一种清淤机器人及其使用方法与流程

本发明涉及的是智能机械设备领域，更具体地说是一种清淤机器人及其使用方法。

背景技术：

涵洞是指在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通，设于路基下修筑于路面以下的排水孔道(过水通道)，通过这种结构可以让水从公路的下面流过。阴沟是把排水沟上面盖上盖子，这样的排水沟就叫阴沟。通常指至地表面距离较小的排水沟。涵洞、阴沟、明渠在使用过程中，会混入塑料袋、布料、树枝、毛发等杂物，并伴随着泥沙沉降，导致排水通道的堵塞，堵塞后不能发挥正常功能，涵洞和阴沟内的水流无法正常排出，会造成公路的损坏，明渠的水位过高溢出渠道，影响人们正常出行和生活。公路涵洞、阴沟和小型明渠等过水通道，在堵塞的情况下大型设备是无法进行疏通操作，清理比较困难，常常采用人工加简易设备的方式进行清理，消耗大量人力，且存在一定的危险性。

现有的吸淤车进行涵洞、阴沟、明渠清淤作业时，沙子容易沉积，无法抽吸干净，而且需要人工拿着吸淤口进行作业，在进行清淤时将存在很大的风险隐患而且清理效果不理想。

技术实现要素：

本发明公开的是一种清淤机器人及其使用方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，提供一种智能化的清淤机器人，它不仅可以代替人工进行清淤作业，将涵洞、阴沟、明渠内的淤塞物运送出来，而且可以实现智能化自动操作，其工作效率更高，操作更方便。

本发明采用的技术方案如下：

一种清淤机器人，包括车体、一用于淤积物破碎及收集的工作装置和一用于活动调整所述工作装置工作安装位置的提升机构，所述提升机构装设在所述车体的前端处，所述工作装置配合可活动装设在所述提升机构上；所述车体的前端侧壁上设有一进泥口，该车体的后端侧壁上设有一输送管，该车体内部设有一贯穿输送管，该贯穿输送管的前端与所述进泥口相连通，该贯穿输送管的后端与所述输送管相连通，该进泥口的前端与所述工作装置相连通设置，所述输送管与一用于吸起及输送淤积物的吸污泵相连接；所述车体的左、右两侧壁以及所述工作装置的左、右两侧壁上分别装设有若干组对称设置的导轮，该导轮用于避免车体与其内壁发生直接碰撞或卡死，所述车体的侧壁上还设有若干个用于监测车体与涵洞距离的传感器，该车体的顶部设有一可360度全景摄像的摄像头，车体的尾部设有一用于对工作环境进行探测和三维建模的激光雷达。

更进一步，所述工作装置包括一工作斗，该工作斗内装设有一旋转轴及其配合的驱动电机，该旋转轴上固定装设有两组旋转方向相反的旋转叶片体，该两组旋转叶片体对称装设在所述旋转轴的左、右两侧，该旋转叶片体用于破碎、打散淤积物及将淤积化导向输送到该工作斗的中底部；所述工作斗的左、右两外侧壁上沿分别斜向上延伸，形成一斜面划割板，所述工作斗的上侧壁的中部上端固定架设有一工作摄像头，该工作摄像头用于监测该工作装置的工作状态和前端淤积物的状态，该工作斗上侧壁的左、右两侧对称装设有一挡物板体；所述工作斗的底部呈漏斗状，该漏斗状的工作斗底部设有一出泥口，该出泥口与所述车体前端侧壁上的进泥口相配合连通设置，该工作斗底部的左、右两侧装设有一与所述提升机构相配合安装的安装轴。

更进一步，所述斜面划割板上设有锯齿。

更进一步，所述安装轴上还配合套设有减震弹簧体。

更进一步，所述每组旋转叶片体由两个旋转叶片组成。

更进一步，所述车体的底部设有行走机构，该行走机构包括驱动车轮和从动车轮，该驱动车轮有两组，分别对称装设在所述车体底部的前、后位置，该从动车轮有一组，装设在所述两驱动车轮的中间位置。

更进一步，所述从动车轮的底部高于所述驱动车轮的底部。

一种清淤机器人的使用方法，所述清淤机器人的使用方法包括以下具体步骤：

步骤一：将所述清淤机器人驶入需要清理的涵洞、阴沟或明渠中，该车体顶部的全景摄像头以及车体尾部的激光雷达采集工作环境信息，并进行三维创模，然后所述提升机构根据控制系统的控制信息活动调整所述工作装置的高度位置，使之适应清理的工作环境；

步骤二：启动旋转轴的驱动电机，旋转轴上的旋转叶片体开始破碎、打散机器人前方的淤积物，同时，由于两组旋转叶体的旋转方向相反，且都是向中部导入旋转，使得破碎、打散的淤积物可以同时向该工作斗的中底部进行导入输送，这时通过贯穿式输送结构的出泥口、进泥口、贯穿输送管、输送管以及吸污泵的输送，直接将导入的淤积物输出清除；

步骤三：根据全景摄像头、激光雷达以及传感器的时时位置信息监控，驾驶该清淤机器人继续前行工作，保证淤积物清除完全。

更进一步，所述车体包括一上部敞空的框架车架，所述框架车架前侧壁上开设有进泥口，所述框架车架后侧壁下部开设有输送管，后侧壁上部固定装设有一对称设置的吊耳以及一用于固定装设激光雷达的安装架；所述框架车架的左、右两侧壁的底部分别对称开设有两驱动车轮安装座和一从动车轮安装座，该左、右两侧壁中部分别开设有一链条托轮安装座，该链条托轮安装座用于安装链条张紧轮，该左、右两侧壁前上部分别装设有用于安装清淤机器人提升机构的提升机构安装座。

更进一步，所述框架车架的左、右两侧壁的后上部分别开设有拖耳。

更进一步，所述框架车架的左、右两侧壁上还开设有若干个用于安装传感器的传感器安装孔。

更进一步，所述车体内装设有一内部安装结构，该内部安装结构包括上安装板、下安装板以及若干个配合架设在该上安装板与下安装板之间的支柱，所述上安装板的前部左侧装设有一减速器安装座，该上安装板的下部左侧装设有一电动推缸安装座，该上安装板的下部右侧装设有一驱动器安装座；所述下安装板的上部右侧装设有一固定座，该下安装板的中部装设有一控制器安装座。

更进一步，所述上安装板的下部底端还装设有两对称设置的吊耳。

更进一步，所述上安装板的下部还装设有一折弯立板，该折弯立板的上部与所述上安装板相固定支撑连接，该折弯立板的下部折面固定装设在所述下安装板上。

更进一步，所述折弯立板上装设有一开关电源安装座。

更进一步，所述提升机构包括两对称设置的立板、连接该立板的连接筋以及用于调节该提升机构松紧度的张紧轮，所述立板包括一体成型的横向立板和竖向立板，所述横向立板的前端开设有第一安装孔，该立板通过该第一安装孔旋转装设设置，所述横向立板的后端开设有第二安装孔，所述竖立板上滑动装设有一导向块，所述张紧轮装设在所述竖向立板的上部；所述连接筋包括上连接筋和下连接筋，该上连接筋呈管体状，且该上连接筋配合固定装设在所述第二安装孔上，所述下连接筋呈条板状，该下连接筋配合连接装设在所述竖向立板的下端。

更进一步，所述横向立板与竖向立板构成一“7”字结构设置。

更进一步，所述导向块包括一连接部和一套接管部，所述连接部与套接管部相固定连接设置，所述连接部与所述竖立板相配合滑动装设，所述套接管部用于活动套设连接外部构件。

更进一步，所述连接部呈“n”字形结构设置。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1：本发明通过对清淤机器人的整体部件结构的布局设计，使得该机器人更好地适用于涵洞、阴沟、明渠内的淤塞物的运送清理工作中，不仅可以代替人工进行清淤作业，而且可以实现智能化自动操作，其工作效率更高，操作更方便。

2：本发明通过设置工作装置与输送管的组合结构，利用工作装置自动对淤塞物进行判断、定位、建模，然后自动进行破碎、打散和自动导入输送，同时利用贯穿式的输送管体结构，将导入的淤积物直接利用吸泵体进行压力输出和排除，使得该清淤机器人可以干净、高效、方便地将淤积物快速清除，具有较高的实质应用效果。

3：本发明的车体上通过装设各种感应器、全景摄像头以及激光雷达等时时数据采集、感应装置，实现了机器人车体的智能化自动操作，提高了机器人车体的越障能力，避免其因操作不当或其它异常情况下车体与内壁发生直接碰撞或卡死，同时确保机器人的正常先进或倒退，具有较高的智能化水平。

附图说明

图1是本发明第一角度的结构示意图。

图2是本发明第二角度的结构示意图。

图3是本发明车体的结构示意图。

图4是本发明车体内部的安装结构的结构示意图。

图5是本发明提升机构的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。

如图1至图5所示，一种清淤机器人，包括车体1、一用于淤积物破碎及收集的工作装置2和一用于活动调整所述工作装置2工作安装位置的提升机构3，所述提升机构3装设在所述车体1的前端处，所述工作装置2配合可活动装设在所述提升机构3上；所述车体1的前端侧壁上设有一进泥口11，该车体1的后端侧壁上设有一输送管12，该车体1内部设有一贯穿输送管（由于视角原因，图中未画出），该贯穿输送管的前端与所述进泥口11相连通，该贯穿输送管的后端与所述输送管12相连通，该进泥口11的前端与所述工作装置2相连通设置，所述输送管12与一用于吸起及输送淤积物的吸污泵相连接。

所述车体1的左、右两侧壁以及所述工作装置2的左、右两侧壁上分别装设有若干组对称设置的导轮4，该导轮4用于避免车体1与其内壁发生直接碰撞或卡死，所述车体1的侧壁上还设有若干个用于监测车体与涵洞距离的传感器5，该车体1的顶部设有一可360度全景摄像的摄像头6，车体1的尾部设有一用于对工作环境进行探测和三维建模的激光雷达7。

更进一步，所述工作装置2包括一工作斗21，该工作斗21内装设有一旋转轴22及其配合的驱动电机（由于视角原因，图中未画出），该旋转轴22上固定装设有两组旋转方向相反的旋转叶片体23，该两组旋转叶片体23对称装设在所述旋转轴22的左、右两侧，该旋转叶片体23用于破碎、打散淤积物及将淤积化导向输送到该工作斗21的中底部；所述工作斗21的左、右两外侧壁上沿分别斜向上延伸，形成一斜面划割板24，所述工作斗21的上侧壁的中部上端固定架设有一工作摄像头25，该工作摄像头25用于监测该工作装置2的工作状态和前端淤积物的状态，该工作斗21上侧壁的左、右两侧对称装设有一挡物板体26；所述工作斗21的底部呈漏斗状，该漏斗状的工作斗21底部设有一出泥口（由于视角原因，图中未画出），该出泥口与所述车体1前端侧壁上的进泥口11相配合连通设置，该工作斗21底部的左、右两侧装设有一与所述提升机构3相配合安装的安装轴27。

更进一步，所述斜面划割板24上设有锯齿。

更进一步，所述安装轴27上还配合套设有减震弹簧体28。

更进一步，所述每组旋转叶片体23由两个旋转叶片组成。

更进一步，所述车体1的底部设有行走机构，该行走机构包括驱动车轮8和从动车轮9，该驱动车轮8有两组，分别对称装设在所述车体1底部的前、后位置，该从动车轮9有一组，装设在所述两驱动车轮8的中间位置。

更进一步，所述从动车轮9的底部高于所述驱动车轮8的底部。

更进一步，所述车体1包括一上部敞空的框架车架13，所述框架车架13前侧壁上开设有进泥口11，所述框架车架13后侧壁下部开设有输送管12，后侧壁上部固定装设有一对称设置的吊耳131以及一用于固定装设激光雷达的安装架132；所述框架车架13的左、右两侧壁的底部分别对称开设有两驱动车轮安装座133和一从动车轮安装座134，该左、右两侧壁中部分别开设有一链条托轮安装座135，该链条托轮安装座135用于安装链条张紧轮，该左、右两侧壁前上部分别装设有用于安装清淤机器人提升机构3的提升机构安装座136。

更进一步，所述框架车架13的左、右两侧壁的后上部分别开设有拖耳137。

更进一步，所述框架车架13的左、右两侧壁上还开设有若干个用于安装传感器的传感器安装孔138。

更进一步，所述车体1内装设有一内部安装结构14，该内部安装结构14包括上安装板141、下安装板142以及若干个配合架设在该上安装板141与下安装板142之间的支柱143，所述上安装板141的前部左侧装设有一减速器安装座144，该上安装板141的下部左侧装设有一电动推缸安装座145，该上安装板141的下部右侧装设有一驱动器安装座146；所述下安装板142的上部右侧装设有一固定座147，该下安装板142的中部装设有一控制器安装座148。

更进一步，所述上安装板141的下部底端还装设有两对称设置的吊耳131。

更进一步，所述上安装板141的下部还装设有一折弯立板149，该折弯立板149的上部与所述上安装板141相固定支撑连接，该折弯立板149的下部折面固定装设在所述下安装板142上。

更进一步，所述折弯立板149上装设有一开关电源安装座150。

更进一步，所述提升机构3包括两对称设置的立板31、连接该立板31的连接筋32以及用于调节该提升机构3松紧度的张紧轮33，所述立板31包括一体成型的横向立板311和竖向立板312，所述横向立板311的前端开设有第一安装孔313，该立板31通过该第一安装孔313旋转装设设置，所述横向立板311的后端开设有第二安装孔314，所述竖立板312上滑动装设有一导向块34，所述张紧轮33装设在所述竖向立板312的上部；所述连接筋32包括上连接筋321和下连接筋322，该上连接筋321呈管体状，且该上连接筋321配合固定装设在所述第二安装孔314上，所述下连接筋322呈条板状，该下连接筋322配合连接装设在所述竖向立板312的下端。

更进一步，所述横向立板311与竖向立板312构成一“7”字结构设置。

更进一步，所述导向块34包括一连接部341和一套接管部342，所述连接部341与套接管部342相固定连接设置，所述连接部341与所述竖立板312相配合滑动装设，所述套接管部342用于活动套设连接外部构件。

更进一步，所述连接部341呈“n”字形结构设置。

一种清淤机器人的使用方法，所述清淤机器人的使用方法包括以下具体步骤：

步骤一：将所述清淤机器人驶入需要清理的涵洞、阴沟或明渠中，该车体顶部的全景摄像头以及车体尾部的激光雷达采集工作环境信息，并进行三维创模，然后所述提升机构根据控制系统的控制信息活动调整所述工作装置的高度位置，使之适应清理的工作环境；

步骤二：启动旋转轴的驱动电机，旋转轴上的旋转叶片体开始破碎、打散机器人前方的淤积物，同时，由于两组旋转叶体的旋转方向相反，且都是向中部导入旋转，使得破碎、打散的淤积物可以同时向该工作斗的中底部进行导入输送，这时通过贯穿式输送结构的出泥口、进泥口、贯穿输送管、输送管以及吸污泵的输送，直接将导入的淤积物输出清除；

步骤三：根据全景摄像头、激光雷达以及传感器的时时位置信息监控，驾驶该清淤机器人继续前行工作，保证淤积物清除完全。

1：本发明通过对清淤机器人的整体部件结构的布局设计，使得该机器人更好地适用于涵洞、阴沟、明渠内的淤塞物的运送清理工作中，不仅可以代替人工进行清淤作业，而且可以实现智能化自动操作，其工作效率更高，操作更方便。

2：本发明通过设置工作装置与输送管的组合结构，利用工作装置自动对淤塞物进行判断、定位、建模，然后自动进行破碎、打散和自动导入输送，同时利用贯穿式的输送管体结构，将导入的淤积物直接利用吸泵体进行压力输出和排除，使得该清淤机器人可以干净、高效、方便地将淤积物快速清除，具有较高的实质应用效果。

3：本发明的车体上通过装设各种感应器、全景摄像头以及激光雷达等时时数据采集、感应装置，实现了机器人车体的智能化自动操作，提高了机器人车体的越障能力，避免其因操作不当或其它异常情况下车体与内壁发生直接碰撞或卡死，同时确保机器人的正常先进或倒退，具有较高的智能化水平。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。