CN110952611A - 一种适用于多工况的搅吸清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，包括履带行走机构，在履带行走机构上安装有举升机构、清淤执行机构、配重模块、密封箱体，举升机构包括大臂座、大臂举升油缸、一级大臂、大臂伸缩油缸、二级大臂，清淤执行机构包括连接块、安装板、收集板、液压马达、搅头、砂泵，连接块与二级大臂前端下侧铰接，在连接块上部铰接有翻转油缸，翻转油缸另一端与二级大臂前端上侧铰接，在连接块上固定有安装板、收集板，安装板上固定液压马达，液压马达输出端与搅头连接，收集板设置在搅头的一侧，在收集板中部开设有出泥孔，在收集板远离搅头的一侧固定砂泵。本发明可适用于更广泛的地下管网、矿井矿坑、泵站等水深不一的工况。

Description

一种适用于多工况的搅吸清淤机器人

技术领域

本发明涉及一种清淤设备，具体为一种适用于多工况的搅吸清淤机器人。

背景技术

近年来，各地城市内涝时有发生，究其原因与下水道管网淤积、堵塞不畅有很大的关系。随着人口的增多，城市的下水道管网压力越来越大，各种泥沙、塑料、废布等垃圾纷纷进入下水管道管网，随着时间的推移各种垃圾会逐渐沉积在下水道管网中，形成淤积、堵塞，给下水道管网带来巨大的压力。以往通常采用人工进入下水道管网清淤，效率低、安全系数低，近年各种下水道管网清淤设备逐步出现，也在逐渐代替人工清淤，安全性、效率都有很大的提升。

公开号为“CN 108517952 A”的中国专利公开了一种动力源分离的管网排堵机器人，其将动力源与机器人分离，减小了机器人的体积，施工人员无需下井操作设备，避免地下恶劣施工环境对施工人员造成人身伤害。但是其仍存在清淤效率不高、不能适应多种不同工况条件下的清淤工作的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可适用于多工况的搅吸清淤机器人。

本发明采用的技术方案如下：一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，包括履带行走机构，在履带行走机构的前部安装有举升机构、清淤执行机构，在履带行走机构的后部设有配重模块、密封箱体，所述密封箱体内设有液压组件、电控组件及信号反馈装置；

所述举升机构包括大臂座、大臂举升油缸、一级大臂、大臂伸缩油缸、二级大臂，所述大臂座固定在履带行走机构上，所述一级大臂一端与大臂座铰接，所述大臂伸缩油缸的一端铰接大臂座上，另一端铰接在一级大臂上，所述二级大臂一端套在一级大臂中，并与安装在一级大臂内的大臂伸缩油缸铰接，二级大臂的另一端与清淤执行机构连接；

清淤执行机构包括连接块、安装板、收集板、液压马达、搅头、砂泵；所述连接块与二级大臂前端下侧铰接，在连接块上部铰接有翻转油缸，翻转油缸另一端与二级大臂前端上侧铰接；在连接块上固定有安装板、收集板，在安装板上竖向固定有液压马达，液压马达输出端穿过安装板与位于安装板下方的搅头连接，所述收集板设置在搅头的一侧并贴近搅头，在收集板中部开设有多个出泥孔，在收集板远离搅头的一侧固定有砂泵，所述砂泵的入口覆盖出泥孔，砂泵的出口连接出泥管。

进一步地，在安装板上横向排列安装有三个液压马达，液压马达上均连接有搅头。

进一步地，所述三个液压马达呈三角形分布固定在安装板上，其中两侧的两个液压马达以中间液压马达为对称安装在中间液压马达略前方位置，所述收集板包括第一收集板以及位于第一收集板两侧对称设置的两个第二收集板，所述第一收集板呈圆弧状，所述第二收集板一侧与第一收集板连接，所述第二收集板的另一侧设有向前弯曲的弧形段，所述出泥孔设置在第一收集板的中部。

进一步地，所述砂泵的下方设有护板，所述护板一端与收集板固定连接，护板的另一端与砂泵固定连接。

进一步地，所述连接块位于砂泵上方，在连接块上固定有承重板，承重板下部与砂泵连接。

进一步地，在密封箱体上方安装有视频采集装置，所述视频采集装置包括安装底座、支架臂、安装架、主动变幅油缸、从动变幅油缸、摄像头和照明组件，所述安装底座固定在密封箱体上方，支架臂底端下侧铰接在安装底座上端的铰孔上，所述主动变幅油缸的无杆腔一端铰接在安装底座下端的铰孔上，主动变幅油缸的活塞杆铰接在支架臂底端下侧的另外一个铰孔上，安装架的一端铰接在支架臂顶端上侧的铰孔中，从动变幅油缸的无杆腔一端铰接在安装架另一端的铰孔上，从动变幅油缸的活塞杆铰接在支架臂顶端上侧的另外一个铰孔上，所述主动变幅油缸、从动变幅油缸的行程、安装距一致，主动变幅油缸的有杆腔的截面积与从动变幅油缸的无杆腔的截面积相等，主动变幅油缸无杆腔连接进油管，主动变幅油缸有杆腔通过油管与从动变幅油缸的无杆腔连通使主动变幅油缸的有杆腔与从动变幅油缸的无杆腔之间液压油闭路循环，从动变幅油缸的有杆腔连接回油管。

进一步地，主动变幅油缸的缸径和杆径比从动变幅油缸的缸径和杆径大。

进一步地，所述支架臂包括一级支臂和二级支臂，所述一级支臂的底端与安装底座和主动变幅油缸铰接，所述二级支臂一端套在一级支臂内并通过伸缩油缸与一级支臂连接，所述二级支臂的另一端与安装架和从动变幅油缸铰接。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明设置有举升机构，在深水环境下，当清淤执行机构出现缠绕堵塞情况下，通过举升机构可将清淤执行机构举升出水面，便于地面操作人员进行清理，相比现有技术中需要将清淤机器人吊上地面后进行处理，大大提高了使用的便利性，提高了工作效率；

（2）本发明的清淤执行机构，砂泵直接安装在搅头一侧的收集板上，通过设置在收集板上的出泥孔吸浆，砂泵与搅头的距离短，吸浆效率高，出泥孔可对泥浆进行过滤，避免大块杂物进入砂泵，从而使输泥管道不易堵塞，并延长砂泵使用寿命；

（3）本发明的清淤执行机构上设有三组液压马达和搅头，作业面大幅增加，使清淤的效率大大提高；

（4）通过设置视频采集装置，且视频采集装置由主动变幅油缸驱动支架臂绕安装底座转动，从而可调节摄像头的高度，同时，主动变幅油缸的有杆腔的截面积与从动变幅油缸的无杆腔的截面积相等，主动变幅油缸有杆腔通过油管与从动变幅油缸的无杆腔连通使主动变幅油缸的有杆腔与从动变幅油缸的无杆腔之间液压油闭路循环，从而达到两组不同的变幅油缸同伸同缩且行程一致，使摄像头安装架始终保持与安装底座平行，使视频观测稳定；

（5）视频采集装置的支架臂由两级支臂组成，并通过伸缩油缸调节，进一步提高了摄像头的调节范围。

本发明的搅吸清淤机器人，适用于更广泛的地下管网、矿井矿坑、泵站等水深不一的工况；施工人员通过远程控制来实现机器人的操作，最大限度的减少地下、矿井、泵站等恶劣施工环境对施工人员造成的伤害。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明另一视角的结构示意图。

图3是本发明的清淤执行机构的结构示意图。

图4是本发明的清淤执行机构另一视角结构示意图。

图5是本发明清淤执行机构的局部示意图。

图6是本发明的视频采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1—图6所示，本实施例的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，包括履带行走机构1，在履带行走机构1的前部安装有举升机构3、清淤执行机构5，在履带行走机构1的后部设有配重模块2、密封箱体6，所述密封箱体6内设有液压组件、电控组件及信号反馈装置，在密封箱体6上方安装有视频采集装置7。

所述举升机构3包括大臂座301、大臂举升油缸302、一级大臂303、大臂伸缩油缸304、二级大臂305，所述大臂座301固定在履带行走机构1上，所述一级大臂303一端与大臂座301铰接，所述大臂伸缩油缸302的一端铰接大臂座301上，另一端铰接在一级大臂303上，所述二级大臂305一端套在一级大臂303中，并与安装在一级大臂303内的大臂伸缩油缸304铰接，二级大臂305的另一端与清淤执行机构5连接；

清淤执行机构5包括连接块501、安装板502、收集板503、液压马达504、搅头505、砂泵506；所述连接块501与二级大臂305前端下侧铰接，在连接块501上部铰接有翻转油缸4，翻转油缸4另一端与二级大臂305前端上侧铰接；在连接块501上固定有安装板502、收集板503，在安装板502上竖向固定有液压马达504，液压马达504输出端穿过安装板502与位于安装板502下方的搅头505连接，所述收集板503设置在搅头505的一侧并贴近搅头505，在收集板503中部开设有多个出泥孔507，在收集板503远离搅头505的一侧固定有砂泵506，所述砂泵506的入口覆盖出泥孔507，砂泵506的出口连接出泥管。

在安装板502上横向排列安装有三个液压马达504，液压马达504上均连接有搅头505，所述三个液压马达504呈三角形分布固定在安装板502上，其中两侧的两个液压马达以中间液压马达为对称安装在中间液压马达略前方位置，所述收集板503包括第一收集板以及位于第一收集板两侧对称设置的两个第二收集板，所述第一收集板呈圆弧状，所述第二收集板一侧与第一收集板连接，所述第二收集板的另一侧设有向前弯曲的弧形段，所述出泥孔507设置在第一收集板的中部。

所述砂泵506的下方设有护板508，所述护板508一端与收集板503固定连接，护板508的另一端与砂泵506固定连接。连接块501位于砂泵506上方，在连接块501上固定有承重板509，承重板509下部与砂泵506连接。通过设置护板508和承重板509，使砂泵506连接稳固，同时，保护砂泵506不受硬物撞击。

视频采集装置7包括安装底座701、支架臂703、安装架705、主动变幅油缸702、从动变幅油缸704、摄像头706和照明组件707，所述安装底座701固定在密封箱体6上方，支架臂703底端下侧铰接在安装底座701上端的铰孔上，所述主动变幅油缸702的无杆腔一端铰接在安装底座701下端的铰孔上，主动变幅油缸702的活塞杆铰接在支架臂703底端下侧的另外一个铰孔上，安装架705的一端铰接在支架臂703顶端上侧的铰孔中，从动变幅油缸704的无杆腔一端铰接在安装架705另一端的铰孔上，从动变幅油缸704的活塞杆铰接在支架臂703顶端上侧的另外一个铰孔上，所述主动变幅油缸702、从动变幅油缸704的行程、安装距一致，主动变幅油缸702的有杆腔的截面积与从动变幅油缸704的无杆腔的截面积相等，主动变幅油缸702无杆腔连接进油管，主动变幅油缸702有杆腔通过油管与从动变幅油缸704的无杆腔连通使主动变幅油缸702的有杆腔与从动变幅油缸704的无杆腔之间液压油闭路循环，从动变幅油缸704的有杆腔连接回油管。主动变幅油缸702和从动变幅油缸704同伸同缩且行程一致，使安装架705始终保持与安装底座701平行，使视频观测稳定。

主动变幅油缸702的缸径和杆径比从动变幅油缸704的缸径和杆径大，使主动变幅油缸702可承受更大的力。

所述支架臂703包括一级支臂和二级支臂，所述一级支臂的底端与安装底座701和主动变幅油缸702铰接，所述二级支臂一端套在一级支臂内并通过伸缩油缸与一级支臂连接，所述二级支臂的另一端与安装架705和从动变幅油缸704铰接。设置两级支臂组成，并通过伸缩油缸调节，可进一步提高了摄像头的调节范围。

在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。

Claims (8)

1.一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，包括履带行走机构（1），其特征在于：在履带行走机构（1）的前部安装有举升机构（3）、清淤执行机构（5），在履带行走机构（1）的后部设有配重模块（2）、密封箱体（6），所述密封箱体（6）内设有液压组件、电控组件及信号反馈装置；

所述举升机构（3）包括大臂座（301）、大臂举升油缸（302）、一级大臂（303）、大臂伸缩油缸（304）、二级大臂（305），所述大臂座（301）固定在履带行走机构（1）上，所述一级大臂（303）一端与大臂座（301）铰接，所述大臂伸缩油缸（302）的一端铰接大臂座（301）上，另一端铰接在一级大臂（303）上，所述二级大臂（305）一端套在一级大臂（303）中，并与安装在一级大臂（303）内的大臂伸缩油缸（304）铰接，二级大臂（305）的另一端与清淤执行机构（5）连接；

清淤执行机构（5）包括连接块（501）、安装板（502）、收集板（503）、液压马达（504）、搅头（505）、砂泵（506）；所述连接块（501）与二级大臂（305）前端下侧铰接，在连接块（501）上部铰接有翻转油缸（4），翻转油缸（4）另一端与二级大臂（305）前端上侧铰接；在连接块（501）上固定有安装板（502）、收集板（503），在安装板（502）上竖向固定有液压马达（504），液压马达（504）输出端穿过安装板（502）与位于安装板（502）下方的搅头（505）连接，所述收集板（503）设置在搅头（505）的一侧并贴近搅头（505），在收集板（503）中部开设有多个出泥孔（507），在收集板（503）远离搅头（505）的一侧固定有砂泵（506），所述砂泵（506）的入口覆盖出泥孔（507），砂泵（506）的出口连接出泥管。

2.如权利要求1所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：在安装板（502）上横向排列安装有三个液压马达（504），液压马达（504）上均连接有搅头（505）。

3.如权利要求2所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：所述三个液压马达（504）呈三角形分布固定在安装板（502）上，其中两侧的两个液压马达以中间液压马达为对称安装在中间液压马达略前方位置，所述收集板（503）包括第一收集板以及位于第一收集板两侧对称设置的两个第二收集板，所述第一收集板呈圆弧状，所述第二收集板一侧与第一收集板连接，所述第二收集板的另一侧设有向前弯曲的弧形段，所述出泥孔（507）设置在第一收集板的中部。

4.如权利要求1所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：所述砂泵（506）的下方设有护板（508），所述护板（508）一端与收集板（503）固定连接，护板（508）的另一端与砂泵（506）固定连接。

5.如权利要求1所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：所述连接块（501）位于砂泵（506）上方，在连接块（501）上固定有承重板（509），承重板（509）下部与砂泵（506）连接。

6.如权利要求1—5任意一项所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：在密封箱体（6）上方安装有视频采集装置（7），所述视频采集装置（7）包括安装底座（701）、支架臂（703）、安装架（705）、主动变幅油缸（702）、从动变幅油缸（704）、摄像头（706）和照明组件（707），所述安装底座（701）固定在密封箱体（6）上方，支架臂（703）底端下侧铰接在安装底座（701）上端的铰孔上，所述主动变幅油缸（702）的无杆腔一端铰接在安装底座（701）下端的铰孔上，主动变幅油缸（702）的活塞杆铰接在支架臂（703）底端下侧的另外一个铰孔上，安装架（705）的一端铰接在支架臂（703）顶端上侧的铰孔中，从动变幅油缸（704）的无杆腔一端铰接在安装架（705）另一端的铰孔上，从动变幅油缸（704）的活塞杆铰接在支架臂（703）顶端上侧的另外一个铰孔上，所述主动变幅油缸（702）、从动变幅油缸（704）的行程、安装距一致，主动变幅油缸（702）的有杆腔的截面积与从动变幅油缸（704）的无杆腔的截面积相等，主动变幅油缸（702）无杆腔连接进油管，主动变幅油缸（702）有杆腔通过油管与从动变幅油缸（704）的无杆腔连通使主动变幅油缸（702）的有杆腔与从动变幅油缸（704）的无杆腔之间液压油闭路循环，从动变幅油缸（704）的有杆腔连接回油管。

7.如权利要求6所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：所述主动变幅油缸（702）的缸径和杆径分别比从动变幅油缸（704）的缸径和杆径大。

8.如权利要求6所述的一种适用于多工况的搅吸清淤机器人，其特征在于：所述支架臂（703）包括一级支臂和二级支臂，所述一级支臂的底端与安装底座（701）和主动变幅油缸（702）铰接，所述二级支臂一端套在一级支臂内并通过伸缩油缸与一级支臂连接，所述二级支臂的另一端与安装架（705）和从动变幅油缸（704）铰接。

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