一种水下清淤机器人用多功能绞龙

1.本发明涉及一种水下清淤机器人用多功能绞龙，属于清淤设备技术领域。


背景技术：

2.在化工、钢铁生产、市政环卫等场景中，存在大量需对水池、水塔、河道、管道等底部沉淀的淤泥及时进行的清淤需求，对于水池水塔和管道等有限密闭空间环境，目前主要采用抽干水由人工进行清理，效率低，作业环境差并存在一定危险性。采用机器人进行自动水下自动清淤是解决这类问题的必然趋势。其中绞龙是安装在机器人前面对淤泥进行搅动和收集聚拢、然后将淤泥供给抽污泵的一种关键部件。从现有的专利等文献资料来看，目前用于机器人和机械自动清淤的绞龙在结构和技术上还存在以下不足：
3.1、传统的清淤绞龙多采用两端轴承固定，同时叶片多为单一固定的结构，绞龙叶片与轴不方便更换(如公开号为cn115822017a)，无法满足水下淤泥存在板结、成分不同，要求采用不同功能叶片进行搅拌和收集的要求的情况。
4.2、传统的清淤绞龙将驱动动力单元安装在绞龙一端外侧(如公开号为cn115748860a)，动力单元部分没有绞龙叶片，无法将动力单元前面的淤泥进行搅拌收集，从结构上导致了清淤死区，同时未能清理的淤泥会对绞龙产生阻力，导致机器人运动不顺畅。


技术实现要素：

5.本发明针对上述背景技术所提及的技术问题，而采用以下技术方案来实现：
6.一种水下清淤机器人用多功能绞龙，包括绞龙罩、绞龙轴、滚筒结构和刀片，所述滚筒结构通过键和螺母共同安装在绞龙轴上，所述刀片安装在滚筒结构上，所述绞龙罩上通过可拆卸式连接件安装有驱动绞龙轴的驱动组件，所述驱动组件安装在绞龙轴的中间位置，且所述绞龙罩与滚筒结构同心且位于滚筒结构的外侧；
7.所述滚筒结构为清淤滚筒或破碎滚筒或毛刷滚筒，所述刀片为螺旋片状刀片或螺旋锯齿状刀片或螺旋块状毛刷；所述螺旋片状刀片键连接在清淤滚筒上，用于清理软质地淤泥；或螺旋锯齿状刀片键连接在破碎滚筒上，用于清理硬质地淤泥；或螺旋块状毛刷键连接在毛刷滚筒上，用于刷洗池底、箱底或储水罐的杂质。
8.作为优选实例，所述滚筒结构分为第一滚筒和第二滚筒，所述第一滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴的一端，所述第二滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴的另一端，且均通过驱动机构驱动绞龙轴转动，再分别带动第一滚筒或第二滚筒转动，所述第一滚筒为清淤滚筒或破碎滚筒或毛刷滚筒，第二滚筒也为清淤滚筒或破碎滚筒或毛刷滚筒，且所述第一滚筒上的螺旋片状刀片与第二滚筒上的螺旋片状刀片旋向相反，或所述第一滚筒上的螺旋锯齿状刀片与第二滚筒上的螺旋锯齿状刀片旋向相反；或所述第一滚筒上的螺旋块状毛刷与第二滚筒上的螺旋块状毛刷旋向相反。
9.作为优选实例，所述滚筒结构分为第一滚筒和第二滚筒，所述第一滚筒和第二滚
筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴上，且所述第一滚筒为清淤滚筒或破碎滚筒或毛刷滚筒，第二滚筒也为清淤滚筒或破碎滚筒或毛刷滚筒，且所述第一滚筒上的螺旋片状刀片与第二滚筒上的螺旋片状刀片旋向相反，或所述第一滚筒上的螺旋锯齿状刀片与第二滚筒上的螺旋锯齿状刀片旋向相反；或所述第一滚筒上的螺旋块状毛刷与第二滚筒上的螺旋块状毛刷旋向相反。
10.作为优选实例，所述第一滚筒的两端均通过套筒在绞龙轴分别安装有与第一滚筒相匹配的滚筒隔板，所述第二滚筒的两端也均通过套筒在绞龙轴分别安装有与第一滚筒相匹配的滚筒隔板。
11.作为优选实例，所述连接件包括支臂和固定板，所述支臂的一端固定在绞龙罩的侧壁上，所述固定板的一侧壁安装在支臂的另一端，所述驱动组件上的零件固定在固定板上。
12.作为优选实例，所述驱动组件包括电机和减速机，所述减速机的一外侧壁安装在固定板上，所述绞龙轴套接安装在减速机的输出端，所述电机的固定端安装在减速机的外壳上，并贯穿伸出绞龙罩，所述电机的输出端与减速机的电机连接口相连接，且所述减速机和电机间还安装有硅胶垫片。
13.作为优选实例，所述绞龙罩的一侧壁安装有清淤罩，所述清淤罩的一端与滚筒结构相匹配，所述清淤罩的上方安装有排淤管道，所述排淤管道的内部通道与清淤罩相连通，所述清淤罩与滚筒结构相匹配的那端上开设有通孔，所述排淤管道的另一端连通有排淤管接口，用于依次通过清淤罩、排淤管道、排淤管接口，将利用绞龙绞取的淤泥或其他杂质排出。
14.作为优选实例，所述清淤罩的的一侧形状为弧形，且与滚筒结构同心，所述清淤罩的另一侧形状为从上到下横截面积缩小的结构。
15.作为另一实施例，所述驱动组件包括液压马达，所述液压马达安装在固定板上，所述液压马达上的轴套接绞龙轴，用于通过往液压马达内输送油，来驱使液压马达上的轴转动，从而带动绞龙轴转动。
16.本发明的有益效果是：
17.(1)、本发明设计的清淤绞龙能够适应软质地淤泥、硬质地杂质或池底、箱底、储水罐的复杂场景，通过搭配不同类型的滚筒结构能够满足上述场景的需求。其中：当清理软质地淤泥时使用带有螺旋片状刀片的清淤滚筒；当清理板结淤泥或者含有金属废料、石块等的硬质地淤泥时，使用含有螺旋锯齿状刀片的破碎滚筒；当清理水箱或者池底或储水罐的少量淤泥时，使用含有螺旋块状毛刷的毛刷滚筒；
18.(2)、本装置的驱动组件设置在绞龙中部，将减速机安装在绞龙内部，电机放置在绞龙外部，减小驱动模块在绞龙内的体积，能够有效解决清淤绞龙两侧存在清淤死角的问题，能够提高清淤绞龙的清淤效率；
19.(3)、在清理淤泥时，驱动模块带动绞龙轴转动，为绞龙轴提供大扭矩，绞龙轴带动安装滚筒结构转动，两侧旋向相反的叶片能够有效带动淤泥汇聚在清淤绞龙的排淤管接口，起到淤泥收集的作用；
20.(4)、本装置上的驱动模块可采用液压或者电机驱动；
21.(5)、本装置上的驱动组件采用防水驱动组件，绞龙中滚筒、罩壳、绞龙轴、螺母、垫
片、卡簧、各种键都采用防水合金钢，搭配清淤机器人能够潜入水底进行清淤工作，适应能力强，移动灵活。
22.(6)、本装置在清淤过程中，配合收紧的清淤罩能够实现对淤泥的挤压，能够有效的将淤泥挤压至排淤管中，满足后续清淤泵的抽取，提高清淤效率。
附图说明
23.图1为本发明在实施例1时的立体结构示意图；
24.图2为本发明在实施例1时的结构示意图；
25.图3为图2中a-a向的结构示意图；
26.图4为图3中b部分的结构示意图；
27.图5为本发明中电机、减速机、卡簧、硅胶垫片、电机连接口的爆炸结构示意图；
28.图6为本发明中支臂、固定板在绞龙罩上的结构示意图；
29.图7为本发明在实施例2时螺旋锯齿状刀片在破碎滚筒上的位置示意图；
30.图8为在实施例3时螺旋块状毛刷在毛刷滚筒上的位置示意图；
31.图中：排淤管接口1、排淤管道2、下固定口3、清淤罩4、绞龙罩5、上固定口6、清淤滚筒7、电机8、减速机9、毛刷滚筒10、螺旋锯齿状刀片11、滚筒隔板12、套筒13、螺旋块状毛刷14、垫片15、滚筒键16、减速机键17、绞龙轴18、硅胶垫片19、电机连接口20、螺旋片状刀片21、卡簧22、支臂23、固定板24、破碎滚筒25。
具体实施方式
32.为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
33.实施例1
34.如图1-6所示，一种水下清淤机器人用多功能绞龙，包括绞龙罩5、绞龙轴18、滚筒结构和刀片，滚筒结构通过键和螺母共同安装在绞龙轴18上，刀片安装在滚筒结构上，绞龙罩5上通过可拆卸式连接件安装有驱动绞龙轴18的驱动组件，驱动组件安装在绞龙轴18的中间位置，且绞龙罩5与滚筒结构同心且位于滚筒结构的外侧；
35.滚筒结构为清淤滚筒7，刀片为螺旋片状刀片21；螺旋片状刀片21键连接在清淤滚筒7上，用于清理软质地淤泥。
36.需要说明的是，螺旋片状刀片21在清淤滚筒7上的螺距是130mm，螺旋片状刀片21为5mm厚的高硬度合金钢。
37.还需要说明的是，通过螺母将滚筒结构安装在绞龙轴上，目的是防止滚筒结构在工作过程中出现松动，另外在螺母与套筒件13安装垫片15，用于防止污水渗入绞龙轴18与套筒13之间，导致绞龙轴18和套筒13被锈蚀。
38.滚筒结构分为第一滚筒和第二滚筒，第一滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的一端，第二滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的另一端，且均通过驱动机构驱动绞龙轴18转动，再分别带动第一滚筒或第二滚筒转动，且第一滚筒为清淤滚筒7，第二滚筒也为清淤滚筒7，且第一滚筒上的螺旋片状刀片与第二滚筒上的螺旋片状刀片旋向相反，用于保证淤泥向中间汇集。
39.第一滚筒的两端均通过套筒13在绞龙轴18分别安装有与第一滚筒相匹配的滚筒隔板12，第二滚筒的两端也均通过套筒13在绞龙轴18分别安装有与第一滚筒相匹配的滚筒隔板12。
40.需要说明的是，所述滚筒隔板12与套筒13之间相焊接，套筒13的中间开槽，槽上通过滚筒键16与绞龙轴18相连接。
41.连接件包括支臂23和固定板24，支臂23的一端固定在绞龙罩5的侧壁上，固定板24的一侧壁安装在支臂23的另一端，驱动组件上的零件固定在固定板24上。
42.驱动组件包括电机8和减速机9，减速机9的一外侧壁安装在固定板24上，绞龙轴18通过减速机键17套接安装在减速机9的输出端，电机8的固定端安装在减速机9的外壳上，并贯穿伸出绞龙罩5，电机8的输出端与减速机9的电机连接口20相连接，且减速机9和电机8间还安装有硅胶垫片19，通过硅胶垫片19，可防止本装置在水下清淤时，污水渗入减速机9中。
43.需要说明的是，减速机9的输出端与绞龙轴18之间还设有卡簧22，用于防止减速机9在运转过程中左右攒动。
44.绞龙罩5的一侧壁通过螺丝有清淤罩4，清淤罩4的一端与滚筒结构相匹配，清淤罩4的上方安装有排淤管道2，排淤管道2的内部通道与清淤罩4相连通，清淤罩4与滚筒结构相匹配的那端上开设有通孔，排淤管道2的另一端连通有排淤管接口1，用于依次通过清淤罩4、排淤管道2、排淤管接口1，将利用绞龙绞取的淤泥或其他杂质排出。
45.清淤罩4的的一侧形状为弧形，且与滚筒结构同心，清淤罩4的另一侧形状为从上到下横截面积缩小的结构。
46.绞龙罩5上分别安装有上固定口6和下固定口3，用于通过上固定口6和下固定口3，本装置与清淤机器人相连接，实现对整个装置的固定以及角度调整。
47.工作原理如下：
48.首先启动电机8，电机8的输出端开始转动，从而带动减速机9上输出端的转动，从而带动绞龙轴18的转动，继而带动清淤滚筒7的转动，清淤滚筒7在转动的同时，带动螺旋片状刀片21的转动，由于设置在第一滚筒和第二滚筒上的螺旋片状刀片21旋向相反，为此在，在螺旋片状刀片21转动的同时，可将软质地的淤泥通过螺旋片状刀片21输送，再经绞龙罩5、通孔、清淤罩4、排淤管道2、排淤管接口1而排出(此处说明的是，为了工作实际，需在排淤管接口1处安装排淤管道而排出)。
49.实施例2
50.本实施例与实施例1基本相同，区别在于：滚筒结构为破碎滚筒25，刀片为螺旋锯齿状刀片11；螺旋锯齿状刀片11键连接在破碎滚筒25上(如图7所示)，用于清理硬质地杂质。
51.需要说明的是，螺旋锯齿状刀片11在破碎滚筒25上的螺距是130mm，螺旋锯齿状刀片11为5mm厚的高硬度合金钢。
52.滚筒结构分为第一滚筒和第二滚筒，第一滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的一端，第二滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的另一端，且均通过驱动机构驱动绞龙轴18转动，再分别带动第一滚筒或第二滚筒转动，且第一滚筒为破碎滚筒25，第二滚筒也为破碎滚筒25，且第一滚筒上的螺旋锯齿状刀片11与第二滚筒上的螺旋锯齿状刀片11旋向相反。
53.此处工作原理基本与实施例1相同，区别在于，使用的第一滚筒为针对硬质杂质的破碎滚筒25，使用的刀片为破碎硬质地杂质的螺旋锯齿状刀片11。
54.实施例3
55.本实施例与实施例1基本相同，区别在于：滚筒结构为毛刷滚筒10，刀片为螺旋块状毛刷14；螺旋块状毛刷14键连接在毛刷滚筒10上(如图8所示)，用于刷洗池底、箱底或储水罐的杂质。
56.需要说明的是，螺旋块状毛刷14在毛刷滚筒10上的螺距是130mm。
57.滚筒结构分为第一滚筒和第二滚筒，第一滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的一端，第二滚筒均通过螺母和键共同连接在绞龙轴18的另一端，且均通过驱动机构驱动绞龙轴18转动，再分别带动第一滚筒或第二滚筒转动，且第一滚筒为毛刷滚筒10，第二滚筒也为毛刷滚筒10，且第一滚筒上的螺旋块状毛刷14与第二滚筒上的螺旋块状毛刷14旋向相反。
58.此处工作原理基本与实施例1相同，区别在于，使用的第一滚筒为针对刷洗池底、箱底或储水罐的杂质的毛刷滚筒10，使用的刀片为针对刷洗池底、箱底或储水罐的杂质的螺旋块状毛刷14。
59.实施例4
60.本实施例与实施例1或2或3基本相同，区别在于，本实施例中的驱动组件换成液压驱动，具体为：驱动组件包括液压马达，所述液压马达安装在固定板24上，液压马达上的轴套接绞龙轴18，用于通过往液压马达内输送油，来驱使液压马达上的轴转动，从而带动绞龙轴转动。
61.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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，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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。