一种水闸工程用滑触线自动清扫装置的制作方法

本技术涉及水闸工程，具体涉及一种水闸工程用滑触线自动清扫装置。

背景技术：

1、在水闸工程中，滑触线作为启闭机、卷扬机等关键动力设备的移动供电核心载体，其导电性能直接决定水闸启闭、水位调控等作业的稳定性与可靠性。由于水闸工程多处于户外露天环境，滑触线长期暴露在潮湿、多尘、蚊虫密集的场景中，易堆积蜘蛛网、灰尘等轻微杂物，这些杂物会增大滑触线与设备电刷的接触电阻，引发局部过热、供电不稳等问题，严重时可能导致设备停机，因此需定期对滑触线进行清扫作业，其核心需求是通过机械清扫方式清除表面杂物，保障供电回路的通畅性。

2、如中国专利公开了h型单极组合式滑触线自动清扫装置，cn213484154u，包括清扫刷和安装组件，清扫刷包括条形刷、固定板和两个绝缘板，两个绝缘板夹在固定板的两侧且两个绝缘板凸出固定板的一端形成夹槽，条形刷插入夹槽内并与固定板固定，安装组件包括集电器靴盒和两个卡具，清扫刷插设在集电器靴盒内且条形刷凸出，两个卡具夹在集电器靴盒两侧，卡具一端与集电器靴盒连接，另一端具有安装部。本实用新型利用废旧集电器及集电器支架来安装清扫刷，实现了起重机大车行走时同步自动清理h型单极组合式滑触线槽内的脏污、异物及氧化层，以保证起重机运行时集电器与滑触线有良好的接触，对滑触线槽的清洁效果高效，降低了人工清扫工作量。

3、上述方案具有如上优势，但劣势在于，缺乏独立性，需依赖起重机大车行走同步清扫，无法单独启动作业，无独立供电系统，未配置自带电源及风能太阳能补能结构，完全依赖起重机运行，清扫适应性弱，清扫刷为固定结构，无多节连接杆的自适应调节功能，难以全方位贴合滑触线，且无远程操控设计，操作便捷性低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水闸工程用滑触线自动清扫装置，包括：机架，所述机架的外壁对称开设有滑轨，所述机架的滑轨内壁滑动连接有活动板，所述机架远离活动板的一端外壁固定连接有固位板；所述活动板和固位板的内壁通过螺母固定连接有弹簧连杆，所述固位板的内壁对称转动连接有驱动轮，所述驱动轮呈阶梯状，且外圈开设有轮齿，所述驱动轮的轮齿外壁啮合连接有动力齿轮，所述活动板的内壁对称转动连接有行走轮，所述活动板的外壁固定连接有方钢管，所述方钢管的内壁对称固定连接有红外光电测距仪，所述方钢管的外壁转动连接有多节连接杆，所述多节连接杆的一端外壁转动连接有绝缘毛刷，所述机架的底端外壁设有控制装置，所述固位板的侧壁固定连接有支撑杆，所述支撑杆的一端外壁固定连接有磁吸接头，所述磁吸接头的一端外壁卡接有磁吸底座，所述磁吸底座的外壁固定连接有保护箱，所述绝缘毛刷的外壁滑动连接有滑触线线体，使用时，装置初始状态下，整体停靠于水闸滑触线线体作业区域的终点位置，此时固位板侧壁通过支撑杆固定的磁吸接头，与磁吸底座实现精准吸附卡接，而磁吸底座进一步与外部太阳能板，风机保持电性连接，形成完整的充电回路，控制装置中的蓄电池通过该回路持续补充电能，为后续清扫作业储备充足动力；同时，电量显示器实时采集蓄电池的电压、电量数据，并将监测信号转化为电信号传输至总控制器，工作人员可通过远程终端直观掌握电量状态，避免因电量不足影响作业，从结构平衡与防护来看，控制箱固定于机架底端外壁，其自身重量与装置上部的方钢管、多节连接杆等部件形成重力平衡，有效防止装置在待机或作业时沿工字钢发生倾斜，保护箱采用防水防尘材质，内部形成密闭空间，将磁吸底座及连接处的导线、端子完全包裹，隔绝水闸现场的水汽、粉尘及腐蚀性气体，保障充电回路部件的长期稳定运行。

2、优选的，所述控制装置包括控制箱，所述控制箱的内壁固定连接有蓄电池、电量显示器、遥控开关、总控制器、继电器和逆变器，所述控制箱的外壁与机架底端外壁固定安装，借助控制箱自身重量与装置整体结构形成平衡状态，所述遥控开关支持遥控器或手机远程操控，且远程操控指令触发时，蓄电池与磁吸充电回路自动断开，装置响应行走指令，当工作人员通过遥控器或手机app发起清扫指令时，装置进入远程启动流程，遥控开关内置lora低功耗广域网模块，适配水闸工程复杂的户外信号环境，采用modbus-rtu远程控制协议，该协议具备抗干扰能力强、数据传输稳定的优势，可有效避免现场电机、变频器等设备的电磁干扰，首先接收遥控器或手机app发送的无线指令；随后，遥控开关将无线指令转化为标准的ttl电平信号，通过屏蔽信号线传输至总控制器的指令接收端口，总控制器接收到启动信号后，立即进行逻辑判断：一方面向逆变器发送启动指令，逆变器将蓄电池输出的直流电转换为交流电，为总控制器、外部驱动机构及继电器提供适配电源，另一方面向继电器发送切换指令，继电器的常闭触点断开，切断蓄电池与磁吸充电回路的连接，同时常开触点闭合，接通驱动机构的动力回路，完成待机充电的状态切换。

3、优选的，所述红外光电测距仪通过连接线与控制箱内的总控制器电性连接，构成限位控制回路，所述蓄电池、电量显示器、遥控开关、总控制器、继电器和逆变器相互电性连接，回路切换完成后，总控制器向外部驱动电机发送运转指令，驱动电机带动动力齿轮转动，由于驱动轮外圈开设的轮齿与动力齿轮啮合，动力齿轮的转矩通过齿面啮合传递至驱动轮，使驱动轮沿滑触线线体旁边的工字钢外壁滚动，同时，活动板内壁对称安装的行走轮与驱动轮呈对称分布，随驱动轮同步沿工字钢外壁滚动，二者配合形成四点支撑结构，确保装置沿工字钢轨道平稳移动，移动速度可通过总控制器调节，适配不同长度滑触线线体的清洁需求，在清洁过程中，活动板与固位板之间的弹簧连杆发挥关键作用，弹簧连杆内置压缩弹簧，始终保持弹性张紧状态，当滑触线线体旁的工字钢规格存在差异时，调节靠近活动板端的螺母，进行压缩或者弹簧连杆，可收缩或者扩大活动板与固位板之间的间距，确保驱动轮、行走轮始终与工字钢外壁紧密贴合，避免打滑，同时，方钢管外壁通过轴承转动连接的多节连接杆采用可折叠式结构，其端部的绝缘毛刷通过多节连接杆的万向转动特性，自适应调整与滑触线线体表面的接触角度，随着装置沿工字钢的移动，刷毛清除滑触线线体内部的氧化层、粉尘及杂物。

4、优选的，所述多节连接杆采用可折叠式结构，且刷毛长度与滑触线线体的清洁需求适配，为避免装置在行走过程中碰撞工字钢端部或现场杂物，装置配备基于红外光电测距仪的限位保护系统，方钢管内壁对称固定的红外光电测距仪，分别朝向装置行进方向的前方与后方，通过发射调制红外光、接收反射光的方式实时监测路径环境，当装置行进前方出现障碍物，如工字钢端部的限位块、掉落的工具等，红外光电测距仪检测到反射光的距离信号小于预设阈值时，立即将距离信号转化为数字信号，通过总线传输至总控制器的限位信号端口，总控制器接收到障碍物信号后，触发紧急保护逻辑，首先向驱动机构发送停机指令，切断驱动电机的电源，驱动轮与行走轮停止转动，其次控制继电器复位，断开驱动动力回路，防止误操作导致装置再次启动，最后通过遥控开关向远程终端发送障碍物报警信号，提示工作人员处理，此时装置保持当前位置静止，等待工作人员通过远程终端发送后续指令，待指令确认后，总控制器解除保护状态，重新接通动力回路，装置继续执行作业。

5、优选的，所述行走轮与驱动轮呈对称分布，所述动力齿轮与外部驱动机构传动连接，所述保护箱采用防水防尘材质，其内部形成密闭空间，用于对磁吸底座及连接处结构进行防护，当清扫作业完成，或电量显示器监测到蓄电池剩余电量不足时，总控制器自动触发复位流程，或由工作人员通过远程终端发送复位指令，总控制器向驱动机构发送反向运转指令，驱动电机带动动力齿轮逆时针转动，驱动轮与行走轮反向滚动，装置沿工字钢原路回溯；回溯过程中，红外光电测距仪持续监测路径，确保装置沿原轨道平稳返回，避免偏离，当装置回到初始待机位置时，固位板侧的磁吸接头在重力与磁吸引力的双重作用下，与磁吸底座自动对齐并吸附卡接，随后，总控制器向继电器发送复位指令，继电器的常闭触点闭合，重新接通蓄电池与磁吸充电回路，蓄电池再次开始充电，同时，总控制器向远程终端发送复位完成，开始充电的反馈信号，工作人员可确认装置已回到安全待机状态，至此，装置完成清扫复位充电的完整闭环，等待下一次清扫指令。

6、本实用新型的有益效果如下：

7、1.本实用新型通过设置全机械化运行结构、平衡轮及两端红外线限位控制器，减少人力操作环节，平衡轮保障机器沿工字钢平稳运行且防脱离轨道，红外线限位控制器实现清扫终点自动停止，有利于规避人工操作风险与机器运行事故，有助于提升作业安全系数，改善安全隐患突出的缺陷。

8、2.本实用新型通过设置锂电池，搭配风能、太阳能供电及终点磁吸自动充电结构，针对蜘蛛网、灰尘等轻微垃圾的清扫需求，脱离滑触线电源独立运行，有利于降低耗电量，同时借助modbus-rtu协议实现遥控器或手机app远程操控，无需人工现场介入，改善现有清扫方式操作不便的问题。