一种快速切换任意射流方向的清洗喷头装置

1.本实用新型涉及清洗装备领域，特别涉及一种快速切换任意射流方向的清洗喷头装置。


背景技术：

2.畜禽养殖场的规模化程度越来越高，生物安全的要求日益严格，有效且快速的清洗作业是有效保证畜禽养殖场生物安全的基础。
3.现有养殖场通常采用人工手持清洗枪具作业，人工可灵活调节水射流方向，但费时费力，且难以长期保证作业效果，而现有的自动化清洗设备的喷头装置多为固定式或简单旋转式，其水射流方向不易快速精准控制，水射流的打击面受限较大，无法有效且快速地清洗畜禽舍，从而留下严重的生物安全隐患，同时还浪费了宝贵的水资源，给后续水处理系统增加负担。虽然也出现了少数利用多轴工业机器人快速精准调节水射流方向的案例，但其实现的成本极昂贵，无法普及应用，未受到产业的青睐。
4.目前，尚未出现能快速和精准地控制水射流方向的清洗喷头装置，因此，亟需一种新型装置解决上述问题，以保障畜禽养殖场的生物安全。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供的一种快速切换任意射流方向的清洗喷头装置，通过设置旋转接头实现了第一旋转单元和第二旋转单元转动连接，同时，流体在旋转接头与转轴之间流动最终通过喷嘴喷出，从而实现了快速和精准地控制水射流方向。
6.为了实现上述技术目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种快速切换任意射流方向的清洗喷头装置，包括第一旋转单元、第二旋转单元、第一旋转接头、第二旋转接头、喷嘴本体，所述第一旋转接头、第二旋转接头、喷嘴本体的内部通路实现转动连接，所述喷嘴本体在两个旋转单元的配合下，可实现任意射流方向的快速切换，喷嘴本体安装在第一旋转单元上，喷嘴本体可在第一旋转单元驱动下旋转，所述第一旋转单元与第二旋转单元转动连接，第一旋转单元可在第二旋转单元驱动下旋转，所述第一旋转接头与第二旋转接头分别安装在第一旋转单元和第二旋转单元内部，所述第一旋转接头两端分别通路连接喷嘴本体和第二旋转单元，所述第二旋转接头一端与第一旋转单元通路连接，另一端位于第二旋转单元外部。
8.进一步的，所述第一旋转接头和第二旋转接头是单向旋转接头，接头本身可自由旋转，一端为外螺纹，另一端为内螺纹，旋转接头内部为l型空心通道。
9.进一步的，所述第一旋转单元包括第一壳体、第一动力元件、第一原动件、第一从动件、第一转轴、第一角度检测传感器、喷嘴安装座、第一轴承、第一轴承座、轴套、定位块、第一动力元件安装座、第一卡簧，所述第一转轴内部为沿轴线的光孔，外部为阶梯轴，一轴端设有外螺纹以连接喷嘴安装座，另一轴端设有内螺纹以连接第一旋转接头，第一转轴上还设有第一轴承安装位、第一从动件安装位、第一扳手工作位、第一卡簧槽，所述第一壳体
包括正面壳体、上板、过线孔侧板、易拆侧板，所述正面壳体上设有第一角度检测传感器安装孔，所述定位块分别与正面壳体和上板固定连接，所述第一动力元件安装座、第一轴承座固定安装正面壳体上，所述轴套固定安装在上板上，所述第一动力元件固定安装在第一动力元件安装座上，所述第一轴承固定安装在第一轴承座内，所述第一原动件安装在第一动力元件上，所述第一从动件安装在第一转轴的第一从动件安装位上，所述第一卡簧安装在第一卡簧槽内，通过和轴肩配合限制第一从动件轴向位移。
10.进一步的，所述喷嘴安装座为带有切面的圆柱体，切面和底面分别设有内螺纹孔，圆柱体内部形成l型空心通道，所述喷嘴安装座底面内螺纹与第一转轴外螺纹固定连接，所述喷嘴本体进口端设有外螺纹，与喷嘴安装座切面的内螺纹固定连接。
11.进一步的，所述第二旋转单元包括第二壳体、第二动力元件、第二原动件、第二从动件、第二转轴、胀紧套、第二角度检测传感器、第二轴承、第二轴承座、第二动力元件安装座、钢管、第二卡簧，所述第二转轴内部为沿轴线的光孔，外部为阶梯轴，一轴端设有外螺纹以连接第一旋转接头，另一轴端设有内螺纹以连接第二旋转接头，第二转轴上还设有第二轴承安装位、第二从动件安装位、胀紧套安装位、第二扳手工作位、第二卡簧槽，所述第二壳体包括上壳体、下壳体、过线孔侧壳体、易拆侧壳体，所述下壳体上设有第二角度检测传感器安装孔，所述钢管安装在上壳体与下壳体之间，通过拧紧穿过钢管的螺栓螺母加强第二壳体的紧固，所述第二动力元件安装座、第二轴承座固定安装在下壳体上，所述第二动力元件固定安装在第二动力元件安装座上，所述第二轴承固定安装在第二轴承座内，所述第二原动件安装在第二动力元件上，所述第二从动件安装在第二转轴的第二从动件安装位上，所述第二卡簧安装在第二卡簧槽内，通过和轴肩配合限制第二从动件轴向位移。
12.进一步的，所述胀紧套的内表面安装在第二转轴的胀紧套安装位上，外表面安装在轴套内，通过拧紧胀紧套上的螺栓增大轴套与胀紧套、胀紧套和第二转轴之间的摩擦力，以实现第二转轴与第一壳体转动连接。
13.进一步的，所述第一角度检测传感器和第二角度检测传感器均包括感应磁块和传感器本体，所述感应磁块分别固定安装在第一原动件和第二原动件上，且感应磁块中心线分别与第一原动件和第二原动件的转动中心线重合，所述传感器本体分别固定安装在第一角度检测传感器安装孔和第二角度检测传感器安装孔内，且传感器本体的中心线与对应的感应磁块中心线重合，传感器本体和对应的感应磁块两近端面相互靠近不接触。
14.进一步的，所述连接法兰安装在上壳体上，设有连接孔，且连接孔位于在第二旋转接头上方，以实现清洗喷头装置固定连接在外部设备上。
15.进一步的，所述喷嘴本体的最佳射流靶距可调节。
16.进一步的，所述喷嘴本体可快速拆换。
17.本实用新型的有益效果：
18.1.本实用新型通过第一旋转接头和第二旋转接头实现了第一旋转单元和第二旋转单元内部通路的转动连接；喷嘴本体在两个旋转单元的配合下，实现了任意射流方向的快速精准切换，使得清洗覆盖面更广；通过角度检测传感器间接监测动力元件的转动，从而实现了精确反馈和记录喷嘴本体转动参数，以进一步分析、决策和优化射流方向控制的精准度；通过胀紧套的特殊巧妙设置，实现了第一旋转单元和第二旋转单元的无键转动连接，以便于安装、拆卸和更换，还具备了防水功能，有效增加了该装置的使用寿命。
19.2.本实用新型中流体经第二旋转接头内流入经第二转轴流入到第一旋转接头后进入第一转轴后从喷嘴安装座上的喷嘴内喷洒出，第二转轴在胀紧套的作用下使得第一壳体与第二转轴类刚性连接，从而第二转轴转动时带动第一壳体同速转动。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体装置主视图；
21.图2为本实用新型的整体装置内部结构图；
22.图3为本实用新型的第一旋转单元及喷嘴主体主视图；
23.图4为本实用新型的第一旋转单元内部结构图；
24.图5为本实用新型的第一旋转单元通路结构图；
25.图6为本实用新型的第二旋转单元主视图；
26.图7为本实用新型的第二旋转单元内部结构图；
27.图8为本实用新型的第二旋转单元通路结构图；
28.图9为本实用新型的整体装置通路结构图；
29.图10为本实用新型的角度检测传感器示意图；
30.图11为本实用新型的任意射流方向a图；
31.图12为本实用新型的任意射流方向b图；
32.图13为本实用新型的任意射流方向c图。
33.附图标记如下：
34.1-第一旋转单元；2-第二旋转单元；3-第二旋转接头；4-喷嘴本体；5-第一旋转接头；6-第一壳体；7-上板；8-轴套；9-过线孔侧板；10-第一动力元件；11-第一转轴；12-正面壳体；13-易拆侧板；14-第一从动件；15-第一卡簧；16-第一轴承座；17-第一轴承；18-喷嘴安装座；19-第一动力元件安装座；20-第一角度传感器；21-第一原动件；22-定位块；23-第二壳体；24-连接法兰；25-上壳体；26-过线孔侧壳体；27-第二动力元件；28-第二动力元件安装座；29-第二原动件；30-第二角度检测传感器；31-胀紧套；32-第二转轴；33-下壳体；34-第二轴承座；35-第二轴承；36-第二从动件；37-第二卡簧；38-钢管；39-易拆侧壳体；40-感应磁块；41-传感器本体；42-水射流；43-冲洗目标；111-第一卡簧槽；112-第一扳手工作位；113-第一从动件安装位；114-第一轴承安装位；321-第二卡簧槽；322-第二从动件安装位；323-第二轴承安装位；324-胀紧套安装位；325-第二扳手工作位。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.结合附图1、图2所示，本实用新型提出的一种快速切换任意射流方向的清洗喷头装置，包括第一旋转单元1、第二旋转单元2、第一旋转接头5、第二旋转接头3、喷嘴本体4，第一旋转接头5和第二旋转接头3是单向旋转接头，接头本身可自由旋转，一端为外螺纹，另一端为内螺纹，外螺纹端可自由旋转，旋转接头内部为l型空心通道，喷嘴本体4在两个旋转单元的配合下，可实现任意射流方向的快速切换。
39.结合图3、图4、图5所示，第一旋转单元包括第一壳体6、第一动力元件10、第一原动件21、第一从动件14、第一转轴11、第一角度检测传感器20、喷嘴安装座18、第一轴承17、第一轴承座16、轴套8、定位块22、第一动力元件安装座19、第一卡簧15，所述第一壳体包括正面壳体12、上板7、过线孔侧板9、易拆侧板13；第一转轴11内部为沿轴线的光孔，外部为阶梯轴，一轴端设有外螺纹以连接喷嘴安装座18，另一轴端设有内螺纹以连接第一旋转接头5的外螺纹端，第一转轴11上还设有第一轴承安装位114、第一从动件安装位113、第一扳手工作位112、第一卡簧槽111；正面壳体12上设有第一角度检测传感器安装孔，且孔中心线与第一原动件21的转动中心重合；定位块22分别与正面壳体12和上板7固定连接，第一动力元件安装座19、第一轴承座16固定安装正面壳体12上，轴套8固定安装在上板7上；第一动力元件10固定安装在第一动力元件安装座19上；第一轴承17固定安装在第一轴承座16内，且内孔安装在第一轴承安装位114上；第一原动件21安装在第一动力元件10上，第一从动件14安装在第一转轴11的第一从动件安装位113上，通过键连接带动第一转轴11旋转，第一原动件21和第一从动件14正常啮合且端面齐平，第一卡簧15安装在第一卡簧槽(111)内，通过和轴肩配合限制第一从动件轴向位移，实现了喷嘴本体4在第一旋转单元1驱动下旋转。
40.结合图6、图7、图8所示，第二旋转单元2包括第二壳体23、第二动力元件27、第二原动件29、第二从动件36、第二转轴32、胀紧套31、第二角度检测传感器30、第二轴承35、第二轴承座34、第二动力元件安装座28、钢管38、第二卡簧37、连接法兰24；第二转轴32内部为沿轴线的光孔，外部为阶梯轴，一轴端设有外螺纹以连接第一旋转接头5的内螺纹端，另一轴端设有内螺纹以连接第二旋转接头3的外螺纹端，第二转轴32上还设有第二轴承安装位323、第二从动件安装位322、胀紧套安装位324、第二扳手工作位325、第二卡簧槽321；第二壳体23包括上壳体25、下壳体33、过线孔侧壳体26、易拆侧壳体39，下壳体33上设有第二角度检测传感器安装孔，且孔中心线与第二原动件29的转动中心线重合；钢管38安装在上壳体25与下壳体33之间，通过拧紧穿过钢管38的螺栓螺母加强第二壳体23的紧固；第二动力元件安装座28、第二轴承座34固定安装在下壳体33上，第二动力元件27固定安装在第二动力元件安装座28上；第二轴承35固定安装在第二轴承座34内，且内孔安装在第一轴承安装位114上；第二原动件29安装在第二动力元件27上，第二从动件36安装在第二转轴32的第二从动件安装位322上，通过键连接带动第二转轴32旋转，第二卡簧37安装在第二卡簧槽321内，通过和轴肩配合限制第二从动件36轴向位移。
41.如图5所示，喷嘴安装座18为带有切面的圆柱体，切面和底面分别设有内螺纹孔，喷嘴安装座18底面内螺纹与第一转轴11外螺纹固定连接，喷嘴本体4进口端设有外螺纹，与喷嘴安装座18切面的内螺纹固定连接，圆柱体内部形成l型空心通道，从而实现喷嘴本体4快速拆换。
42.如图2所示，胀紧套31的内表面安装在第二转轴32的胀紧套安装位324上，外表面安装在轴套8内，通过拧紧胀紧套31上的螺栓增大轴套8与胀紧套31、胀紧套31和第二转轴32之间的摩擦力，以实现第二转轴32与第一壳体6固定转动连接。
43.如图10所示，第一角度检测传感器20和第二角度检测传感器30均包括感应磁块40和传感器本体41，感应磁块40分别固定安装在第一原动件21和第二原动件29上，且感应磁块40中心线分别与第一原动件21和第二原动件29的转动中心线重合，传感器本体41分别固定安装在第一角度检测传感器安装孔和第二角度检测传感器安装孔内，传感器本体41和对应的感应磁块40两近端面相互靠近不接触，传感器本体41可精确检测并记录感应磁块40转动参数。
44.具体地，连接法兰24安装在上壳体25上，设有连接孔，且连接孔位于在第二旋转接头3上方，以实现清洗喷头装置固定连接在外部设备上。
45.具体地，所述喷嘴本体4的最佳射流靶距可调节。
46.结合图9、图10、图11、图12所示，清洗喷头装置的工作原理如下：
47.本实用新型清洗喷头装置在使用中，可通过第二旋转接头3上端接口连接外界压力水管，高压水流依次通过第二旋转接头3、第二转轴32、第一旋转接头5、第一转轴11、喷嘴安装座18，最后经喷嘴本体4射出；喷嘴本体4安装在第一旋转单元1上，喷嘴本体4可在第一旋转单元1驱动下旋转，第一旋转单元1与第二旋转单元2转动连接，第一旋转单元1可在第二旋转单元2驱动下旋转，通过第一旋转接头5和第二旋转接头3实现了第一旋转单元1和第二旋转单元2内部通路的转动连接，喷嘴本体4在两个旋转单元的配合下，实现了任意射流方向的快速切换；该装置设有第一角度检测传感器20和第二角度检测传感器30，当系统控制第一动力元件10转过角度α，第一角度检测传感器20将实时地精确检测并记录第一动力元件10转动参数，包括检测时间t、检测角度β、检测角速度γ，进一步分析检测的转动参数与系统控制预设值的差异，从而优化控制并控制误差范围，提高该装置射流方向的精准度；该装置设有胀紧套31，通过拧紧胀紧套31上螺栓，使得胀紧套31同时向内和向外膨胀，从而增大胀紧套31和轴套8、第二转轴32之间的摩擦力，实现第一旋转单元1和第二旋转单元2的无键转动连接，胀紧套31便于安装、拆卸和更换，还具备防水功能，有效增加了该装置的使用寿命。
48.上述具体实施例仅仅是本实用新型的一种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。