CN109505324B - 一种轮式排水沟清理器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种轮式排水沟清理器及其使用方法，括有可旋转抛管（1）、连接器（2）、换向器（3）、清理器外罩（4）、清理器（5）、控制手柄（6）、发动机（7）、同步器（8）、变速器（9）、轮胎（10）；控制手柄可控制轮式排水沟清理器行进方向和转向，控制手柄左柄是轮式排水沟清理器的离合器和刹车装置，右柄是油门和前进、倒退档控制器位置，换向器与发动机动力输出轴通过连接器螺丝连接；清理器外罩与换向器螺丝连接，同步器通过花键与发动机动力输出轴内啮合，变速器通过螺丝固定在整机两侧，并通过法兰螺丝连接轮胎。使用本发明专利相较人工，清理速度快，工作效率高，机械化代替人工，节约成本，经济效益高，填补了国内排水沟清理作业机械化领域的技术空白。

Description

一种轮式排水沟清理器及其使用方法

技术领域

本发明涉及公路水渠清理领域，特别地涉及一种轮式排水沟清理器。

背景技术

通过对高速公路主要路段排水沟的现状进行调查，发现排水沟规格有多样，但排水沟的宽度主要集中在55cm以上，形状主要以矩形和倒梯形为主由于当前高速公路两侧排水沟清理主要依靠人工，清理成本较大且耗时较长，由于排水沟特殊的结构及特点，市面上目前主要是普通路面的清理设备，无专业清理排水沟的机械设备，而普通路面的清理设备无法实现针对排水沟特殊结构及特殊地点的清理，现急需设计一种代替人工清理排水沟的机械设备，逐步实现排水沟清理作业机械化，提高清理效率及节约成本。现有技术的路面清理机动力输出部分，包括有汽油发动机、动力输出轴、控制手柄、轮胎等组成，通过控制手柄控制动力设备转动，带动前端清理设备工作，通过控制手柄档位调节动力输出轴转速及轮胎行进速度，该现有技术通常应用于普通路面和高速路面的清理工作，针对路面清理，效果良好。但对于排水沟清理，存在以下不足：1、清理设备的前端转轴输出的动力不能与轮胎行走动力分离，从而使得设备作业工作与设备行走运行速度相互关联，相互影响，导致无法有效地单独控制作业和设备行进；2、转速过高影响水沟清理效果，且转向需换向，避免清理出的杂物抛在高速公路路面；3、整机高度过低，在排水沟内作业时，发动机容易浸水；4、现有工具不能实现排水沟清理作业，需研发改装；5 、由于排水沟的杂物成分、清理深度等工况各不相同，现有设备无法根据实际工况确定和调整清理设备的作业速度。

发明内容

本发明专利的内容就是针对上述排水沟清理设备的现状展开。轮式排水沟清理器可进入边沟（大于55cm）内清理作业，通过人工控制操作手柄实现清理器的行进、转向及作业，轮式排水沟清理器刀片高速旋转将排水沟内杂草等切碎后带入清理器外罩顶端抛管后抛出排水沟，抛管可在水平方向120°或360°调整，达到清理、排出一体化的效果。

本发明专利的目的在于：在现有技术基础上，解决高速公路排水沟清理不便，及单纯依靠人工，耗时长效率低的缺点，提供一种减少人力物力，提高工作效率，能良好清理高速公路排水沟的轮式排水沟清理器；同时解决现有清理设备作业工作与设备行走运行速度无法有效调控、清理器无法实现低速行走、清理排出不能一体化的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种轮式排水沟清理器，该轮式排水沟清理器，包括有控制手柄、发动机、轮胎，其特征是还有可旋转抛管、连接器、换向器、清理器外罩、清理器、同步器、变速器，所述的控制手柄可控制轮式排水沟清理器行进方向和转向，控制手柄左柄是轮式排水沟清理器的离合器和刹车装置，右柄是油门和前进、倒退档控制器位置，换向器与发动机动力输出轴通过连接器螺丝连接；清理器外罩与换向器螺丝连接，同步器通过花键与发动机动力输出轴内啮合，变速器通过螺丝固定在整机两侧，并通过法兰螺丝连接轮胎，可旋转抛管安装在清理器外罩上端，可在水平方向上旋转120°或圆周旋转。可根据工作要求调整抛物角度。轮胎为内胎式轮胎，表面均匀分布有胶齿，具备一定的攀爬与抗滑能力。

在上述方案中，同步器为空心圆柱式，可通过同步器控制杆在前端轴轴向滑动。同步器内圈设置有内花键，前、后端轴设置有外花键，同步器通过内外花键啮合与前、后端轴连接，通过同步器控制杆调整与后端轴的断连。前端轴连接第二变速器，后端轴连接机体第一变速器。

在上述方案中，变速器为长方体箱体式结构，箱体内两根转轴通过齿轮啮合传动，主动轴与机体通过花键连接，从动轴通过轮胎连接法兰与轮胎连接。变速器通过小齿轮带动大齿轮，使输出的转速较小，降低了整机的行驶速度。

在上述方案中，连接器为工字型，连接器前端通过沉头螺丝与第二变速器相连，后端通过螺丝连接机体。

在上述方案中，清理器底座与刀座紧固焊接，刀片与刀座紧固焊接，限位螺丝确保了清理器在旋转作业时水平方向上没有位移。

在上述方案中，上述方式还可通过增加无级变速器来实现，通过无级变速器控制轮胎行进轴动力。

在上述方案中，所述的变速器内侧通过沉头螺丝连接机体两侧行走动力输出轴孔，外侧通过法兰螺丝连接轮胎，变速器内部小齿轮啮合大齿轮，提高整机可涉水深度，同时降低轮胎行走速度。

本轮式排水沟清理器是这样使用的：由于轮式排水沟清理器无法直接装卸，可通过轻型普通货车运载，并在车厢内安装简易升降装置，升降装置通过螺丝固定在车厢底座上，将货车开到施工点便可进行排水沟清理器卸车作业。排水沟清理器进入施工点后，先由人工进行探察，并对即将要作业的排水沟中的大石块、大树干等杂物清理掉；做好准备工作后，由操作人员启动设备，通过操作手柄控制设备开始作业，根据排水沟的杂物成分、清理深度等工况适当调整作业行进速度；设备通过旋转刀片剪碎杂物后，由涡轮原理带走杂物沿着刀罩向抛管处甩出，达到清理与排出的目的。

本轮式排水沟清理器各装置是这样控制的：汽油发动机是轮式排水沟清理器的动力装置，启动方式为拉绳式，通过控制手柄控制油门大小及离合，以满足不同作业对动力的需求；控制手柄可控制轮式排水沟清理器启停、进退，发动机起动后，通过调整控制手柄控制档位，可调节清理器旋转快慢及行进速度。在无需清理的路段，可控制手柄档位至空挡，使清理器作业停止，快速前进通过。在不同数量级杂物的工况下，可通过控制手柄控制档位，调节清理器转速快慢来适配其需要的工况；同步器安装在发动机动力输出轴上，通过控制同步器控制杆档位，实现发动机动力输出轴与轮胎行走输出轴的啮合或不啮合，从而控制轮式排水沟清理器行走与启停。在正常工况下，清理器旋转与整机的前进是同时进行的。当遇到需要静止作业的工况，控制同步器控制杆档位，使同步器与轮胎行走输出轴中断连接，即可达到整机静止而不影响清理器可持续作业的目的；变速器安装在机体两侧，与轮胎法兰螺丝连接，变速器通过小齿轮带动大齿轮旋转，实现轮式排水沟清理器低速行走目的；换向器与连接器螺丝固定连接，与清理器外罩螺丝连接，实现输出动力换向，确保清理器抛管抛出的杂物不会洒落在高速公路路面。

通过本申请同步器、连接器、变速器及换向器的针对性结构设计以及各个构件的传动设计，使得本轮式排水沟清理器的有益效果如下：

1.相较人工，清理速度快，工作效率高。

2.机械化代替人工，节约成本，经济效益高。

3.填补了可控轮式清理排出一体化排水沟清理作业机械化领域的技术空白。

4.本发明专利介绍了一种通过针对性结构设计达到控制动力输出轴与轮胎行进轴动力的方式，是一种作业与行进互不影响的技术方法，达到了作业与行进互不干扰的效果。

5.本发明能够实现排水沟清理、排出一体化的效果，并能够根据排水沟的杂物成分、清理深度等工况实时调节作业速度，利于提高清扫质量和保持排水沟旁边路面的清洁。

6.通过本申请的内部构件的整体结构和配合设计，可以提高排水沟清理器的涉水深度，提高其应用范围。

附图说明

图1为轮式排水沟清理器主视示意图。

图2为图1所示的轮式排水沟清理器的俯视示意图。

图3为图1所示的轮式排水沟清理器的清理器外壳示意图。

图4为图1所示的轮式排水沟清理器的连接器示意图。

图5为图1所示的轮式排水沟清理器的换向器示意图。

图6为图1所示的轮式排水沟清理器的清理器示意图。

图7为图6所示的清理器的刀片剖视示意图。

图8为图1所示的轮式排水沟清理器的同步器示意图。

图9为图1所示的轮式排水沟清理器的变速器示意图。

具体实施方式

参照图1和图2所示的轮式排水沟清理器，一种轮式排水沟清理器包括有控制手柄6、发动机7、轮胎10，还包括可旋转抛管1、连接器2、换向器3、清理器外罩4、清理器5、同步器8、变速器9，所述的控制手柄6可控制轮式排水沟清理器行进方向和转向，控制手柄6左柄是轮式排水沟清理器的离合器和刹车装置，右柄是油门和前进、倒退档控制器位置，换向器3与发动机7动力输出轴通过连接器螺丝连接；清理器外罩4与换向器3螺丝连接，同步器8通过花键与发动机7动力输出轴内啮合，变速器9通过螺丝固定在整机两侧，并通过法兰螺丝连接轮胎10，可旋转抛管1安装在清理器外罩4上端，可在水平方向上旋转120°，或者可以设置使得可在水平方向上旋转一周360°，可根据工作要求调整抛物角度。轮胎10为内胎式轮胎，表面均匀分布有摩擦胶齿，具备一定的攀爬与抗滑能力。

在该实施方式中，如图8所示，同步器8为空心圆柱式，可通过同步器控制杆16在前端轴17轴向滑动。同步器8内圈设置有内花键20，前端轴17设置有前端轴外花键19，后端轴18设置有后端轴外花键21，同步器8通过内外花键啮合与前、后端轴连接，通过同步器8控制杆16调整与后端轴的断连。前端轴17连接第二变速器，后端轴18连接机体第一变速器。

如图9所示，变速器为长方体箱体式结构，外部有外壳24，箱体内两根转轴通过齿轮啮合传动，主动轴26与机体通过花键连接，并通过轴承23与外壳24配合，从动轴27通过轮胎连接法兰25与轮胎连接。主动轴26与主动齿轮22啮合配合，从动轴27与从动齿轮28啮合配合，其中主动齿轮22为小齿轮，从动齿轮28为大齿轮，变速器通过小齿轮带动大齿轮，使输出的转速较小，降低了整机的行驶速度。

如图4所示，连接器为工字型，连接器前端通过沉头螺丝与第二变速器相连，后端通过螺丝连接机体。

如图6所示清理器底座31与刀座29紧固焊接，刀片30与刀座29紧固焊接，限位螺丝32确保了清理器在旋转作业时水平方向上没有位移。刀片的剖视图如图7所示。

在上述方案中，所述的变速器内侧通过沉头螺丝连接机体两侧行走动力输出轴孔，外侧通过法兰螺丝连接轮胎，变速器内部小齿轮啮合大齿轮，提高整机可涉水深度，同时降低轮胎行走速度。

在上述方方案中，上述方式还可通过增加无级变速器来实现，通过无级变速器控制轮胎行进轴动力。

如上述方案中所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，采用汽油发动机作为轮式排水沟清理器的动力装置，利用拉绳式启动方汽油发动机，根据不同作业对动力的需求通过控制手柄控制油门大小及离合；控制手柄可控制轮式排水沟清理器启停、进退，发动机起动后，通过调整控制手柄控制档位，可调节清理器旋转快慢及行进速度；同步器安装在发动机动力输出轴上，通过控制同步器控制杆档位，实现发动机动力输出轴与轮胎行走输出轴的选择，从而控制轮式排水沟清理器行走与启停；变速器安装在机体两侧，与轮胎法兰螺丝连接，变速器通过小齿轮带动大齿轮旋转，实现轮式排水沟清理器低速行走目的；换向器与连接器螺丝固定连接，与清理器外罩螺丝连接，实现输出动力换向，确保清理器抛管抛出的杂物不会洒落在高速公路路面。

如上述方案中所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，可以利用按钮式启动代替拉绳式启动汽油发动机。

如上述方案中所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，可旋转抛管可在水平方向上旋转120°。

如上述方案中所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，可旋转抛管可在水平方向上旋转360°。

如上述方案中所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，通过操作手柄控制设备开始作业，根据排水沟的杂物成分、清理深度等工况适当调整作业行进速度；设备通过旋转刀片剪碎杂物后，由涡轮原理带走杂物沿着刀罩向抛管处甩出，达到清理与排出的目的。

本发明的上述技术方案，解决了高速公路排水沟清理不便的技术问题，提供一种专门用于排水沟清理的专用设备，提高了排水沟清理的工作效率，并解决了现有普通路面清理设备作业工作与设备行走运行速度无法有效调控、清理器无法实现低速行走、清理排出不能一体化的技术问题。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种轮式排水沟清理器，包括有可旋转抛管（1）、连接器（2）、换向器（3）、清理器外罩（4）、清理器（5）、控制手柄（6）、发动机（7）、同步器（8）、变速器（9）、轮胎（10），所述的同步器（8）为空心圆柱式，可通过同步器（8）控制杆（16）在前端轴(17)轴向滑动，同步器（8）内圈设置有内花键（20），前端轴（17）设置有前端轴外花键（19），后端轴（18）设置有后端轴外花键（21），同步器（8）通过内外花键啮合与前、后端轴连接，通过同步器（8）控制杆调整与后端轴的断连，前端轴（17）连接第二变速器，后端轴（18）连接机体第一变速器；所述的变速器（9）为长方体箱体式结构，外部有外壳（24），箱体内两根转轴通过齿轮啮合传动，主动轴（26）与机体通过花键连接，并通过轴承（23）与外壳（24）配合，从动轴（27）通过轮胎连接法兰（25）与轮胎连接，主动轴（26）与主动齿轮（22）啮合配合，从动轴（27）与从动齿轮（28）啮合配合，其中主动齿轮（22）为小齿轮，从动齿轮（28）为大齿轮，变速器通过小齿轮带动大齿轮；所述的连接器（2）为工字型，连接器前端通过沉头螺丝与第二变速器相连，后端通过螺丝连接机体；所述的清理器（5）包括清理器底座（31）、刀座（29）和刀片（30），清理器底座（31）与刀座（29）紧固焊接，刀片（30）与刀座（29）紧固焊接，限位螺丝（32）用于固定清理器确保清理器在旋转作业时水平方向上没有位移；所述的控制手柄（6）可控制设备行进方向和转向，控制手柄（6）左柄是设备的离合器和刹车装置，右柄是油门和前进、倒退档控制器位置，换向器（3）与发动机动力输出轴通过连接器（2）螺丝连接；清理器外罩（4）与换向器（3）螺丝连接，同步器（8）通过花键与发动机（7）动力输出轴内啮合，变速器（9）通过螺丝固定在整机两侧，并通过法兰连接轮胎（10），可旋转抛管（1）安装在清理器外罩（4）上端，可在水平方向上旋转并可根据工作要求调整抛物角度，轮胎（10）为内胎式轮胎，轮胎表面均匀分布有摩擦胶齿。

2.根据权利要求1所述的一种轮式排水沟清理器，其特征在于变速器还可通过增加无级变速器来实现，通过无级变速器控制轮胎行进轴动力。

3.根据权利要求2所述的一种轮式排水沟清理器，其特征在于所述的变速器内侧通过沉头螺丝连接机体两侧行走动力输出轴孔，外侧通过法兰螺丝连接轮胎，变速器内部小齿轮啮合大齿轮，提高整机可涉水深度，同时降低轮胎行走速度。

4.根据权利要求3所述的一种轮式排水沟清理器，其特征在于其启动方式为拉绳式或按钮式。

5.根据权利要求4所述的一种轮式排水沟清理器，其特征在于可旋转抛管在水平方向上旋转120°。

6.根据权利要求4所述的一种轮式排水沟清理器，其特征在于可旋转抛管在水平方向上旋转360°。

7.一种如上述任一权利要求所述的轮式排水沟清理器的使用方法，采用汽油发动机作为轮式排水沟清理器的动力装置，利用拉绳式启动汽油发动机，根据不同作业对动力的需求通过控制手柄控制油门大小及离合；控制手柄可控制轮式排水沟清理器启停、进退，发动机起动后，通过调整控制手柄控制档位，可调节清理器旋转快慢及行进速度，在无需清理的路段，可控制手柄档位至空挡，使清理器作业停止，快速前进通过，在不同数量级杂物的工况下，可通过控制手柄控制档位，调节清理器转速快慢来适配其需要的工况，同步器安装在发动机动力输出轴上，通过控制同步器控制杆档位，实现发动机动力输出轴与轮胎行走输出轴的选择，从而控制轮式排水沟清理器行走与启停，在正常工况下，清理器旋转与整机的前进是同时进行的，当遇到需要静止作业的工况，控制同步器控制杆档位，使同步器与轮胎行走输出轴中断连接，即可达到整机静止而不影响清理器可持续作业的目的；变速器安装在机体两侧，与轮胎法兰螺丝连接，变速器通过小齿轮带动大齿轮旋转，实现轮式排水沟清理器低速行走目的；换向器与连接器螺丝固定连接，与清理器外罩螺丝连接，实现输出动力换向，确保清理器可旋转抛管抛出的杂物不会洒落在高速公路路面。

8.根据权利要求4所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，其特征在于利用按钮式启动代替拉绳式启动汽油发动机。

9.根据权利要求7所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，其特征在于可旋转抛管可在水平方向上旋转120°。

10.根据权利要求7所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，其特征在于可旋转抛管可在水平方向上旋转360°。

11.根据权利要求7所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，其特征在于通过操作手柄控制设备开始作业，根据排水沟的杂物成分、清理深度工况适当调整作业行进速度。

12.根据权利要求11所述的一种轮式排水沟清理器的使用方法，其特征在于通过旋转刀片剪碎杂物后，由涡轮原理带走杂物沿着刀罩向抛管处甩出，达到清理与排出的目的。