CN110042914A - 一种河涌污水管网清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水管网清淤技术领域，尤其涉及一种河涌污水管网清淤机器人。河涌污水管网清淤机器人包括底盘以及前悬架，所述底盘安装有履带轮和分离箱，所述分离箱包括淤泥腔以及水腔，淤泥腔和水腔之间设置有滤水隔层，所述淤泥腔内设置有挤压装置，所述前悬架上安装有喷水头、破碎装置以及吸淤盘，所述吸淤盘通过第一泵送管路与淤泥腔连通，所述喷水头通过第二泵送管路与水腔连通；还包括供电装置、控制装置、信号收发装置以及摄像装置。通过采用本发明的河涌污水管网清淤机器人，解决了干硬淤泥不便于清理的问题，提高了清理效率，减轻了清淤工人的作业强度。

Description

一种河涌污水管网清淤机器人

技术领域

本发明涉及污水管网清淤技术领域，尤其涉及一种河涌污水管网清淤机器人。

背景技术

近年来，随着城镇化的不断推进，越来越多的人涌入大城市中，为了提高市民的生活品质，改善城市环境，各地方的管理部门也加大了对城市基建的资金投入，河涌污水管网即是改善民生的重要项目之一。河涌污水管网主要用于防洪、防涝。当汛期来临时，城市中会短时间内积聚大量的雨水，这些雨水必须借助于河涌污水管网才能及时疏散，从而避免城市内涝的问题。

由于河涌污水管网主要用于疏通废弃污水，因此河涌污水管网中常常积聚大量的淤泥，这些淤泥需要定期清理才能避免管网的堵塞，但是实际清淤过程中，一些河涌污水管网中的淤泥往往已经干硬，这种干硬的淤泥清理起来费时费力，给河涌污水管网的疏通造成了不便。

发明内容

本发明提供了一种河涌污水管网清淤机器人，用于解决现有技术中河涌污水管网中干硬的淤泥不便于清理的技术问题。

本发明的河涌污水管网清淤机器人采用如下的技术方案：

河涌污水管网清淤机器人包括底盘以及安装在底盘前侧的前悬架，所述底盘的两侧安装有履带轮，所述底盘上安装有分离箱，所述分离箱包括位于上方的淤泥腔以及位于下方的水腔，所述淤泥腔和水腔之间设置有滤水隔层，所述淤泥腔内设置有用于挤压淤泥的挤压装置，所述前悬架上从前至后依次安装有喷水头、破碎装置以及吸淤盘，所述吸淤盘通过第一泵送管路与淤泥腔连通，所述喷水头通过第二泵送管路与水腔连通；

还包括供电装置、控制装置、信号收发装置以及摄像装置，所述摄像装置用于拍摄河涌污水管网淤泥情况，所述控制装置一方面用于将摄像装置拍摄的图像通过信号收发装置传送至远端操作设备、另一方面用于执行远端操作设备的指令信号以控制第一泵送管路、第二泵送管路、破碎装置、履带轮以及挤压装置统筹作业。

有益效果：通过采用本发明的河涌污水管网清淤机器人，监控人员可以通过摄像装置、控制装置等查看管网中淤泥的干硬情况，当发现淤泥较为干硬时，通过向控制装置发射指令，控制装置会启动第二泵送管路向干硬的淤泥喷水，然后破碎装置会对吸水后的干硬淤泥进行破碎，从而方便了将淤泥吸入淤泥腔中。此外，控制装置还会控制挤压装置对淤泥进行挤压，从而实现对淤泥的快速脱水，实现水的循环利用。本发明的河涌污水管网清淤机器人能够对干硬淤泥进行快速清理，解决了干硬淤泥不便于清理的问题，提高了清理效率，减轻了清淤工人的作业强度。

进一步地，所述吸淤盘的下方设置有铲斗结构。其有益效果是：方便了将淤泥铲至吸淤盘进口位置处，方便了第一泵送管路的吸淤作业，节省了能耗。

进一步地，所述铲斗结构的下方设置有支撑架，所述支撑架的底端安装有滚轮。其有益效果是：提高了铲斗结构的支撑强度。

进一步地，所述淤泥腔的后端安装有下翻门。其有益效果是：方便了后期挤压装置将淤泥从淤泥腔中推出，推出的淤泥可以沿着下翻门滑行。

进一步地，所述淤泥腔的后腔体处安装有后密封挡块。其有益效果是：提高了淤泥腔的密封性。

进一步地，所述挤压装置包括电动推杆、推板以及前密封挡块。其有益效果是：结构简单，密封性好。

进一步地，所述破碎装置为破碎滚筒。

进一步地，所述摄像装置安装在分离箱的前端，分离箱上设置有用于固定摄像装置的摄像支架。其有益效果是：方便了对摄像装置的安装。

进一步地，所述滤水隔层包括上隔板、下隔板以及夹装在上隔板和下隔板之间的滤布。其有益效果是：造价较低且能够实现较好的过滤效果。

进一步地，所述水腔的侧壁上设置有清掏口。其有益效果是：方便了对水腔的清理。

附图说明

图1是本发明的河涌污水管网清淤机器人的实施例1的整体结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图。

附图标记说明如下：

1-淤泥腔，2-水腔，3-下翻门，4-履带轮，5-供电装置，6-信号收发装置，7-控制装置，8-后泵送水管，9-水泵，10-吸污泵，11-前泵送水管，12-滚轮，13-铲斗结构，14-摄像支架，15-摄像装置，16-吸淤盘，17-破碎滚筒，18-前悬架，19-喷水头，20-推板，21-电动推杆，22-前密封挡块。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的河涌污水管网清淤机器人的实施例1：

如图1和图2所示，河涌污水管网清淤机器人(以下简称机器人)包括底盘以及安装在底盘前侧的前悬架18，所述底盘的两侧安装有履带轮4，所述底盘上安装有分离箱，所述分离箱包括位于上方的淤泥腔1以及位于下方的水腔2，所述淤泥腔1和水腔2之间设置有滤水隔层，所述淤泥腔1内设置有用于挤压淤泥的挤压装置，所述前悬架18上从前至后依次安装有喷水头19、破碎装置以及吸淤盘16，所述吸淤盘16通过第一泵送管路与淤泥腔1连通，所述喷水头19通过第二泵送管路与水腔2连通；还包括供电装置5、控制装置7、信号收发装置6以及摄像装置15，所述摄像装置15用于拍摄河涌污水管网淤泥情况，所述控制装置7一方面用于将摄像装置15拍摄的图像通过信号收发装置6传送至远端操作设备、另一方面用于执行远端操作设备的指令信号以控制第一泵送管路、第二泵送管路、破碎装置、履带轮4以及挤压装置统筹作业。本实施例中供电装置5、控制装置7以及摄像装置15均布置在分离箱的顶部。信号收发装置6固定在控制装置7的上方，从而方便了信号的收发。本实施例中履带轮4通过伺服电机进行驱动，底盘的四个边角处安装有四个伺服电机，这四个伺服电机的转动又同时受到控制装置7的控制，从而实现了对机器人行走的操控。

具体而言，本实施例中控制装置7为PLC单片机，摄像装置15为摄像探头，信号收发装置6为WIFI或蓝牙等信号收发设备，远端操作设备可以为笔记本、手机等操作设备，供电装置5为蓄电池或锂电池，第一泵送管路包括吸污泵10和吸污管道，本实施例中吸污泵10安装在分离箱的箱顶。本实施例中吸淤盘16的进口为长方形，吸淤盘16的上方与吸污管道连通，吸淤盘16具有汇聚的作用，从而方便了对淤泥较大范围的收集。本实施例中第二泵送管路包括前泵送水管11、后泵送水管8以及安装在前泵送水管11和后泵送水管8之间的水泵9。本实施例中后泵送水管8密封穿装在水腔2的侧壁上，后泵送水管8的进口延伸至水腔2底部，后泵送水管8的出口与水泵9连通。本实施例中前泵送水管11的进口与水泵9连通，前泵送水管11整体呈L型，前泵送水管11的一部分沿着前后方向(即前悬架18的侧面)延伸布置，另一部分沿着前悬架18的左右方向(即前悬架18的宽度方向)延伸布置，其中沿着左右方向延伸的前泵送水管11的下方连通有多个喷水头19，这些喷水头19沿着左右方向等间隔布置，从而扩大了对干硬淤泥的作用范围。本实施例中第二泵送管路设置在分离箱的侧面。

需要说明的是，本实施例中挤压装置一方面能够起到将淤泥推出淤泥腔1的作用，一方面还能在清淤作业过程中对淤泥进行挤压，从而实现淤泥的快速脱水。

吸淤盘16的下方设置有铲斗结构13，方便了将淤泥铲至吸淤盘16进口位置处，还方便了第一泵送管路的吸淤作业，节省了能耗。具体而言，铲斗结构13整体类似搓灰斗的形状，当机器人前行时，淤泥可以被铲斗结构13铲离地面并沿着铲斗结构13上行至吸淤盘16进口位置处，从而方便了第一泵送管路的吸淤作业。

铲斗结构13的下方设置有支撑架，所述支撑架的底端安装有滚轮12，提高了铲斗结构13的支撑强度。具体而言，支撑架为焊接在铲斗结构13下方的多个斜向支柱，各斜向支柱与铲斗结构13形成“入”字型的结构，这样在铲斗结构13铲入大量淤泥后，支撑架可以从斜下方提供支撑作用力，从而将铲斗结构撑起，避免了铲斗结构13在长时间使用后容易变形的问题。为了减小支撑架与地面的摩擦作用力，各斜向支柱的底端均安装有滚轮12，滚轮12可以沿着地面滚动，这样一方面避免了支撑架的磨损，另一方面还降低了地面对机器人前行的摩擦阻力，节省了能耗。

淤泥腔1的后端安装有下翻门3，方便了后期挤压装置将淤泥从淤泥腔1中推出，推出的淤泥可以沿着下翻门3滑行。具体而言，本实施例中下翻门3铰接在淤泥腔1的后端开口处，下翻门3的上边沿通过锁具进行固定，当机器人进行清淤作业时，下翻门3是锁紧的，从而避免了淤泥从后侧流出的问题，当需要将淤泥腔1中的淤泥排出时，通过打开锁具将下翻门3下翻即可，然后操控挤压装置作业，挤压装置会将淤泥从淤泥腔1中推出，当有需要时，还可以将下翻门3支撑一定角度，这样推出的淤泥可以沿着下翻门3滑行，从而方便了将淤泥引导至相应的承载桶内。

淤泥腔1的后腔体处安装有后密封挡块，这样提高了淤泥腔1的密封性。具体而言，后密封挡块可以为橡胶挡块，机器人作业之前，首先将后密封挡块***淤泥腔1中，后密封挡块的边沿会与淤泥腔1的腔壁挤压，从而实现对淤泥腔1后端的密封作用，这样避免了淤泥中水的外流，提高了水的循环利用率。需要说明的是，当需要清理淤泥腔1中的淤泥时，操作人员既可以先取出后密封挡块，也可以利用挤压装置将后密封挡块从淤泥腔1中推出。

挤压装置包括电动推杆21、推板20以及前密封挡块22，结构简单，密封性好。具体而言，本实施例中推板20形状与淤泥腔1的腔型相匹配，前密封挡块22也为橡胶挡块，前密封挡块22固定在推板20上，前密封挡块22和后密封挡块的作用相同，均起到密封作用，前密封挡块22避免了淤泥进入电动推杆21处，从而保证了挤压装置的顺畅运行，提高了电动推杆21的使用寿命。

破碎装置为破碎滚筒17。具体而言，本实施例中破碎滚筒17为圆柱形滚筒，破碎滚筒17的外周面上设置有多排滚刀，本实施例中各排滚刀中均具有六个滚刀，六个滚刀沿着破碎滚筒17的外周面等间隔分布。破碎滚筒17的转动中心设置有中心转轴，中心转轴的两端均通过轴承转动装配在前悬架18上，中心转轴的一端连接有驱动电机，本实施例中中心转轴的一端通过联轴器与驱动电机的驱动轴传动连接。控制装置7通过控制驱动电机的转动即可实现对破碎滚筒17的驱动。

摄像装置15安装在分离箱的前端，分离箱上设置有用于固定摄像装置15的摄像支架14，方便了对摄像装置15的安装。具体而言，本实施例中摄像支架14为L型支架，摄像支架14的一端焊接固定在分离箱的顶部，摄像装置15通过螺栓固定在摄像支架14的另一端。本实施例中摄像探头为球型，这样能够增大摄像探头的视角，从而方便操作人员查看各方位的淤泥情况。

滤水隔层包括上隔板、下隔板以及夹装在上隔板和下隔板之间的滤布。具体而言，本实施例中上隔板和下隔板均为过滤板，上隔板和下隔板上均密布有许多过滤孔，上隔板焊接固定在淤泥腔1和水腔2中间，上隔板的底面上设置有多个螺纹盲孔，这些螺纹盲孔沿着上隔板的四周间隔分布。本实施例中下隔板通过螺钉固定在上隔板的下方，而过滤布夹持固定在上隔板和下隔板之间，本实施例中为了保证过滤布的固定效果，过滤布的周向也设置有通孔，安装时各螺钉分别穿过过滤布的各通孔处。本实施例中螺纹盲孔的设置避免了螺钉穿透上隔板的情况，从而保证了上隔板上侧面的平整度。

水腔2的侧壁上设置有清掏口，方便了对水腔2的清理。具体而言，本实施例中清掏口即为设置在水腔2侧壁上的一个较大开口，清掏口处还设置有密封门，在机器人清淤作业时，密封门处于密封状态。

本实施例的机器人在使用时，工作人员通过手机或笔记本向信号收发装置6发送行走指令，控制装置7在接收到行走指令后会驱动四个伺服电机转动，从而实现对履带轮4的驱动。当机器人行至淤泥处后，摄像装置15会将拍摄的淤泥情况传送至控制装置7，然后再经由信号收发装置6传送至手机或笔记本，操作人员通过看到的淤泥情况即可决定是否启动破碎装置以及第二泵送管路。

当淤泥较湿时，操作人员可以通过遥控控制装置7只启动第一泵送管路，此时铲斗结构13将淤泥铲至吸淤盘处，然后经由第一泵送管路被泵送至淤泥腔1内。当淤泥较为干硬时，操控人员可以同时开启第一泵送管路、破碎装置以及第二泵送管路，这样水腔2中的水经由第一泵送管路、喷水头19喷洒至干硬淤泥上，转动的破碎装置会将喷水的干硬淤泥破碎成小块，然后被铲斗结构13铲至吸淤盘处，然后经由第一泵送管路吸至淤泥腔1内，从而实现对干硬淤泥的收集处理。需要说明的是，当淤泥腔1中吸入一定量的淤泥后，操控人员可以启用挤压装置将对淤泥腔1中的淤泥进行挤压，从而实现淤泥中水的快速分离，分离的水会流入水腔2中，从而实现淤泥中水的回收利用。

当需要将淤泥腔1中的淤泥排出时，操作人员可以将机器人行驶至相应的位置，并打开下翻门3，然后启动挤压装置将淤泥从淤泥腔1中推出即可。

在其他实施例中：电动推杆21可以替换为千斤顶、剪叉支撑架等顶撑机构。

以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：包括底盘以及安装在底盘前侧的前悬架(18)，所述底盘的两侧安装有履带轮(4)，所述底盘上安装有分离箱，所述分离箱包括位于上方的淤泥腔(1)以及位于下方的水腔(2)，所述淤泥腔(1)和水腔(2)之间设置有滤水隔层，所述淤泥腔(1)内设置有用于挤压淤泥的挤压装置，所述前悬架(18)上从前至后依次安装有喷水头(19)、破碎装置以及吸淤盘(16)，所述吸淤盘(16)通过第一泵送管路与淤泥腔(1)连通，所述喷水头(19)通过第二泵送管路与水腔(2)连通；

还包括供电装置(5)、控制装置(7)、信号收发装置(6)以及摄像装置(15)，所述摄像装置(15)用于拍摄河涌污水管网淤泥情况，所述控制装置(7)一方面用于将摄像装置(15)拍摄的图像通过信号收发装置(6)传送至远端操作设备、另一方面用于执行远端操作设备的指令信号以控制第一泵送管路、第二泵送管路、破碎装置、履带轮(4)以及挤压装置统筹作业。

2.根据权利要求1所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述吸淤盘(16)的下方设置有铲斗结构(13)。

3.根据权利要求2所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述铲斗结构(13)的下方设置有支撑架，所述支撑架的底端安装有滚轮(12)。

4.根据权利要求1所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述淤泥腔(1)的后端安装有下翻门(3)。

5.根据权利要求4所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述淤泥腔(1)的后腔体处安装有后密封挡块。

6.根据权利要求1所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述挤压装置包括电动推杆(21)、推板(20)以及前密封挡块(22)。

7.根据权利要求1～7中任意一项所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述破碎装置为破碎滚筒(17)。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述摄像装置(15)安装在分离箱的前端，分离箱上设置有用于固定摄像装置(15)的摄像支架(14)。

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述滤水隔层包括上隔板、下隔板以及夹装在上隔板和下隔板之间的滤布。

10.根据权利要求1～7中任意一项所述的河涌污水管网清淤机器人，其特征在于：所述水腔(2)的侧壁上设置有清掏口。