CN110841962A - 一种细格栅杂物清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细格栅杂物清洗机器人，包括机器人主体和机座，所述机器人主体的一端通过钢丝绳与地面上设置的卷扬机连接，所述机器人主体和机座通过爬行机构连接设置，所述机器人主体和机座通过爬行机构在细格栅上爬行，所述机器人主体上还安装有清洗机构，所述清洗机构一端安装有声呐，所述机器人主体内还设置用于对清洗机构进行方位调整的调整机构。本清洗机器人可以对细格栅进行冲洗，结构简单，稳定性高。

Description

一种细格栅杂物清洗机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种细格栅杂物清洗机器人。

背景技术

细格栅杂物清理，目前核电站主要采用耙斗清理机构，能清理绝大多数悬浮垃圾。但是对于插入格栅中的细长竹竿等杂物无法清除，且会阻碍耙斗机上下运动。遇到上述情况时，只能依靠人员下水进行清理，因水下情况复杂，具有一定的危险性。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对杂物进行冲洗，稳定性高，使用方便的细格栅杂物清洗机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种细格栅杂物清洗机器人，包括机器人主体和机座，所述机器人主体的一端通过钢丝绳与地面上设置的卷扬机连接，所述机器人主体和机座通过爬行机构连接设置，所述机器人主体和机座通过爬行机构在细格栅上爬行，所述机器人主体上还安装有清洗机构，所述清洗机构一端安装有声呐，所述机器人主体内还设置用于对清洗机构进行方位调整的调整机构。

这样，细格栅中会有杂物、海蛎子等，需要进行冲洗，在利用机器人进行杂物冲洗时，利用卷扬机吊装机器人主体，将机器人下放，机器人通过爬行机构与细格栅连接设置并能够在细格栅上爬行，利用声呐检测细格栅上的杂物，然后利用清洗机构对杂物进行冲洗。在声呐检测到细格栅上有杂物需要进行冲洗时，爬行机构带动机器人主体运动，然后调整机构调整清洗机构的方位，利用清洗机构对细格栅进行清洗。

进一步的，所述清洗机构包括挡板，所述挡板两侧分别与所述机器人主体固定连接，所述清洗机构还包括连接喷头，所述连接喷头设置在所述挡板与所述机器人主体之间，所述连接喷头上端通过水管与底面上的高压水射流装置连接设置，所述连接喷头的下端向下安装有两个喷嘴，两个喷嘴向内倾斜设置，所述连接喷头通过连杆与调整机构固定连接。

这样，在高压水射流装置喷射高压水时，高压水经过水管达到连接喷头之后经过喷嘴喷出，对细格栅上的杂物进行冲洗，喷嘴向内倾斜设置，可以对细格栅进行更加彻底的冲洗，提高效率。设置有挡板，可以对高压水进行阻挡，同时减少细格栅上被冲击起来的杂物对声呐造成的损伤。

进一步的，所述调整机构包括固定安装在所述机器人主体内的摆动缸，所述摆动缸的活塞杆向上穿过所述机器人主体向上固定安装有转盘，所述转盘上固定安装有第一液压油缸，所述第一液压油缸的活塞杆水平设置且与所述连杆上端通过安装座固定连接，所述声呐通过声呐支架与所述安装座固定连接。

这样，在声呐扫描到图像，传递至地面上的控制器的显示屏后，操作人员通过对第一液压油缸和摆动缸的控制，调整第一液压油缸的活塞杆的伸缩以及摆动缸的活塞杆的转动角度，摆动缸为螺杆式摆动缸，进而对清洗机构的方位进行调整。

进一步的，所述转盘上还固定安装有第一导向套，所述导向套内滑动配合有第一导向杆，所述第一导向杆一端与所述安装座固定连接，所述第一导向杆与所述第一液压油缸的活塞杆平行设置。

这样，设置有第一导向杆，可以对第一液压油缸的活塞杆进行导向，提高第一液压油缸的活塞杆的受力均匀性，减少偏载力，减少第一液压油缸泄露的风险。

进一步的，所述爬行机构包括爬行油缸，所述爬行油缸的缸体与所述机器人主体的壳体外侧固定连接，所述爬行油缸的活塞杆与所述机座固定连接，所述爬行机构包括设置在所述机器人主体和机座正对细格栅的一侧的行走轮，所述行走轮包括同轴固定连接的大轮和两个小轮，所述大轮位于两个所述小轮之间，所述大轮和小轮中间的转轴通过轮架固定安装在所述机器人主体上和机座上，所述机器人主体和机座上分别设置有用于对细格栅进行夹紧的夹紧机构。

这样，机器人主体和机座之间通过爬行油缸连接，在机器人进入细格栅之后，夹紧机构对细格栅进行夹持。在需要进行爬行时，机器人主体上的夹紧机构松开，卷扬机的钢丝绳下放同时爬行油缸的活塞杆伸长，下放至移动距离(一般为180mm)，然后机器人主体上的夹紧机构夹持在细格栅上，之后，机座上的夹紧机构松开，在机座的重力以及爬行油缸的作用下，机座与机器人主体贴合，然后机座上的夹紧机构夹紧在细格栅上，完成一次爬行动作。小轮用于对机器人主体和机座进行支撑，大轮用于在平面上时对机器人主体和基座进行支撑。

进一步的，所述夹紧机构包括分别固定安装在所述机器人主体内和机座内的第二液压油缸和第三液压油缸，所述第二液压油缸和第三液压油缸的活塞杆分别穿过所述壳体和机座后固定连接有曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括固定安装在所述壳体或机座下端的安装座，所述安装座上设置有允许所述活塞杆穿过的穿孔，所述安装座对应设置有立板，立板之间通过转轴连接，所述活塞杆铰接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别铰接有第三连杆和第四连杆，所述第三连杆和第四连杆与所述转轴铰接，所述第三连杆和第四连杆端部正对的表面铰接有夹块。

这样，在需要利用夹紧机构对细格栅进行夹持时，第二液压油缸和第三液压油缸动作，活塞杆收缩，推动第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均转动，利用夹块对细格栅进行夹持。在需要松开夹持时，活塞杆向外伸出即可。

进一步的，所述机器人主体远离机座的一端的两侧固定安装有第二导向杆，所述第二导向杆的端部转动安装有滚柱。

这样，可以利用滚柱进入细格栅之间，第二导向杆进入细格栅之间，对机器人进行导向，滚柱可以减少导向过程中的摩擦力，不会损伤细格栅。

进一步的，所述声呐外侧有金属防护罩。避免声呐受到高速水流直接冲击或与异物发生碰撞。

进一步的，所述机座远离所述机器人主体的一端安装有提升铲刀。

这样，提升铲刀可以铲除水流冲到细格栅面上的异物，保证机器人顺利提升。

综上所述，本机器人能够解决必须人员下水清除障碍的现状，使用机器人代替人员清洗细格栅上的生活垃圾。机器人可附着在细格栅上爬行，稳定性良好。具有位置监测功能，可实时判断机器人姿态。可自动清洗细格栅杂物，清洗效率高。可代替人员入水进行清理，减少人员伤亡，改善了工作条件，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明所述的细格栅杂物清洗机器人的结构示意图。

图2为图1另一个方位的结构示意图。

图3为图1去掉金属保护壳、细格栅之后的结构示意图，其中第一液压油缸和爬行油缸未覆盖。

图4为图3中A处局部放大示意图。

图5为图1去掉清洗机构的局部剖视图。

图6为图1中机座的结构放大示意图。

图7为图6的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时，如图1-7所示，包括机器人主体1和机座2，所述机器人主体1的一端通过钢丝绳与地面上设置的卷扬机连接，所述机器人主体1和机座2通过爬行机构连接设置，所述机器人主体1和机座2通过爬行机构在细格栅4上爬行，所述机器人主体1上还安装有清洗机构，所述清洗机构一端安装有声呐3，所述机器人主体1内还设置用于对清洗机构进行方位调整的调整机构。

这样，细格栅中会有杂物、海蛎子等，需要进行冲洗，在利用机器人进行杂物冲洗时，利用卷扬机吊装机器人主体，将机器人下放，机器人通过爬行机构与细格栅连接设置并能够在细格栅上爬行，利用声呐检测细格栅上的杂物，然后利用清洗机构对杂物进行冲洗。在声呐检测到细格栅上有杂物需要进行冲洗时，爬行机构带动机器人主体运动，然后调整机构调整清洗机构的方位，利用清洗机构对细格栅进行清洗。

本实施例中，所述清洗机构包括挡板5，所述挡板5两侧分别与所述机器人主体1固定连接，所述清洗机构还包括连接喷头51，所述连接喷头51设置在所述挡板5与所述机器人主体1之间，所述连接喷头51上端通过水管52与底面上的高压水射流装置连接设置，所述连接喷头51的下端向下安装有两个喷嘴53，两个喷嘴53向内倾斜设置，所述连接喷头51通过连杆57与调整机构固定连接。

这样，在高压水射流装置喷射高压水时，高压水经过水管达到连接喷头之后经过喷嘴喷出，对细格栅上的杂物进行冲洗，喷嘴向内倾斜设置，可以对细格栅进行更加彻底的冲洗，提高效率。设置有挡板，可以对高压水进行阻挡，同时减少细格栅上被冲击起来的杂物对声呐造成的损伤。

本实施例中，所述调整机构包括固定安装在所述机器人主体1内的摆动缸54，所述摆动缸54的活塞杆向上穿过所述机器人主体1向上固定安装有转盘55，所述转盘55上固定安装有第一液压油缸56，所述第一液压油缸56的活塞杆水平设置且与所述连杆57上端通过安装座58固定连接，所述声呐3通过声呐支架与所述安装座58固定连接。

这样，在声呐扫描到图像，传递至地面上的控制器的显示屏后，操作人员通过对第一液压油缸和摆动缸的控制，调整第一液压油缸的活塞杆的伸缩以及摆动缸的活塞杆的转动角度，摆动缸为螺杆式摆动缸，进而对清洗机构的方位进行调整。摆动缸为螺旋式摆动缸。

本实施例中，所述转盘55上还固定安装有第一导向套59，所述导向套59内滑动配合有第一导向杆50，所述第一导向杆50一端与所述安装座58固定连接，所述第一导向杆50与所述第一液压油缸56的活塞杆平行设置。

这样，设置有第一导向杆，可以对第一液压油缸的活塞杆进行导向，提高第一液压油缸的活塞杆的受力均匀性，减少偏载力，减少第一液压油缸泄露的风险。

本实施例中，所述爬行机构包括爬行油缸6，所述爬行油缸6的缸体与所述机器人主体1的壳体外侧固定连接，所述爬行油缸6的活塞杆与所述机座2固定连接，所述爬行机构包括设置在所述机器人主体1和机座2正对细格栅4的一侧的行走轮61，所述行走轮61包括同轴固定连接的大轮和两个小轮，所述大轮位于两个所述小轮之间，所述大轮和小轮中间的转轴通过轮架固定安装在所述机器人主体1上和机座2上，所述机器人主体1和机座2上分别设置有用于对细格栅4进行夹紧的夹紧机构。

这样，机器人主体和机座之间通过爬行油缸连接，在机器人进入细格栅之后，夹紧机构对细格栅进行夹持。在需要进行爬行时，机器人主体上的夹紧机构松开，卷扬机的钢丝绳下放同时爬行油缸的活塞杆伸长，下放至移动距离(一般为180mm)，然后机器人主体上的夹紧机构夹持在细格栅上，之后，机座上的夹紧机构松开，在机座的重力以及爬行油缸的作用下，机座与机器人主体贴合，然后机座上的夹紧机构夹紧在细格栅上，完成一次爬行动作。

本实施例中，所述夹紧机构包括分别固定安装在所述机器人主体1内和机座2内的第二液压油缸7和第三液压油缸70，所述第二液压油缸7和第三液压油缸70的活塞杆分别穿过所述壳体和机座2后固定连接有曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括固定安装在所述壳体或机座2下端的安装座71，所述安装座71上设置有允许所述活塞杆穿过的穿孔，所述安装座71对应设置有立板72，立板72之间通过转轴73连接，所述活塞杆铰接有第一连杆74和第二连杆75，所述第一连杆74和第二连杆75分别铰接有第三连杆76和第四连杆77，所述第三连杆76和第四连杆77与所述转轴73铰接，所述第三连杆76和第四连杆77端部正对的表面铰接有夹块78。

这样，在需要利用夹紧机构对细格栅进行夹持时，第二液压油缸和第三液压油缸动作，活塞杆收缩，推动第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均转动，利用夹块对细格栅进行夹持。在需要松开夹持时，活塞杆向外伸出即可。

本实施例中，所述机器人主体1远离机座2的一端的两侧固定安装有第二导向杆101，所述第二导向杆101的端部转动安装有滚柱102。

这样，可以利用滚柱进入细格栅之间，第二导向杆进入细格栅之间，对机器人进行导向，滚柱可以减少导向过程中的摩擦力，不会损伤细格栅。

本实施例中，所述声呐3外侧有金属防护罩30。避免声呐受到高速水流直接冲击或与异物发生碰撞。

本实施例中，所述机座2远离所述机器人主体1的一端安装有提升铲刀103。

这样，提升铲刀可以铲除水流冲到细格栅面上的异物，保证机器人顺利提升。

具体的，地面上设置有液压泵站和高压水射流装置，液压泵站通过油路管道与摆动缸、第一液压油缸、爬行油缸、第二液压油缸和第三液压油缸连接设置，液压泵站和高压水射流装置连接有控制器，声呐连接有控制器，具体连接方式为本领域人员公知，控制器上设置有显示屏，用于显示声呐在水下扫描的图像。具体的，控制器可以采用PLC控制器。摆动缸为螺旋式摆动缸。

动作原理：

首先，利用卷扬机将机器人主体下放，利用滚柱对机器人主体进行导向，机器人主体的小轮压在细格栅上，大轮位于细格栅之间，夹紧机构夹紧在细格栅上；

然后声呐对水下环境进行扫描，将图像传递至控制器，操作人员通过控制摆动缸和第一液压油缸、爬行油缸、第二液压油缸和第三液压油缸的动作，对清洗机构的方位进行调整；

在冲洗完成后，通过卷扬机向上提升机器人主体，带动机座从水下提出，利用提升铲刀铲除水流冲到细格栅面上的异物。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，包括机器人主体和机座，所述机器人主体的一端通过钢丝绳与地面上设置的卷扬机连接，所述机器人主体和机座通过爬行机构连接设置，所述机器人主体和机座通过爬行机构在细格栅上爬行，所述机器人主体上还安装有清洗机构，所述清洗机构一端安装有声呐，所述机器人主体内还设置用于对清洗机构进行方位调整的调整机构。

2.根据权利要求1所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述清洗机构包括挡板，所述挡板两侧分别与所述机器人主体固定连接，所述清洗机构还包括连接喷头，所述连接喷头设置在所述挡板与所述机器人主体之间，所述连接喷头上端通过水管与底面上的高压水射流装置连接设置，所述连接喷头的下端向下安装有两个喷嘴，两个喷嘴向内倾斜设置，所述连接喷头通过连杆与调整机构固定连接。

3.根据权利要求2所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述调整机构包括固定安装在所述机器人主体内的摆动缸，所述摆动缸的活塞杆向上穿过所述机器人主体向上固定安装有转盘，所述转盘上固定安装有第一液压油缸，所述第一液压油缸的活塞杆水平设置且与所述连杆上端通过安装座固定连接，所述声呐通过声呐支架与所述安装座固定连接。

4.根据权利要求3所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述转盘上还固定安装有第一导向套，所述导向套内滑动配合有第一导向杆，所述第一导向杆一端与所述安装座固定连接，所述第一导向杆与所述第一液压油缸的活塞杆平行设置。

5.根据权利要求1所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述爬行机构包括爬行油缸，所述爬行油缸的缸体与所述机器人主体的壳体外侧固定连接，所述爬行油缸的活塞杆与所述机座固定连接，所述爬行机构包括设置在所述机器人主体和机座正对细格栅的一侧的行走轮，所述行走轮包括同轴固定连接的大轮和两个小轮，所述大轮位于两个所述小轮之间，所述大轮和小轮中间的转轴通过轮架固定安装在所述机器人主体上和机座上，所述机器人主体和机座上分别设置有用于对细格栅进行夹紧的夹紧机构。

6.根据权利要求5所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述夹紧机构包括分别固定安装在所述机器人主体内和机座内的第二液压油缸和第三液压油缸，所述第二液压油缸和第三液压油缸的活塞杆分别穿过所述壳体和机座后固定连接有曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括固定安装在所述壳体或机座下端的安装座，所述安装座上设置有允许所述活塞杆穿过的穿孔，所述安装座对应设置有立板，立板之间通过转轴连接，所述活塞杆铰接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别铰接有第三连杆和第四连杆，所述第三连杆和第四连杆与所述转轴铰接，所述第三连杆和第四连杆端部正对的表面铰接有夹块。

7.根据权利要求1所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述机器人主体远离机座的一端的两侧固定安装有第二导向杆，所述第二导向杆的端部转动安装有滚柱。

8.根据权利要求1所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述声呐外侧有金属防护罩，所述金属防护罩与所述声呐支架固定连接。

9.根据权利要求1所述的细格栅杂物清洗机器人，其特征在于，所述机座远离所述机器人主体的一端安装有提升铲刀。

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