向位置调节。优选的，海绵吸盘每个孔中内置单向阀，有效防止吸取物件时物件小于海绵吸盘或者被吸物没有完全覆盖于吸盘中而泄露真空，单向阀在没有物件时自动关闭，不影响其工作的进行。

第三运动装置71包括第一丝杆711、升降架712、第一电机713、第二丝杆714和第二电机715，第一丝杆711上端与伸缩框架32的上梁旋转连接，第一丝杆711下端与伸缩框架32的下梁旋转连接，且第一丝杆711的一端还与第一电机713的输出轴连接，且第一电机713的外壳与伸缩框架32固定连接，升降架712通过第一丝母与第一丝杆711连接，且升降架712两侧与伸缩框架32两侧的纵梁配合导向，第二丝杆714的一端与升降架712的左侧旋转连接，第二丝杆714的另一端与升降架712的右侧旋转连接，第二丝杆714的一端与第二电机715的输出轴连接，第二电机715还与升降架712固定连接，吸盘支架72通过第二丝母与第二丝杆714连接。通过丝杆丝母配合的方式可以来实现纵向移动和横向移动。该横移和升降结构现有技术较多，不进行具体赘述。优选的，海绵吸盘组件73与吸盘支架72之间还安装有伸缩油缸74，伸缩油缸可以进行短距离精确升降调节。

最优的，升降架712上还安装有摄像头81，且摄像头81通过控制装置来控制第一伸缩装置3和第三运动装置71运动。摄像头81用于检测井盖的位置，也可以检测活动卡爪组件53是否伸入井盖的吊装孔中，从而控制相关机构动作。

本发明具有以下优点：

1、该装置操作简单，整个更换过程流畅，能大大提高生产效率、解放生产力，具有很好的实用性。

2、整个装置由自动化更换井盖的机构和机械化的运输车辆组成，通过简单的人工自动操作就能够实现各处破损井盖的高效、快速的处理，简化了更换流程、提高了工作效率。并且机器取代人工操作，提高了工作的安全性，从根本工作条件上改善了工人的工作状况。

3、具有非常高的流畅性，连贯、协调配合的三个维度的运动能缩短了每个过程的时间，能显著提高工作的效率。更换装置能够进行全方位运动，实现高效率高质量的作业，具有良好的普适性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种依托于车辆的自动换井盖装置,包括车身本体，所述车身本体后方具有车厢框架，其特征在于,还包括以下部件：

第一伸缩装置，用于驱动井盖吸取置放装置移动至井盖孔洞口位置，或收回至车厢位置处；

第二伸缩装置，用于驱动井盖勾取装置伸出车厢框架或收回至车厢框架中，并能够驱动井盖勾取装置横向移动；

井盖勾取装置，用于挂钩第一井盖，并提升第一井盖；

井盖运送装置，用于叉取第二井盖，并运送至井盖吸取置放装置位置；

井盖吸取置放装置，用于将第二井盖填补进井盖孔洞口中；

所述第一伸缩装置、第二伸缩装置均安装在车身本体的车厢上，所述井盖勾取装置与第二伸缩装置连接，所述井盖吸取置放装置与第一伸缩装置连接。

2.根据权利要求1所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述井盖勾取装置包括至少两个起吊机组件，每个起吊机组件包括起吊机、钢绳、活动卡爪组件，所述起吊机安装在所述第二伸缩装置的活动端，所述钢绳的一端缠绕在所述起吊机上，其另一端与活动卡爪组件连接，所述活动卡爪组件用于卡抓井盖吊孔。

3.根据权利要求2所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述活动卡爪组件包括卡爪座、凸轮和多个滑块卡爪，所述卡爪座上部与钢绳的另一端固定连接，所述卡爪座中开设有空腔，所述凸轮设置在所述空腔中，且与卡爪座旋转连接，所述凸轮与驱动电机的输出轴连接，所述凸轮四周均匀的设置有多个凸起部，多个所述滑块卡爪设置在所述空腔中，且与卡爪座滑动连接，所述卡爪座四周开设有卡爪出口，所述滑块卡爪的一端与凸起部位置一一对应，所述滑块卡爪的另一端与卡爪出口位置一一对应，每个所述滑块卡爪还通过拉伸弹簧与凸轮中部位置处的卡爪座固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述第二伸缩装置包括第二纵向导轨、纵向导轮、纵向移动架、第二横向导轨、横向导轮、起吊机安装架，一对所述第二纵向导轨纵对称的安装在所述车厢框架上方中部，每个所述第二纵向导轨上均安装有一组纵向导轮，且所有纵向导轮均安装在所述纵向移动架上，所述纵向移动架上固定安装有所述第二横向导轨，所述第二横向导轨上还安装有至少两组横向导轮，每个起吊机安装架与一组横向导轮固定连接，每个所述起吊机安装架上均安装有一个所述起吊机，所述第二伸缩装置上还安装有驱动纵向移动架在第二纵向导轨上移动的纵移驱动装置，所述第二伸缩装置上还安装有驱动起吊安装架在第二横向导轨上移动的横移驱动装置。

5.根据权利要求1所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述井盖运送装置包括侧导轨装置、检测传感器、第二运动装置和托架，所述侧导轨装置安装在车厢侧面，所述第二运动装置安装在所述侧导轨装置上，且能够沿侧导轨装置纵向移动，所述托架安装在所述第二运动装置上，且能够沿第二运动装置上下移动或伸缩移动，所述托架外端安装有所述检测传感器。

6.根据权利要求5所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述井盖吸取置放装置包括第三运动装置、吸盘支架、海绵吸盘组件，所述第三运动装置安装在所述第一伸缩装置的活动端，且海绵吸盘组件通过吸盘支架与第三运动装置连接，第三运动装置驱动海绵吸盘组件横向移动或升降运动。

7.根据权利要求6所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述第一伸缩装置包括第一纵向导轨、导向滚轮、伸缩框架，所述车厢框架上部两侧分别安装有一排导向滚轮，所述伸缩框架上部两侧均安装有一个第一纵向导轨，两个第一纵向导轨分别安装在两排导向滚轮中，伸缩框架装置中设置有驱动所述第一纵向导轨沿导向滚轮移动的伸缩驱动装置。

8.根据权利要求7所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述第三运动装置包括第一丝杆、升降架、第一电机、第二丝杆和第二电机，所述第一丝杆上端与伸缩框架的上梁旋转连接，所述第一丝杆下端与伸缩框架的下梁旋转连接，且所述第一丝杆的一端还与所述第一电机的输出轴连接，且所述第一电机的外壳与伸缩框架固定连接，所述升降架通过第一丝母与第一丝杆连接，且升降架两侧与伸缩框架两侧的纵梁配合导向，所述第二丝杆的一端与升降架的左侧旋转连接，所述第二丝杆的另一端与升降架的右侧旋转连接，所述第二丝杆的一端与第二电机的输出轴连接，所述第二电机还与升降架固定连接，所述吸盘支架通过第二丝母与第二丝杆连接。

9.根据权利要求8所述的依托于车辆的自动换井盖装置，其特征在于：所述海绵吸盘组件与吸盘支架之间还安装有伸缩油缸。

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