一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機，包括Stewart并聯機構和刮掃裝置；所述的Stewart并聯機構位于刮掃裝置正下方，且Stewart并聯機構上端與刮掃裝置相連接。本發明集方位調節、溝壁刮劃和溝壁旋掃等多種功能于一體，可對水利工程中的輸水溝溝壁進行移動式刮掃清理作業，且刮掃清理速度快、位置調節靈活、智能化程度高、刮掃清理效率高，解決了現在人工刮掃清理勞動量大、效率低和成本高等問題。
【專利說明】
一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機
技術領域
[0001]本發明涉及水利工程溝壁清理機械領域，具體的說是一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展，城市建設、交通建設、農業建設和水利建設等民生工程越來越受到社會各界的關注，政府對這些方面的投入也越來越大，此方面的工程建設也是遍地開花，隨處可見，但是城市建設、交通建設、農業建設和水利建設等民生工程中都會涉及到一塊，那就是給水排水系統的布置預留以及建設，比如農業灌溉、水利水電工程、市政工程、園林工程、房屋給水排水工程、污水處理工程、化工企業排放工程、城市交通道路建設工程、居民用水工程等等工程中都會涉及到輸水排水溝渠，輸水排水溝渠的作用主要用于雨水天氣和平時生活工業用水的排放以及各種用水的長途輸送;但是，由于生活用水、農業用水和工業用水中均存在礦物質，因此輸水排水溝渠兩內側壁上經過長時間的累積形成大面積的水垢，除此之外，由于水中某些水生物或者水藻的作用，使得輸水排水溝渠內側壁上還易形成青苔等附著水生物，水垢和附著水生物的形成容易導致輸水排水溝渠整體寬度變窄，容易造成輸水排水溝渠堵塞；因此，對于這些輸水排水溝渠需要定期進行清理疏通的日常維護，但是，目前多采用人工使用鏟鍬或者鏟刀進行刮劃疏松沖洗作業，由于輸水排水溝渠內側壁為垂直面上的，人工清理不方便，占用了大量的勞動力，且刮劃疏松工程量大，成本高，效率低，除此之外，由于時常彎腰進行清理作業，容易導致工人腰椎頸椎等關節性疾病。鑒于此，本發明提供了一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機。
【發明內容】
[0003]為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機。
[0004]本發明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。
[0005]—種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機，包括Stewart并聯機構和刮掃裝置;所述的Stewart并聯機構位于刮掃裝置正下方，且Stewart并聯機構上端與刮掃裝置相連接。
[000?]作為本發明的進一步改進，所述的Stewart并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，連接座安裝在定平臺的上端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接;通過電動推桿的上下伸縮運動，從而帶動動平臺的上下往復運動，且通過限位彈簧增加了動平臺的平穩性，本發明采用6-SPS的Stewart并聯機構，與串聯機構相比剛度大，結構穩定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動柔性好、運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將Stewart并聯機構應用到本發明中，一方面起到了對刮掃裝置方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對水利工程輸水溝溝壁刮掃清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對刮掃裝置起到了減震的效果，使得刮掃裝置在本發明行走顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對刮掃裝置刮掃作業產生影響。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述的刮掃裝置包括刮掃轉臺、刮掃支座、刮掃液壓缸、移動刮板、刮掃導向筒、刮掃伸縮桿、刮掃鎖柱、拉伸彈簧、刮劃裝置和旋掃裝置;所述的刮掃支座位于刮掃轉臺正上方，且刮掃支座與刮掃轉臺固連，刮掃支座呈倒立的T型結構，刮掃支座中部位置處設置有加強筋，刮掃液壓缸分別位于刮掃支座左右兩側，且刮掃液壓缸沿刮掃支座的縱向中心軸線呈直線等間距布置，刮掃液壓缸后端與刮掃支座相連接，刮掃液壓缸前端安裝有移動刮板，刮掃液壓缸采用二級伸縮液壓缸，刮掃導向筒中部固定在刮掃液壓缸上，刮掃伸縮桿一端固定在刮掃液壓缸后端，刮掃伸縮桿另一端固定在移動刮板后端面上，拉伸彈簧位于刮掃支座與移動刮板之間，且拉伸彈簧一端通過刮掃鎖柱與刮掃支座相連接，拉伸彈簧另一端與移動刮板后端面之間通過刮掃鎖柱相連接，刮劃裝置位于移動刮板外側前端位置處，旋掃裝置位于刮劃裝置正后方;作業時，首先根據待刮掃清理的水利工程輸水溝的溝寬來調節本發明的刮掃直徑，具體是通過刮掃液壓缸的伸縮運動來帶動移動刮板向內側收縮和向外側伸張，從而改變本發明的刮掃直徑，便于本發明適用于不同寬度的水利工程輸水溝的刮掃作業，且通過刮掃導向筒和刮掃伸縮桿的配合使用對刮掃液壓缸伸縮運動起到了一定的支撐作用，拉伸彈簧對刮掃液壓缸的伸縮運動起到了支撐和限位的作用。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述的刮劃裝置包括刮劃滑軌、刮劃滑塊和刮劃刀爪；所述的刮劃滑軌數量為二，且刮劃滑軌沿移動刮板的縱向中心軸線分別對稱布置在移動刮板外側上下兩端，刮劃滑軌前后兩端分別設置有刮劃擋塊，刮劃滑塊的橫截斷面呈工字型結構，刮劃滑塊安裝在刮劃滑軌上，刮劃刀爪數量不少于五，刮劃刀爪沿刮劃滑塊的縱向方向均勻布置，刮劃刀爪底端固定在刮劃滑塊上，且刮劃刀爪后端設置有刮劃刀座，刮劃刀座呈梯形結構，刮劃刀爪前端設置有刮刀，刮刀呈鋸齒狀結構，且刮刀材質為不銹鋼材料;通過刮劃滑塊在刮劃滑軌上的來回往復運動帶動刮劃刀爪的來回往復移動，刮劃刀爪與水利工程輸水溝溝壁之間產生移動摩擦，從而將輸水溝溝壁上的雜物污垢進行刮劃疏松以及破碎，且采用鋸齒狀的刮劃刀爪提高了刮劃裝置刮劃清理溝壁的作業能力。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述的旋掃裝置包括旋掃轉盤和旋掃刷;所述的旋掃轉盤后端固定在移動刮板外側端面上，旋掃轉盤前端安裝有旋掃刷，旋掃刷后端設置有旋掃刷座，旋掃刷前端設置有刷頭，且刷頭沿旋掃刷座等間距均勻布置，刷頭頂端處設置有尖頭，刷頭材質為不銹鋼材料;通過旋掃轉盤的轉動帶動旋掃刷的旋轉，旋掃刷的刷頭采用尖頭狀的不銹鋼材料制成的，具有良好的鋒利性，旋掃裝置可對刮劃裝置刮劃后的輸水溝溝壁進行二次旋掃清理作業，使得輸水溝溝壁清理的更加干凈徹底。
[0010]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0011](I)本發明集方位調節、溝壁刮劃和溝壁旋掃等多種功能于一體，可對水利工程中的輸水溝溝壁進行移動式刮掃清理作業，且刮掃清理速度快、位置調節靈活、智能化程度高、刮掃清理效率高，解決了現在人工刮掃清理勞動量大、效率低和成本高等問題。
[00?2] (2)本發明采用6-SPS的Stewart并聯機構，與串聯機構相比剛度大，結構穩定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，一方面起到了對刮掃裝置方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對水利工程輸水溝溝壁刮掃清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對刮掃裝置起到了減震的效果，使得刮掃裝置在本發明行走顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對刮掃裝置刮掃作業產生影響。
[0013](3)本發明的刮掃裝置在空間內可進行一平移一轉動共兩個自由度方向的運動，且刮掃整體作業直徑可調，便于本發明適用于不同寬度的水利工程輸水溝的刮掃作業，適用對象廣，作業能力強;其通過刮劃裝置可對溝壁上的雜物污垢進行一次刮劃疏松以及破碎，通過旋掃裝置可對刮劃裝置刮劃后的溝壁進行二次旋掃清理作業，使得溝壁清理的更加干凈徹底。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0015]圖1是本發明的立體結構示意圖；
[0016]圖2是本發明Stewart并聯機構的立體結構示意圖；
[0017]圖3是本發明刮掃裝置的立體結構示意圖；
[0018]圖4是本發明刮劃裝置、旋掃裝置和移動刮板配合時的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0020]如圖1至圖4所示，一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機，包括Stewart并聯機構4和刮掃裝置5;所述的Stewart并聯機構4位于刮掃裝置5正下方，且Stewart并聯機構4上端與刮掃裝置5相連接。
[0021 ] 如圖1和圖2所示，所述的Stewart并聯機構4包括定平臺41、動平臺42、連接座43、上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46、下球鉸鏈47、三角座48和限位彈簧49;所述的連接座43和三角座48數量為三，上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46和下球鉸鏈47的數量均為六，所述的定平臺41和動平臺42均呈圓形狀結構，動平臺42位于定平臺41正上方，連接座43安裝在定平臺41的上端面上，且連接座43在定平臺41上呈正三角形位置布置，三角座48安裝在動平臺42下端面上，且連接座43和三角座48之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座48呈正三角形柱體結構，三角座48沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈47下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿45底端通過上球鉸鏈44與連接座43相連接，電動推桿45頂端與擋盤座46下端相連接，擋盤座46上端與下球鉸鏈47—端相連接，下球鉸鏈47另一端安裝在三角座48上，限位彈簧49繞套在電動推桿45上，且限位彈簧49 一端與電動推桿45相連接，限位彈簧49另一端與擋盤座46相連接;通過電動推桿45的上下伸縮運動，從而帶動動平臺42的上下往復運動，且通過限位彈簧49增加了動平臺42的平穩性，本發明采用6-SPS的Stewart并聯機構4，與串聯機構相比剛度大，結構穩定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構4在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動柔性好、運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將Stewart并聯機構4應用到本發明中，一方面起到了對刮掃裝置5方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對水利工程輸水溝溝壁刮掃清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對刮掃裝置5起到了減震的效果，使得刮掃裝置5在本發明行走顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對刮掃裝置5刮掃作業產生影響。
[0022 ] 如圖3和圖4所示，所述的刮掃裝置5包括刮掃轉臺51、刮掃支座52、刮掃液壓缸53、移動刮板54、刮掃導向筒55、刮掃伸縮桿56、刮掃鎖柱57、拉伸彈簧58、刮劃裝置59和旋掃裝置510;所述的刮掃支座52位于刮掃轉臺51正上方，且刮掃支座52與刮掃轉臺51固連，刮掃支座52呈倒立的T型結構，刮掃支座52中部位置處設置有加強筋，刮掃液壓缸53分別位于刮掃支座52左右兩側，且刮掃液壓缸53沿刮掃支座52的縱向中心軸線呈直線等間距布置，刮掃液壓缸53后端與刮掃支座52相連接，刮掃液壓缸53前端安裝有移動刮板54，刮掃液壓缸53采用二級伸縮液壓缸，刮掃導向筒55中部固定在刮掃液壓缸53上，刮掃伸縮桿56—端固定在刮掃液壓缸53后端，刮掃伸縮桿56另一端固定在移動刮板54后端面上，拉伸彈簧58位于刮掃支座52與移動刮板54之間，且拉伸彈簧58—端通過刮掃鎖柱57與刮掃支座52相連接，拉伸彈簧58另一端與移動刮板54后端面之間通過刮掃鎖柱57相連接，刮劃裝置59位于移動刮板54外側前端位置處，旋掃裝置510位于刮劃裝置59正后方;作業時，首先根據待刮掃清理的水利工程輸水溝的溝寬來調節本發明的刮掃直徑，具體是通過刮掃液壓缸53的伸縮運動來帶動移動刮板54向內側收縮和向外側伸張，從而改變本發明的刮掃直徑，便于本發明適用于不同寬度的水利工程輸水溝的刮掃作業，且通過刮掃導向筒55和刮掃伸縮桿56的配合使用對刮掃液壓缸53伸縮運動起到了一定的支撐作用，拉伸彈簧58對刮掃液壓缸53的伸縮運動起到了支撐和限位的作用。
[0023]如圖3和圖4所示，所述的刮劃裝置59包括刮劃滑軌591、刮劃滑塊592和刮劃刀爪593;所述的刮劃滑軌591數量為二，且刮劃滑軌501沿移動刮板54的縱向中心軸線分別對稱布置在移動刮板54外側上下兩端，刮劃滑軌591前后兩端分別設置有刮劃擋塊，刮劃滑塊592的橫截斷面呈工字型結構，刮劃滑塊592安裝在刮劃滑軌591上，刮劃刀爪593數量不少于五，刮劃刀爪593沿刮劃滑塊592的縱向方向均勻布置，刮劃刀爪593底端固定在刮劃滑塊592上，且刮劃刀爪593后端設置有刮劃刀座，刮劃刀座呈梯形結構，刮劃刀爪593前端設置有刮刀，刮刀呈鋸齒狀結構，且刮刀材質為不銹鋼材料;通過刮劃滑塊592在刮劃滑軌591上的來回往復運動帶動刮劃刀爪593的來回往復移動，刮劃刀爪593與水利工程輸水溝溝壁之間產生移動摩擦，從而將輸水溝溝壁上的雜物污垢進行刮劃疏松以及破碎，且采用鋸齒狀的刮劃刀爪593提高了刮劃裝置59刮劃清理溝壁的作業能力。
[0024]如圖3和圖4所示，所述的旋掃裝置510包括旋掃轉盤5101和旋掃刷5102;所述的旋掃轉盤5101后端固定在移動刮板52外側端面上，旋掃轉盤5101前端安裝有旋掃刷5102，旋掃刷5102后端設置有旋掃刷座，旋掃刷5102前端設置有刷頭，且刷頭沿旋掃刷座等間距均勻布置，刷頭頂端處設置有尖頭，刷頭材質為不銹鋼材料;通過旋掃轉盤5101的轉動帶動旋掃刷5102的旋轉，旋掃刷5102的刷頭采用尖頭狀的不銹鋼材料制成的，具有良好的鋒利性，旋掃裝置510可對刮劃裝置59刮劃后的輸水溝溝壁進行二次旋掃清理作業，使得輸水溝溝壁清理的更加干凈徹底。
[0025]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機，其特征在于:包括Stewart并聯機構和刮掃裝置;所述的Stewart并聯機構位于刮掃裝置正下方，且Stewart并聯機構上端與刮掃裝置相連接;其中: 所述的Stewart并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，連接座安裝在定平臺的上端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接； 所述的刮掃裝置包括刮掃轉臺、刮掃支座、刮掃液壓缸、移動刮板、刮掃導向筒、刮掃伸縮桿、刮掃鎖柱、拉伸彈簧、刮劃裝置和旋掃裝置;所述的刮掃支座位于刮掃轉臺正上方，且刮掃支座與刮掃轉臺固連，刮掃支座呈倒立的T型結構，刮掃支座中部位置處設置有加強筋，刮掃液壓缸分別位于刮掃支座左右兩側，且刮掃液壓缸沿刮掃支座的縱向中心軸線呈直線等間距布置，刮掃液壓缸后端與刮掃支座相連接，刮掃液壓缸前端安裝有移動刮板，刮掃液壓缸采用二級伸縮液壓缸，刮掃導向筒中部固定在刮掃液壓缸上，刮掃伸縮桿一端固定在刮掃液壓缸后端，刮掃伸縮桿另一端固定在移動刮板后端面上，拉伸彈簧位于刮掃支座與移動刮板之間，且拉伸彈簧一端通過刮掃鎖柱與刮掃支座相連接，拉伸彈簧另一端與移動刮板后端面之間通過刮掃鎖柱相連接，刮劃裝置位于移動刮板外側前端位置處，旋掃裝置位于刮劃裝置正后方； 所述的刮劃裝置包括刮劃滑軌、刮劃滑塊和刮劃刀爪;所述的刮劃滑軌數量為二，且刮劃滑軌沿移動刮板的縱向中心軸線分別對稱布置在移動刮板外側上下兩端，刮劃滑軌前后兩端分別設置有刮劃擋塊，刮劃滑塊的橫截斷面呈工字型結構，刮劃滑塊安裝在刮劃滑軌上，刮劃刀爪數量不少于五，刮劃刀爪沿刮劃滑塊的縱向方向均勻布置，刮劃刀爪底端固定在刮劃滑塊上，且刮劃刀爪后端設置有刮劃刀座，刮劃刀座呈梯形結構，刮劃刀爪前端設置有刮刀，刮刀呈鋸齒狀結構，且刮刀材質為不銹鋼材料。2.根據權利要求1所述的一種水利工程輸水溝溝壁刮掃機器人用刮掃機，其特征在于:所述的旋掃裝置包括旋掃轉盤和旋掃刷;所述的旋掃轉盤后端固定在移動刮板外側端面上，旋掃轉盤前端安裝有旋掃刷，旋掃刷后端設置有旋掃刷座，旋掃刷前端設置有刷頭，且刷頭沿旋掃刷座等間距均勻布置，刷頭頂端處設置有尖頭，刷頭材質為不銹鋼材料。
【文檔編號】B08B1/00GK106076897SQ201610463073
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】吳燕
【申請人】安慶市蒲公英水電安裝工程有限公司