CN113668480A - 一种用于堤坝垃圾清理的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境清洁设备领域，具体地说是一种用于堤坝垃圾清理的机器人，包括X向移动门架、Y向暂存机构、Z向伸缩臂机构、夹爪机构和抓斗机构，其中Y向暂存机构可沿Y向移动地设于X向移动门架中部，两个Z向伸缩臂机构设于X向移动门架上端，且每个Z向伸缩臂机构下端均设有连接座，所述夹爪机构和抓斗机构上均设有连接板、连接销轴和连接液压缸，且连接时所述连接销轴通过连接液压缸驱动穿过连接板和对应侧Z向伸缩臂机构下端的连接座。本发明能够实现大型和小型漂浮物的抓取，且能够承受较大重量，并且能够根据需要方便更换不同的垃圾抓取机构。

Description

一种用于堤坝垃圾清理的机器人

技术领域

本发明涉及环境清洁设备领域，具体地说是一种用于堤坝垃圾清理的机器人。

背景技术

每年汛期暴雨冲刷或洪水淹没导致堤坝沿岸存在大量生活垃圾、杂草树木、动物尸体等漂浮物体。漂浮物大致分为两类：一是农作物桔杆、根茎及山地植被等小型漂浮物；二是树杆、树兜、木料等大体积漂浮物。现有堤坝垃圾清理装置主要有回转式清污机和门吊液压抓斗等，其中回转式清污机可以实现对秸秆、水草、小的树枝等小型漂浮物的清理，但汛期中，由于大量大体积生活垃圾、树干、树桩等大体积漂浮物存在，使其在清理时会出现频繁卡机停运的现象，清污效率降低。门吊液压抓斗由于采用钢丝绳吊装结构及工作条件等限制，仅能对水表面水草、生活垃圾等浮渣有较好的清污效果，同样难以清理大体积漂浮物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于堤坝垃圾清理的机器人，能够实现大型和小型漂浮物的抓取，且能够承受较大重量，并且能够根据需要方便更换不同的垃圾抓取机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于堤坝垃圾清理的机器人，包括X向移动门架、Y向暂存机构、Z向伸缩臂机构、夹爪机构和抓斗机构，其中Y向暂存机构可沿Y向移动地设于X向移动门架中部，两个Z向伸缩臂机构设于X向移动门架上端，且每个Z向伸缩臂机构下端均设有连接座，所述夹爪机构和抓斗机构上均设有连接板、连接销轴和连接液压缸，且连接时所述连接销轴通过连接液压缸驱动穿过连接板和对应侧Z向伸缩臂机构下端的连接座。

所述Z向伸缩臂机构包括一级固定臂、Z向液压缸、Z向链条和多级伸缩臂，所述一级固定臂和各级伸缩臂依次插装滑动连接，Z向液压缸设于最末级伸缩臂内且缸杆端部与所述一级固定臂上端连接，一级固定臂下端通过Z向链条与最末级伸缩臂上端相连，最末级伸缩臂下端设有所述连接座。

所述Z向伸缩臂机构包括一级固定臂、二级伸缩臂和三级伸缩臂，二级伸缩臂插装于一级固定臂中，三级伸缩臂插装于二级伸缩臂上，三级伸缩臂内设有所述Z向液压缸，三级伸缩臂下端设有所述连接座，所述二级伸缩臂上端设有Z向链轮，所述Z向链条一端与一级固定臂下端相连，另一端绕过所述Z向链轮后与三级伸缩臂上端相连。

所述夹爪机构包括夹爪支架和夹爪，所述夹爪设于夹爪支架上且具有移动自由度、升降自由度和旋转自由度，连接板和连接液压缸设于夹爪支架上，连接销轴设于连接液压缸的缸杆端部。

所述抓斗机构包括抓斗支架、抓斗和抓斗液压缸，抓斗铰接于抓斗支架下端，抓斗液压缸缸体铰接于抓斗支架上，缸杆铰接于抓斗上，所述连接板和连接液压缸对称设于抓斗支架上，连接销轴设于连接液压缸的缸杆端部。

所述X向移动门架中部设有暂存框架，所述Y向暂存机构可移动地设于所述暂存框架中。

所述Y向暂存机构包括移动框架、Y向驱动组件和暂存料斗，所述移动框架和Y向驱动组件均设于所述暂存框架中，所述移动框架与所述暂存框架滑动连接，且所述移动框架通过所述Y向驱动组件驱动移动，所述暂存料斗设于所述移动框架自由端。

所述Y向驱动组件包括Y向电机和Y向链条，所述移动框架与所述Y向链条连接，所述Y向链条通过所述Y向电机驱动转动。

所述暂存框架中设有Y向滑轨，所述移动框架上设有与Y向滑轨配合的Y向滑轮。

所述暂存料斗上侧设有称重装置。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明采用两个Z向伸缩臂机构驱动垃圾抓取机构升降，能够实现大体积漂浮物的抓取，且能够承受较大重量，满足汛期大量漂浮物的工况要求，可及时清理江面垃圾，避免对库区环境卫生和饮水安全构成威胁。

2、本发明能够根据需要方便更换不同的垃圾抓取机构，只需通过连接销轴插入便可方便实现垃圾抓取机构与Z向伸缩臂机构连接，更换简单方便，并且两种清污装置可应对不同工况，有效减少或者消除系统停机。

附图说明

图1为本发明的主视图，

图2为图1中本发明的左视图，

图3为本发明采用的夹爪机构示意图，

图4为图3中夹爪机构的驱动系统示意图，

图5为本发明采用的抓斗机构示意图，

图6为图5中抓斗机构的左视图，

图7为图1中Z向伸缩臂机构的示意图，

图8为图1中Y向暂存机构的示意图。

其中，1为X向移动门架，2为暂存框架，201为Y向滑轨，3为Y向暂存机构，301为Y向电机，302为Y向链条，303为移动框架，304为Y向滑轮，305为限位装置，306为暂存料斗，307为称重装置，4为Z向伸缩臂机构，401为一级固定臂，402为Z向链轮，403为二级伸缩臂，404为三级伸缩臂，405为Z向液压缸，406为连接座，407为Z向链条，5为夹爪机构，501为夹爪支架，502为行走机构，503为旋转机构，504为升降机构，505为夹爪，6为抓斗机构，601为抓斗液压缸，602为抓斗支架，603为抓斗，7为连接销轴，8为连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～8所示，本发明包括X向移动门架1、Y向暂存机构3、Z向伸缩臂机构4、夹爪机构5和抓斗机构6，其中Y向暂存机构3可沿Y向移动地设于X向移动门架1中部，两个Z向伸缩臂机构4设于X向移动门架1上端，如图7所示，每个Z向伸缩臂机构4下端均设有连接座406，如图3和图5，所述夹爪机构5和抓斗机构6上均设有连接板8、连接销轴7和连接液压缸，且连接时所述连接销轴7通过连接液压缸驱动穿过连接板8和对应侧Z向伸缩臂机构4下端的连接座406。本发明工作时可根据需要采用夹爪机构5或抓斗机构6，只需通过所述连接销轴7插入便可方便实现与Z向伸缩臂机构4连接，更换简单方便。

本发明采用Z向伸缩臂机构4驱动夹爪机构5或抓斗机构6作用，能够实现大型和小型漂浮物的抓取，且能够承受较大重量。如图7所示，所述Z向伸缩臂机构4包括一级固定臂401、Z向液压缸405、Z向链条407和多级伸缩臂，所述一级固定臂401和各级伸缩臂依次插装滑动连接，Z向液压缸405设于最末级伸缩臂内且缸杆端部与所述一级固定臂401上端连接，一级固定臂401下端通过Z向链条407与最末级伸缩臂上端相连，最末级伸缩臂下端设有所述连接座406。机构工作时，所述Z向液压缸405启动实现各级伸缩臂伸缩。

如图7所示，本实施例中，所述Z向伸缩臂机构4包括一级固定臂401、二级伸缩臂403和三级伸缩臂404，二级伸缩臂403插装于一级固定臂401中，三级伸缩臂404插装于二级伸缩臂403上，三级伸缩臂404内设有所述Z向液压缸405，三级伸缩臂404下端设有所述连接座406，所述二级伸缩臂403上端设有Z向链轮402，所述Z向链条407一端与一级固定臂401下端相连，另一端绕过所述Z向链轮402后与三级伸缩臂404上端相连。本发明采用两个Z向伸缩臂机构4对称设置保证抓取平稳。

如图3～4所示，本发明采用的夹爪机构5包括夹爪支架501和夹爪505，所述夹爪505设于夹爪支架501上且具有移动自由度、升降自由度和旋转自由度，所述连接板8和连接液压缸对称设于夹爪支架501上，连接销轴7设于连接液压缸的缸杆端部。

如图4所示，所述夹住支架501内部相当于一个桁架机器人，其内部设有行走机构502、升降机构504和旋转机构503，升降机构504和旋转机构503通过行走机构502驱动在夹爪支架501上行走，旋转机构503通过升降机构504驱动升降，夹爪505安装于所述旋转机构503上，并通过旋转机构503驱动转动。本实施例中，所述桁架机器人为市购产品，生产厂家为沈阳新松机器人自动化股份有限公司。所述夹爪505为本领域公知技术。

如图5～6所示，本发明采用的抓斗机构6包括抓斗支架602、抓斗603和抓斗液压缸601，抓斗603铰接于抓斗支架602下端，抓斗液压缸601缸体铰接于抓斗支架602上，缸杆铰接于抓斗603上，所述抓斗603通过所述抓斗液压缸601驱动，所述连接板8和连接液压缸对称设于抓斗支架602上，连接销轴7设于连接液压缸的缸杆端部。

如图1～2所示，本发明的X向移动门架1中部设有暂存框架2，所述Y向暂存机构3可移动地设于所述暂存框架2中。

如图8所示，所述Y向暂存机构3包括移动框架303、Y向驱动组件和暂存料斗306，所述移动框架303和Y向驱动组件均设于所述暂存框架2中，所述移动框架303与所述暂存框架2滑动连接，在所述暂存框架2中设有Y向滑轨201，所述移动框架303上设有与Y向滑轨201配合的Y向滑轮304，且所述移动框架通过所述Y向驱动组件驱动移动，所述暂存料斗306设于所述移动框架303自由端。所述Y向移动暂存机构3实现垃圾的暂存和重量监控，在所述暂存料斗306上侧设有称重装置307，所述称重装置307为本领域公知技术且为市购产品。

如图8所示，本实施例中，所述Y向驱动组件包括Y向电机301和Y向链条302，所述移动框架303与所述Y向链条302连接，所述Y向链条302通过所述Y向电机301驱动转动。

如图1～2所示，本实施例中，所述X向移动门架1下端设有多个行走车轮，且其中的主动车轮通过电机减速机直接驱动行走，所述X向移动门架1为本领域公知技术。

本发明的工作原理为：

本发明包括X向移动门架1、Y向暂存机构3、Z向伸缩臂机构4、夹爪机构5和抓斗机构6，其中Y向暂存机构3和Z向伸缩臂机构4均设于X向移动门架1，并通过所述X向移动门架1带动移动，所述Y向移动暂存机构3可沿Y向移动地设于X向移动门架1中，可实现垃圾的暂存和重量监控，Z向伸缩臂机构4下端设有夹爪机构5或抓斗机构6，抓取垃圾后夹爪机构5或抓斗机构6升起，然后Y向移动暂存机构3后退使暂存料斗306退至Z向伸缩臂机构4下方，夹爪机构5或抓斗机构6松开使垃圾落入所述暂存料斗306中，并通过暂存料斗306上侧的称重装置307称重检测。本发明工作时可根据需要采用夹爪机构5或抓斗机构6，只需通过所述连接销轴7插入便可方便实现与Z向伸缩臂机构4连接，更换简单方便，并且本发明采用两个Z向伸缩臂机构4驱动夹爪机构5或抓斗机构6升降，能够实现大型和小型漂浮物的抓取，且能够承受较大重量。

Claims (10)

1.一种用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：包括X向移动门架(1)、Y向暂存机构(3)、Z向伸缩臂机构(4)、夹爪机构(5)和抓斗机构(6)，其中Y向暂存机构(3)可沿Y向移动地设于X向移动门架(1)中部，两个Z向伸缩臂机构(4)设于X向移动门架(1)上端，且每个Z向伸缩臂机构(4)下端均设有连接座(406)，所述夹爪机构(5)和抓斗机构(6)上均设有连接板(8)、连接销轴(7)和连接液压缸，且连接时所述连接销轴(7)通过连接液压缸驱动穿过连接板(8)和对应侧Z向伸缩臂机构(4)下端的连接座(406)。

2.根据权利要求1所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述Z向伸缩臂机构(4)包括一级固定臂(401)、Z向液压缸(405)、Z向链条(407)和多级伸缩臂，所述一级固定臂(401)和各级伸缩臂依次插装滑动连接，Z向液压缸(405)设于最末级伸缩臂内且缸杆端部与所述一级固定臂(401)上端连接，一级固定臂(401)下端通过Z向链条(407)与最末级伸缩臂上端相连，最末级伸缩臂下端设有所述连接座(406)。

3.根据权利要求2所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述Z向伸缩臂机构(4)包括一级固定臂(401)、二级伸缩臂(403)和三级伸缩臂(404)，二级伸缩臂(403)插装于一级固定臂(401)中，三级伸缩臂(404)插装于二级伸缩臂(403)上，三级伸缩臂(404)内设有所述Z向液压缸(405)，三级伸缩臂(404)下端设有所述连接座(406)，所述二级伸缩臂(403)上端设有Z向链轮(402)，所述Z向链条(407)一端与一级固定臂(401)下端相连，另一端绕过所述Z向链轮(402)后与三级伸缩臂(404)上端相连。

4.根据权利要求1所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述夹爪机构(5)包括夹爪支架(501)和夹爪(505)，所述夹爪(505)设于夹爪支架(501)上且具有移动自由度、升降自由度和旋转自由度，连接板(8)和连接液压缸设于夹爪支架(501)上，连接销轴(7)设于连接液压缸的缸杆端部。

5.根据权利要求1所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述抓斗机构(6)包括抓斗支架(602)、抓斗(603)和抓斗液压缸(601)，抓斗(603)铰接于抓斗支架(602)下端，抓斗液压缸(601)缸体铰接于抓斗支架(602)上，缸杆铰接于抓斗(603)上，所述连接板(8)和连接液压缸对称设于抓斗支架(602)上，连接销轴(7)设于连接液压缸的缸杆端部。

6.根据权利要求1所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述X向移动门架(1)中部设有暂存框架(2)，所述Y向暂存机构(3)可移动地设于所述暂存框架(2)中。

7.根据权利要求1或6所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述Y向暂存机构(3)包括移动框架(303)、Y向驱动组件和暂存料斗(306)，所述移动框架(303)和Y向驱动组件均设于所述暂存框架(2)中，所述移动框架(303)与所述暂存框架(2)滑动连接，且所述移动框架通过所述Y向驱动组件驱动移动，所述暂存料斗(306)设于所述移动框架(303)自由端。

8.根据权利要求7所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述Y向驱动组件包括Y向电机(301)和Y向链条(302)，所述移动框架(303)与所述Y向链条(302)连接，所述Y向链条(302)通过所述Y向电机(301)驱动转动。

9.根据权利要求7所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述暂存框架(2)中设有Y向滑轨(201)，所述移动框架(303)上设有与Y向滑轨(201)配合的Y向滑轮(304)。

10.根据权利要求7所述的用于堤坝垃圾清理的机器人，其特征在于：所述暂存料斗(306)上侧设有称重装置(307)。

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