CN109745802A - 一种两自由度可控治霾雾炮机构 - Google Patents

Abstract

一种两自由度可控治霾雾炮机构，包含底座、可控喷雾机构，所述可控喷雾机构采用全转动副单自由度平面四杆机构设计，包含机架、主动杆、连杆、喷雾装置，主动杆由控制用电动机驱动，通过连杆传动实现喷雾装置喷射角度的单自由度柔性可调、可控运动输出，在机架回转运动配合下，通过计算机编程控制，该种可控治霾雾炮可实现喷雾装置喷射角度两自由度可控、可调喷雾作业，不仅自动化程度高，实现了无人化作业，而且避免了现有液压传动式自动控制型治霾雾炮，能耗高、维护成本高、易发生渗油等故障，有效降低了整机功率和能耗，提高了可靠性。该种两自由度可控治霾雾炮机构特别适用于雾霾、粉尘的除尘及降温作业，技术优势明显，市场前景广阔。

Description

一种两自由度可控治霾雾炮机构

技术领域

本发明涉及治霾雾炮领域，特别是一种两自由度可控治霾雾炮机构。

背景技术

治霾雾炮也叫风送式喷雾机，是一种借助风机吹出雾状液体的空气除尘净化装置，主要应用于市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保、市内降温等场合，其除尘原理就是利用喷雾产生的微粒来抑制空气中的粉尘，由于喷洒到空气中雾状液体表面张力接近于零，可迅速吸附空气中的大小颗粒，从而产生固沉作用。按喷雾装置仰角调整方式，现有治霾雾炮可分为人工操纵型治霾雾炮和自动控制型治霾雾炮。人工操纵型治霾雾炮其喷雾装置安装在支撑架上，先由人工调节喷雾装置的喷雾仰角及喷射方向，再进行固定角度的喷雾作业，该种类型治霾雾炮结构简单，造价低，但灵活性差，操作人员劳动强度大，治霾效果差，目前主要应用于乡镇街道等治霾作业；自动控制型治霾雾炮自动化程度高，不再依赖人工进行喷射仰角的调整，目前已得到广泛应用，按治霾雾炮喷射仰角的调整原理，可分为液压缸驱动式和电动缸驱动式两种类型，液压缸驱动式治霾雾炮，需要引入液压泵、控制阀等液压部件，因此一直存在造价高，能耗大，可靠性差，维护保养成本高等问题；电动缸驱动式治霾雾炮采用电动推缸取代了液压缸及液压系统，但电动缸定位精度差、承载能力弱，生产成本高，目前主要应用于小型治霾雾炮。

如何提出一种两自由度可控治霾雾炮机构，不仅可以实现喷雾仰角和喷雾方向的自动化调整，而且具有造价低、可靠性好、能耗低、承载能力强、维护保养简单等特点，满足市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保等场合的自动化喷雾作业，已成为治霾雾炮领域一个亟需解决的工程问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种两自由度可控治霾雾炮机构，不仅可以实现喷雾仰角和喷雾方向的自动化调整，而且具有造价低、可靠性好、能耗低、承载能力强、维护保养简单等特点，能满足市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保、市区降温等场合的自动化喷雾作业需要。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种两自由度可控治霾雾炮机构，包含底座、可控喷雾机构，所述可控喷雾机构为全转动副平面四杆单自由度机构，包含机架、主动杆、连杆、喷雾装置，所述机架通过第一转动副安装在底座上，所述主动杆一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过第四转动副与喷雾装置连接，所述喷雾装置通过第五转动副安装在机架上。

所述第一转动副为主动副，所述机架由控制用电动机驱动，通过编程控制，机架可绕底座转动，从而改变喷雾装置的喷射方向。所述主动杆由安装在机架上的控制用电动机驱动，通过计算机编程控制，可实现喷雾装置喷射仰角的大角度自动化调节。

所述该种两自由度可控治霾雾炮机构采用连杆传动替代了现有治霾雾炮中的液压缸和电动缸，在计算机编程控制下，通过机架旋转运动与喷雾装置的俯仰运动相耦合，实现喷雾装置喷射角度的两自由度柔性可调、可控，进而完成高灵活性、大覆盖面的喷雾作业。相比液压缸驱动的治霾雾炮，不仅利用连杆传动取代了液压传动系统，提高了机械传动效率，降低了能耗，同时避免了液压系统液压油渗漏、维护保养成本高等缺点，降低了维护保养成本和故障率；相比电动缸驱动式治霾雾炮采用的电动缸及螺旋副传动方式，该种两自由度可控治霾雾炮机构的可控喷雾机构采用单自由度四杆机构设计，构件之间采用可靠性更高的全转动副连接，不仅有效降低了制造成本，提高了承载能力、结构刚度以及可靠性，而且保证了可控喷雾机构低耦合度、易编程控制的特点。该种两自由度可控治霾雾炮机构不仅可以实现喷雾仰角和喷雾方向的两自由度自动化调整，而且具有造价低、可靠性好、能耗低、承载能力强、维护保养简单等特点，能较好的满足市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保、市区降温等场合的自动化喷雾作业需要。

与现有技术相比，本发明的突出优点在于：

1.该种两自由度可控治霾雾炮机构相比液压缸驱动的治霾雾炮，利用连杆传动取代了液压传动系统，提高了机械传动效率，降低了能耗，同时避免了液压系统液压油渗漏、维护保养成本高等缺点，降低了维护保养成本和故障率。

2.相比电动缸驱动式治霾雾炮采用的电动缸及螺旋副传动方式，该种两自由度可控治霾雾炮机构的可控喷雾机构采用单自由度四杆机构设计，构件之间采用可靠性更高的全转动副连接，不仅有效降低了制造成本，提高了承载能力、结构刚度以及可靠性，而且保证了可控喷雾机构低耦合度、易编程控制的特点。

3.该种两自由度可控治霾雾炮机构通过计算机编程控制，即可实现喷雾仰角和喷雾方向的两自由度自动化调整，而且具有造价低、可靠性好、能耗低、承载能力强、维护保养简单等特点，能较好的满足市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保等场合的自动化喷雾作业需要，技术优势明显，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明所述两自由度可控治霾雾炮机构主视图。

图2为本发明所述两自由度可控治霾雾炮机构三维视图。

图3为本发明所述两自由度可控治霾雾炮机构机架示意图。

图4为本发明所述的可控喷雾机构喷射角度大范围调整示意图。

图5为本发明所述两自由度可控治霾雾炮机构姿态调整示意图之一。

图6为本发明所述两自由度可控治霾雾炮机构姿态调整示意图之二。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3，一种两自由度可控治霾雾炮机构，包含底座1、可控喷雾机构，所述可控喷雾机构为全转动副平面四杆单自由度机构，包含机架3、主动杆5、连杆7、喷雾装置10，所述机架3通过第一转动副2安装在底座1上，所述主动杆5一端通过第二转动副4与机架3连接，另一端通过第三转动副6与连杆7一端连接，所述连杆7另一端通过第四转动副8与喷雾装置10连接，所述喷雾装置10通过第五转动副9安装在机架3上。

对照图2、图4，所述第一转动副2为主动副，所述机架3由控制用电动机驱动，通过编程控制，机架3可绕底座1转动，从而改变喷雾装置10的喷射方向。所述主动杆5由安装在机架3上的控制用电动机11驱动，通过计算机编程控制，可实现喷雾装置喷射仰角的大角度自动化调节。

对照图2、图4、图5、图6，所述该种两自由度可控治霾雾炮机构采用连杆传动替代了现有治霾雾炮中的液压缸和电动缸，在计算机编程控制下，通过机架3旋转运动与喷雾装置2的俯仰运动相耦合，实现喷雾装置10喷射角度的两自由度柔性可调、可控，进而完成高灵活性、大覆盖面的喷雾作业。相比液压缸驱动的治霾雾炮，不仅利用连杆传动取代了液压传动系统，提高了机械传动效率，降低了能耗，同时避免了液压系统液压油渗漏、维护保养成本高等缺点，降低了维护保养成本和故障率；相比电动缸驱动式治霾雾炮采用的电动缸及螺旋副传动方式，该种两自由度可控治霾雾炮机构的可控喷雾机构采用单自由度四杆机构设计，构件之间采用可靠性更高的全转动副连接，不仅有效降低了制造成本，提高了承载能力、结构刚度以及可靠性，而且保证了可控喷雾机构低耦合度、易编程控制的特点。该种两自由度可控治霾雾炮机构不仅可以实现喷雾仰角和喷雾方向的两自由度自动化调整，而且具有造价低、可靠性好、能耗低、承载能力强、维护保养简单等特点，能较好的满足市政环卫、建筑工地、水泥矿场等领域的露天粉尘治理和农林植保、市区降温等场合的自动化喷雾作业需要。

Claims (2)

1.一种两自由度可控治霾雾炮机构，其特征在于：包含底座、可控喷雾机构，所述可控喷雾机构为全转动副平面四杆单自由度机构，包含机架、主动杆、连杆、喷雾装置，所述机架通过第一转动副安装在底座上，所述主动杆一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过第四转动副与喷雾装置连接，所述喷雾装置通过第五转动副安装在机架上。

2.根据权利要求1所述的一种两自由度可控治霾雾炮机构，其特征在于：所述第一转动副为主动副，所述机架由控制用电动机驱动，所述主动杆由安装在机架上的控制用电动机驱动。