一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人的製作方法

2023-05-28 15:25:51 1

本發明涉及一種涵洞清洗設備，更具體地說是指一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人。

背景技術：

在公路工程建設中，為了使公路順利通過水渠不妨礙交通，而修築於路面以下的過路結構稱為涵洞，通過涵洞可以讓水從公路的下面流過。涵洞在長期的使用過程中，會逐漸的堆積大量的諸如淤泥、小塊沙石、枯枝、塑膠袋、動物腐屍等雜物，影響了水流的正常通過甚至完全堵塞。

目前，涵洞的清理主要依賴於人工作業，不僅勞動強度大，工作效率低下，而且涵洞內的渾濁氣體對作業人員的身體產生危害。另外，對於一些口徑過小的涵洞，作用人員難以進入，進一步增加了涵洞的清理難度。為此，我們提供一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人，以替代人工作業。

技術實現要素：

本發明提供一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人，以解決現有涵洞採用人工清理的難度高，勞動強度大，工作效率低以及危害作業人員身體健康等問題。

本發明採用如下技術方案：

一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人，包括機身、滑塊、滑塊驅動機構、驅動臂、從動臂系、雜物破碎葉輪以及內壁清洗噴頭，所述機身內部中空用於輸送高壓水及電纜線，所述滑塊可滑動地套設在所述機身後端部外表面，所述滑塊上環形陣列分布有複數個所述驅動臂，所述驅動臂採用轉動副安裝在所述滑塊上，所述機身環形陣列分布有複數個所述從動臂系，所述從動臂系採用轉動副對應聯接在所述驅動臂上，每個從動臂系底部設有導向輪；所述機身前端部兩側分別設有一個所述雜物破碎葉輪，兩個雜物破碎葉輪的旋轉方向相反；所述機身前端部還環形陣列分布有複數個所述內壁清洗噴頭，所述內壁清洗噴頭進水端與機身內部相通連接，出水端朝所述機身後端部一側傾斜向外擴張。

優選地，上述機身為一內部中空的臥式圓柱體，所述滑塊為套設在臥式圓柱體表面的圓環。

進一步地，上述從動臂系包括兩根平行的從動臂和一連杆，每根從動臂的一端鉸接在機身上，所述連杆的兩端分別與兩個從動臂的另一端鉸接，所述連杆的底部設有所述導向輪。

進一步地，上述滑動驅動機構包括驅動電機、絲杆、絲杆螺母以及殼體，所述驅動電機、絲杆及絲杆螺母均設於所述殼體內，所述絲杆與驅動電機輸出端連接，絲杆螺母配合設置在絲杆上，所述殼體底部設有一軌道槽，所述滑塊透過所述軌道槽與所述絲杆螺母固定連接。

進一步地，上述左側的雜物破碎葉輪順時針旋轉，右側的雜物破碎葉輪逆時針旋轉。

進一步地，該涵洞清淤機器人還包括一攝像頭和一攝像頭清洗噴頭，所述攝像頭通過一支架固定於所述機身的前端部，所述攝像頭清洗噴頭固定於所述支架上，該攝像頭清洗噴頭的出水端指向所述攝像頭的玻璃外罩上。

進一步地，上述機身的前端面上設有兩個並列分布的雜物軟化噴頭。

由上述對本發明結構的描述可知，和現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、本發明的涵洞清淤機器人，由滑塊帶動驅動臂運動，使驅動臂帶動從動臂系的運動，以調節環形陣列分布的從動臂系部件的迴轉直徑，可適應不同尺寸涵洞的清理。

2、本發明採用高壓水作為驅動力，向後噴射的高壓水既可以提供動力，也可以進行涵洞的清洗。

3、本發明的雜物破碎葉輪，既可以用於雜物的破碎，也可以將破碎的雜物轉移至雜物破碎葉輪的後部，便於高壓水衝洗。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的主視圖。

圖3為本發明的俯視圖。

圖4為本發明滑塊驅動機構的示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本發明的具體實施方式。為了全面理解本發明，下面描述到許多細節，但對於本領域技術人員來說，無需這些細節也可實現本發明。

一種基於高壓水驅動的涵洞清淤機器人，參照圖1至圖3，包括機身1、滑塊10、滑塊驅動機構20、驅動臂30、從動臂系40、雜物破碎葉輪50以及內壁清洗噴頭60，機身1起著主要的承載作用，其優先採用一內部中空的臥式圓柱體，用於輸送高壓水及電纜線。滑塊10套設在機身1後端部外表面上，且在滑動驅動機構20驅動下沿著機身1的軸向來回運動。

參照圖4，滑動驅動機構20包括驅動電機21、絲杆22、絲杆螺母23以及殼體24，所述驅動電機21、絲杆22及絲杆螺母23均設於所述殼體24內，所述絲杆22與驅動電機21輸出端連接，絲杆螺母23配合設置在絲杆22上，所述殼體24底部設有一軌道槽，所述滑塊10透過軌道槽與所述絲杆螺母23固定連接。

參照圖1至圖3，上述滑塊10上環形陣列分布有複數個驅動臂30，所述驅動臂30採用轉動副安裝在滑塊10上，機身環形陣列分布有複數個從動臂系40，所述從動臂系40採用轉動副對應聯接在所述驅動臂30上。從動臂系40包括兩根平行的從動臂41和一連杆42，每根從動臂41的一端鉸接在機身1上，所述連杆42的兩端分別與兩個從動臂41的另一端鉸接，所述連杆42的底部設有所述導向輪43。滑塊10在滑塊驅動機構20作用下帶動驅動臂運動，使驅動臂30帶動從動臂系40的運動，以調節環形陣列分布的從動臂系40部件的迴轉直徑，可適應不同尺寸涵洞的清理。

參照圖1至圖3，機身1前端部兩側分別設有一個雜物破碎葉輪50，雜物破碎葉輪上有刀刃用於破碎雜物，兩個雜物破碎葉輪50的旋轉方向相反。優選地，左側的雜物破碎葉輪50順時針旋轉，右側的雜物破碎葉輪50逆時針旋轉，可抵消掉單個雜物破碎葉輪50到頭旋轉時產生的迴轉扭力，並且雜物可以被旋轉中的雜物破碎葉輪50卷繞到其後方，同時也能夠提供一定的機器人前進的動力。

參照圖1至圖3，機身1前端部還環形陣列分布有複數個所述內壁清洗噴頭60，所述內壁清洗噴頭60進水端與機身1內部相通連接，出水端朝所述機身1後端部一側傾斜向外擴張。內壁清洗噴頭60可用於清洗涵洞的內壁雜物以及衝刷出破碎後的雜物，同時噴射出的高壓水提供機器人前進的主要動力。

參照圖1至圖3，該涵洞清淤機器人還包括一攝像頭71和一攝像頭清洗噴頭72，攝像頭71用於實時的觀察涵洞內部的情況。所述攝像頭71通過一支架711固定於所述機身1的前端部，所述攝像頭清洗噴頭72固定於所述支架711上，該攝像頭清洗噴頭72的出水端指向所述攝像頭71的玻璃外罩上。上述機身1的前端面上設有兩個並列分布的雜物軟化噴頭80，雜物軟化噴頭80通過高壓水以軟化涵洞內的雜物。

上述僅為本發明的具體實施方式，但本發明的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本發明保護範圍的行為。