CN106906797B - 一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，包括横杆、升降机构、清污机构和两个支柱，清污机构包括清污盒和两个延伸单元，清污盒包括顶板、第一侧板、第二侧板、铲脚和驱动机构，驱动机构包括第三驱动电机、第三驱动轴和限位块，延伸单元包括第二驱动电机、第一连杆、第二连杆、第三连杆和拉钩，该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过距离检测单元检测距离，并由第三驱动电机带动铲脚移动，第四驱动电机拉动铲脚转动，防止清污盒上升过程中污物掉落，从而保证清污效率,不仅如此，通过延伸单元使拉钩不停地往复运动，使污物向清污盒靠近，方便处理，从而增加了清污范围，提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及水利发电设备领域，特别涉及一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机。
背景技术
清污机是指清除附着在拦污栅上杂物的机械设备，在污物较多的水库或河道上，为了保证水电站或泵站得以安全、正常的运行，常需设置清污机，以便在不停机和不放空水库的条件下进行清污。
清污机通常分为固定式和移动式，相比于移动式清污机，固定式清污机由于耙斗在水平方向上的位置固定不变，导致耙斗仅能对有限范围内的水域进行清污操作，从而使其清污范围十分有限，不仅如此，由于现有的清污装置采用耙斗，耙斗的耙齿之间存在缝隙，导致耙斗在抓取污物的时候，一些体型较小的杂物容易从耙齿之间掉落，使清污机无法完全保证耙斗内抓取的污物输送至水流外部，导致设备的实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，包括横杆、升降机构、清污机构和两个支柱，所述横杆架设在支柱的顶端，所述清污机构设置在两个支柱之间，所述升降机构设置在横杆的上方且与清污机构传动连接；
所述清污机构包括清污盒和两个延伸单元，所述清污盒包括顶板、第一侧板、第二侧板、铲脚和驱动机构，所述第一侧板和第二侧板均设置在顶板的下方，所述第一侧板固定在顶板的一端，所述驱动机构与第二侧板传动连接，所述铲脚设置在第二侧板的一端且靠近第一侧板；
所述驱动机构包括第三驱动电机、第三驱动轴和限位块，所述第三驱动电机和限位块均固定在顶板的下方，所述第三驱动轴设置在第三驱动电机和限位块之间，所述第三驱动电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周上设有外螺纹，所述第二侧板套设在第三驱动轴上，所述第二侧板内设有内螺纹，所述第二侧板上的内螺纹和第三驱动轴上的外螺纹相匹配；
所述延伸单元包括第二驱动电机、第一连杆、第二连杆、第三连杆和拉钩，所述第二驱动电机固定在第二侧板上，所述第二驱动电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆与第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与拉钩固定连接，所述第二连杆的一端与第二侧板铰接，所述第二连杆的另一端与第三连杆的中端铰接。
作为优选，为了实现清污机构的升降，所述升降机构包括第一驱动电机、缓冲块、升降组件和两个支板，所述支板的底端固定在横杆上，所述升降组件设置在两个支板之间，所述第一驱动电机固定在其中一个支板的一侧且远离升降组件，所述缓冲块固定在另一个支板的一侧且远离升降组件，所述升降组件包括第一驱动轴、转盘和缆绳，所述第一驱动电机与第一驱动轴传动连接，所述转盘套设在第一驱动轴上，所述缆绳的一端设置在转盘上，所述缆绳的另一端固定在顶板上。
作为优选，为了保证缆绳的耐磨能力和耐腐蚀能力，所述缆绳为合成纤维缆绳。
作为优选，为了便于测量清污机构与水流底部的距离，所述第二侧板远离第一侧板的一侧设有距离检测单元，所述距离检测单元包括套管、滑杆和重物块，所述套管固定在第二侧板上，所述滑杆的顶端设置在套管内，所述滑杆的底端与重物块固定连接，所述套管内设有压力传感器、弹簧和连接板，所述压力传感器固定在套管内的顶端，所述压力传感器通过弹簧与连接板连接，所述连接板固定在滑杆的顶端。
作为优选，为了固定滑杆的移动轨迹，所述套管内还设有限位环，所述限位环固定在套管的内壁上且套设在滑杆上。
作为优选，为了节约设备的电力损耗，所述横杆的上方设有太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括太阳能板和两个支杆，所述支杆的底端固定在横杆上，所述太阳能板固定在支杆的顶端。
作为优选，为了使铲脚在铲起杂物后防止杂物从铲脚滑落，通过转动铲脚使杂物落在铲脚和第二侧板之间，所述铲脚和第二侧板之间设有转动机构，所述转动机构包括第四驱动电机、第四连杆和第五连杆，所述第四驱动电机固定在第二侧板上，所述第四驱动电机与第四连杆传动连接，所述第四连杆通过第五连杆与铲脚铰接。
作为优选，为了保证第四驱动电机的驱动能力，所述第四驱动电机为直流伺服电机。
作为优选，为了防止第三驱动轴锈蚀，所述第三驱动轴为不锈钢杆。
作为优选，为了防止第一连杆、第二连杆和第三连杆变形，所述第一连杆、第二连杆和第三连杆均为钛合金杆。
该固定式清污机在运行时，通过升降机构中的第一驱动电机带动转盘转动，通过缆绳使清污机构降落至水流底部，利用清污盒上的距离检测单元检测距离水流底部高度，到距离检测单元的重物块接触水流底部时，滑杆向上移动，通过连接板压缩弹簧，使压力传感器检测到压力数据，压力数据逐渐增大至不变，此时表示清污盒已至底部，通过驱动机构中第三驱动电机带动第三驱动轴转动，由于第三驱动轴上的外螺纹与第二侧板内的内螺纹相匹配，从而使第二侧板向第一侧板移动，带动铲脚铲起水流底部的污物，当铲脚铲完杂物后，为了防止污物滑轮，通过第四驱动电机带动第四连杆转动，由第五连杆拉动铲脚向上移动，使污物滑落到铲脚和侧板之间，避免清污盒在向上移动的过程中掉落。该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过距离检测单元检测距离，并由第三驱动电机带动铲脚移动，第四驱动电机拉动铲脚转动，防止清污盒上升过程中污物掉落，从而保证清污效率。
为了增加清污机构的清污范围，通过清污盒两侧的延伸单元增加清污机构的工作范围，通过二驱动电机带动第一连杆作圆周运动，带动第一连杆与第三连杆的铰接处作圆周运动，通过第二连杆铰接在第二侧板上，使第二连杆与第三连杆铰接处的位置不变，从而使第三连杆作一定的角度转动，带动拉钩在向清污盒靠近后远离，如此往复运动，拉动清污盒两侧的污物向清污盒靠近，方便清污盒中的铲脚铲起。该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过延伸单元使拉钩不停地往复运动，使污物向清污盒靠近，方便处理，从而增加了清污范围，提高了设备的实用性。
本发明的有益效果是，该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过距离检测单元检测距离，并由第三驱动电机带动铲脚移动，第四驱动电机拉动铲脚转动，防止清污盒上升过程中污物掉落，从而保证清污效率,不仅如此，通过延伸单元使拉钩不停地往复运动，使污物向清污盒靠近，方便处理，从而增加了清污范围，提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的结构示意图；
图2是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的升降机构的结构示意图；
图3是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的清污机构的结构示意图；
图4是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的延伸单元的结构示意图；
图5是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的清污盒的结构示意图；
图6是本发明的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机的距离检测单元的结构示意图；
图中：1.支柱，2.横杆，3.支杆，4.太阳能板，5.升降机构，6.清污机构，7.支板，8.第一驱动电机，9.缓冲块，11.第一驱动轴，12.转盘，13.缆绳，14.清污盒，15.延伸单元，16.第二驱动电机，17.第一连杆，18.第二连杆，19.第三连杆，20.拉钩，21.顶板，22.第一侧板，23.第三驱动电机，24.限位块，25.第三驱动轴，26.第二侧板，27.铲脚，28.第四驱动电机，29.第四连杆，30.距离检测单元，31.套管，32.压力传感器，33.弹簧，34.连接板，35.限位环，36.滑杆，37.重物块，38.第五连杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图6所示，一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，包括横杆2、升降机构5、清污机构6和两个支柱1，所述横杆2架设在支柱1的顶端，所述清污机构6设置在两个支柱1之间，所述升降机构5设置在横杆2的上方且与清污机构6传动连接；
所述清污机构6包括清污盒14和两个延伸单元15，所述清污盒14包括顶板21、第一侧板22、第二侧板26、铲脚27和驱动机构，所述第一侧板22和第二侧板26均设置在顶板21的下方，所述第一侧板22固定在顶板21的一端，所述驱动机构与第二侧板26传动连接，所述铲脚27设置在第二侧板26的一端且靠近第一侧板22；
所述驱动机构包括第三驱动电机23、第三驱动轴25和限位块24，所述第三驱动电机23和限位块24均固定在顶板21的下方，所述第三驱动轴25设置在第三驱动电机23和限位块24之间，所述第三驱动电机23与第三驱动轴25传动连接，所述第三驱动轴25的外周上设有外螺纹，所述第二侧板26套设在第三驱动轴25上，所述第二侧板26内设有内螺纹，所述第二侧板26上的内螺纹和第三驱动轴25上的外螺纹相匹配；
所述延伸单元15包括第二驱动电机16、第一连杆17、第二连杆18、第三连杆19和拉钩20，所述第二驱动电机16固定在第二侧板26上，所述第二驱动电机16与第一连杆17传动连接，所述第一连杆17与第三连杆19的一端铰接，所述第三连杆19的另一端与拉钩20固定连接，所述第二连杆18的一端与第二侧板26铰接，所述第二连杆18的另一端与第三连杆19的中端铰接。
作为优选，为了实现清污机构6的升降，所述升降机构5包括第一驱动电机8、缓冲块9、升降组件和两个支板7，所述支板7的底端固定在横杆2上，所述升降组件设置在两个支板7之间，所述第一驱动电机8固定在其中一个支板7的一侧且远离升降组件，所述缓冲块9固定在另一个支板7的一侧且远离升降组件，所述升降组件包括第一驱动轴11、转盘12和缆绳13，所述第一驱动电机8与第一驱动轴11传动连接，所述转盘12套设在第一驱动轴11上，所述缆绳13的一端设置在转盘12上，所述缆绳13的另一端固定在顶板21上。
作为优选，为了保证缆绳13的耐磨能力和耐腐蚀能力，所述缆绳13为合成纤维缆绳。
作为优选，为了便于测量清污机构6与水流底部的距离，所述第二侧板26远离第一侧板22的一侧设有距离检测单元30，所述距离检测单元30包括套管31、滑杆36和重物块37，所述套管31固定在第二侧板26上，所述滑杆36的顶端设置在套管31内，所述滑杆36的底端与重物块37固定连接，所述套管31内设有压力传感器32、弹簧33和连接板34，所述压力传感器32固定在套管31内的顶端，所述压力传感器32通过弹簧33与连接板34连接，所述连接板34固定在滑杆36的顶端。
作为优选，为了固定滑杆36的移动轨迹，所述套管31内还设有限位环35，所述限位环35固定在套管31的内壁上且套设在滑杆36上。
作为优选，为了节约设备的电力损耗，所述横杆2的上方设有太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括太阳能板4和两个支杆3，所述支杆3的底端固定在横杆2上，所述太阳能板4固定在支杆3的顶端。
作为优选，为了使铲脚27在铲起杂物后防止杂物从铲脚27滑落，通过转动铲脚27使杂物落在铲脚27和第二侧板26之间，所述铲脚27和第二侧板26之间设有转动机构，所述转动机构包括第四驱动电机28、第四连杆29和第五连杆29，所述第四驱动电机28固定在第二侧板26上，所述第四驱动电机28与第四连杆29传动连接，所述第四连杆29通过第五连杆38与铲脚27铰接。
作为优选，为了保证第四驱动电机28的驱动能力，所述第四驱动电机28为直流伺服电机。
作为优选，为了防止第三驱动轴25锈蚀，所述第三驱动轴25为不锈钢杆。
作为优选，为了防止第一连杆17、第二连杆18和第三连杆19变形，所述第一连杆17、第二连杆18和第三连杆19均为钛合金杆。
该固定式清污机在运行时，通过升降机构5中的第一驱动电机8带动转盘12转动，通过缆绳13使清污机构6降落至水流底部，利用清污盒14上的距离检测单元30检测距离水流底部高度，到距离检测单元30的重物块37接触水流底部时，滑杆36向上移动，通过连接板34压缩弹簧33，使压力传感器32检测到压力数据，压力数据逐渐增大至不变，此时表示清污盒14已至底部，通过驱动机构中第三驱动电机23带动第三驱动轴25转动，由于第三驱动轴25上的外螺纹与第二侧板26内的内螺纹相匹配，从而使第二侧板26向第一侧板22移动，带动铲脚27铲起水流底部的污物，当铲脚27铲完杂物后，为了防止污物滑轮，通过第四驱动电机28带动第四连杆29转动，由第五连杆38拉动铲脚27向上移动，使污物滑落到铲脚27和侧板26之间，避免清污盒在向上移动的过程中掉落。该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过距离检测单元30检测距离，并由第三驱动电机23带动铲脚27移动，第四驱动电机28拉动铲脚27转动，防止清污盒14上升过程中污物掉落，从而保证清污效率。
为了增加清污机构6的清污范围，通过清污盒14两侧的延伸单元15增加清污机构6的工作范围，通过第二驱动电机16带动第一连杆17作圆周运动，带动第一连杆17与第三连杆19的铰接处作圆周运动，通过第二连杆18铰接在第二侧板26上，使第二连杆18与第三连杆19铰接处的位置不变，从而使第三连杆19作一定的角度转动，带动拉钩20在向清污盒14靠近后远离，如此往复运动，拉动清污盒14两侧的污物向清污盒14靠近，方便清污盒14中的铲脚27铲起。该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过延伸单元15使拉钩20不停地往复运动，使污物向清污盒14靠近，方便处理，从而增加了清污范围，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该应用于水利发电工程的智能型固定式清污机通过距离检测单元30检测距离，并由第三驱动电机23带动铲脚27移动，第四驱动电机28拉动铲脚27转动，防止清污盒14上升过程中污物掉落，从而保证清污效率,不仅如此，通过延伸单元15使拉钩20不停地往复运动，使污物向清污盒14靠近，方便处理，从而增加了清污范围，提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，包括横杆(2)、升降机构(5)、清污机构(6)和两个支柱(1)，所述横杆(2)架设在支柱(1)的顶端，所述清污机构(6)设置在两个支柱(1)之间，所述升降机构(5)设置在横杆(2)的上方且与清污机构(6)传动连接；
所述清污机构(6)包括清污盒(14)和两个延伸单元(15)，所述清污盒(14)包括顶板(21)、第一侧板(22)、第二侧板(26)、铲脚(27)和驱动机构，所述第一侧板(22)和第二侧板(26)均设置在顶板(21)的下方，所述第一侧板(22)固定在顶板(21)的一端，所述驱动机构与第二侧板(26)传动连接，所述铲脚(27)设置在第二侧板(26)的一端且靠近第一侧板(22)；
所述驱动机构包括第三驱动电机(23)、第三驱动轴(25)和限位块(24)，所述第三驱动电机(23)和限位块(24)均固定在顶板(21)的下方，所述第三驱动轴(25)设置在第三驱动电机(23)和限位块(24)之间，所述第三驱动电机(23)与第三驱动轴(25)传动连接，所述第三驱动轴(25)的外周上设有外螺纹，所述第二侧板(26)套设在第三驱动轴(25)上，所述第二侧板(26)内设有内螺纹，所述第二侧板(26)上的内螺纹和第三驱动轴(25)上的外螺纹相匹配；
所述延伸单元(15)包括第二驱动电机(16)、第一连杆(17)、第二连杆(18)、第三连杆(19)和拉钩(20)，所述第二驱动电机(16)固定在第二侧板(26)上，所述第二驱动电机(16)与第一连杆(17)传动连接，所述第一连杆(17)与第三连杆(19)的一端铰接，所述第三连杆(19)的另一端与拉钩(20)固定连接，所述第二连杆(18)的一端与第二侧板(26)铰接，所述第二连杆(18)的另一端与第三连杆(19)的中端铰接。
2.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述升降机构(5)包括第一驱动电机(8)、缓冲块(9)、升降组件和两个支板(7)，所述支板(7)的底端固定在横杆(2)上，所述升降组件设置在两个支板(7)之间，所述第一驱动电机(8)固定在其中一个支板(7)的一侧且远离升降组件，所述缓冲块(9)固定在另一个支板(7)的一侧且远离升降组件，所述升降组件包括第一驱动轴(11)、转盘(12)和缆绳(13)，所述第一驱动电机(8)与第一驱动轴(11)传动连接，所述转盘(12)套设在第一驱动轴(11)上，所述缆绳(13)的一端设置在转盘(12)上，所述缆绳(13)的另一端固定在顶板(21)上。
3.如权利要求2所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述缆绳(13)为合成纤维缆绳。
4.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述第二侧板(26)远离第一侧板(22)的一侧设有距离检测单元(30)，所述距离检测单元(30)包括套管(31)、滑杆(36)和重物块(37)，所述套管(31)固定在第二侧板(26)上，所述滑杆(36)的顶端设置在套管(31)内，所述滑杆(36)的底端与重物块(37)固定连接，所述套管(31)内设有压力传感器(32)、弹簧(33)和连接板(34)，所述压力传感器(32)固定在套管(31)内的顶端，所述压力传感器(32)通过弹簧(33)与连接板(34)连接，所述连接板(34)固定在滑杆(36)的顶端。
5.如权利要求4所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述套管(31)内还设有限位环(35)，所述限位环(35)固定在套管(31)的内壁上且套设在滑杆(36)上。
6.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述横杆(2)的上方设有太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括太阳能板(4)和两个支杆(3)，所述支杆(3)的底端固定在横杆(2)上，所述太阳能板(4)固定在支杆(3)的顶端。
7.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述铲脚(27)和第二侧板(26)之间设有转动机构，所述转动机构包括第四驱动电机(28)、第四连杆(29)和第五连杆(29)，所述第四驱动电机(28)固定在第二侧板(26)上，所述第四驱动电机(28)与第四连杆(29)传动连接，所述第四连杆(29)通过第五连杆(38)与铲脚(27)铰接。
8.如权利要求7所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述第四驱动电机(28)为直流伺服电机。
9.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述第三驱动轴(25)为不锈钢杆。
10.如权利要求1所述的应用于水利发电工程的智能型固定式清污机，其特征在于，所述第一连杆(17)、第二连杆(18)和第三连杆(19)均为钛合金杆。
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