核电站冷源口垃圾清理装置的制作方法

1.本发明涉及垃圾清理技术领域，特别是涉及一种核电站冷源口垃圾清理装置。


背景技术：

2.核电站长期运作下，核电站冷却水拦污栅附着的渔网、塑料、海草等柔性垃圾会越聚集越多，导致大小型垃圾或海生物不能通过拦污栅，并且在拦污栅位置积聚，从而造成拦污栅堵塞。
3.目前，一般采用人工定期清理拦污栅的方式，而人工在水下作业，存在一定的安全问题，且清理效率低下。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对人工清理拦污栅导致清理效率低下的问题，提出一种核电站冷源口垃圾清理装置。
5.一种核电站冷源口垃圾清理装置，所述核电站冷源口垃圾清理装置包括：
6.在其中一个实施例中，基座；
7.运动机构，设置在所述基座上；
8.垃圾拾取机构，设置在所述运动机构远离所述基座的一端，所述运动机构用于带动所述垃圾拾取机构朝向垃圾移动；以及
9.探测组件，设置在所述垃圾拾取机构上，所述探测组件用于确定垃圾的位置；
10.控制装置，分别与所述运动机构、探测组件以及垃圾拾取机构通讯连接，所述用于接收所述探测组件探测到的垃圾的位置，并根据垃圾的位置控制运动机构运动。
11.在其中一个实施例中，所述运动机构包括：
12.回转组件，用于围绕第一方向转动；和
13.平面移动组件，所述平面移动组件的一端与所述回转组件连接，所述平面移动组件的另一端与所述垃圾拾取机构连接，所述平面移动组件用于带动垃圾拾取机构在第一平面内移动，所述第一平面与所述第一方向垂直。
14.在其中一个实施例中，所述平面移动组件为四连杆结构，所述垃圾拾取机构设置在所述四连杆结构中的连杆的一端。
15.在其中一个实施例中，所述平面移动组件包括：
16.机架，所述机架上设置有第一动力件和第二动力件；
17.第一杆，所述第一杆的第一端与所述第一动力件的输出轴连接，所述第一动力件用于使得所述第一杆的第二端围绕所述第一杆的第一端摆动；
18.第二杆，所述第二杆的第一端与所述第二动力件的输出轴连接，所述第二动力件用于使得所述第二杆的第二端围绕所述第二杆的第一端摆动；
19.第三杆，所述第三杆的第一端与所述第二杆的第二端转动连接；
20.第四杆，作为所述四连杆结构中的连杆，所述第四杆的第一端与所述第三杆的第
二端转动连接，所述第一杆的第二端与所述第四杆的中部转动连接，所述垃圾拾取机构设置在所述第四杆的第二端。
21.在其中一个实施例中，所述核电站冷源口垃圾清理装置还包括调节机构，所述调节机构与所述垃圾拾取机构连接，所述调节机构用于使得所述垃圾拾取机构在夹取过程中与水平方向之间的夹角保持不变。
22.在其中一个实施例中，所述运动机构包括机架、第一杆以及第四杆，所述第一杆的第一端与所述机架转动连接，所述第一杆的第二端与所述第四杆转动连接；
23.所述垃圾拾取机构上设置有连接座，所述连接座具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述第四杆的第二端转动连接；
24.所述调节机构包括：
25.第一调节连杆，所述第一调节连杆的第一端与所述机架固定；
26.第二调节连杆，所述第二调节连杆的第一端与所述第一调节连杆的第二端转动连接；
27.第一固定杆，所述第一固定杆的第一端与所述第一杆的第二端转动连接，所述第一固定杆的第二端与所述第二调节连杆的第二端转动连接；
28.第二固定杆，所述第二固定杆的第一端与第一固定杆的第一端固定；
29.第三调节连杆，所述第三调节连杆的第一端与所述第二固定杆的第二端转动连接，所述第三调节连杆的第二端与所述第二连接端转动连接；
30.所述第一调节连杆、第二调节连杆、第一固定杆以及第一杆形成平行四边形连杆结构，所述第二固定杆、第三调节连杆、第一连接端与第二连接端之间的连接线以及第四杆形成平行四边形连杆结构。
31.在其中一个实施例中，所述垃圾拾取机构包括安装架和夹取机构，所述夹取机构包括：
32.第三动力组件，设置在所述安装架上；
33.两个夹持组件，所述夹持组件上设置有夹持部，所述两个夹持组件的夹持部相对设置，所述两个夹持组件分别与所述第三动力组件连接，所述第三动力组件用于使得所述两个夹持组件相互靠近或远离。
34.在其中一个实施例中，所述第三动力组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别与所述安装架转动连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮相互啮合；
35.所述夹持组件包括：
36.第一夹持连杆，所述第一夹持连杆的第一端与所述主动齿轮固定连接，所述第一夹持连杆的长度方向沿所述主动齿轮的径向；
37.第二夹持连杆，所述第二夹持连杆的第一端与所述安装架转动连接；以及
38.夹持件，所述第一夹持连杆的第二端与所述夹持件的第一端连接，所述第二夹持连杆的第二端与所述夹持件的中部转动连接，所述夹持部位于在所述夹持件上且远离所述第一夹持连杆的一端；
39.其中，第一夹持连杆、第二夹持连杆、安装架以及夹持件形成平行四边形结构。
40.在其中一个实施例中，所述垃圾拾取机构还包括剪切机构，所述剪切机构也设置在安装架上。
41.在其中一个实施例中，所述剪切机构包括：
42.两个剪切件，所述剪切件上具有转动部，所述两个剪切件的转动部转动连接；和
43.第四动力组件，所述第四动力组件分别与所述两个剪切件连接，用于使得所述两个剪切件上且远离两个剪切件的转动部的一端相互靠近或远离。
44.在其中一个实施例中，所述剪切件上还具有推动部，所述推动部位于所述剪切件上且靠近第四动力组件的一端；
45.所述第四动力组件包括：
46.伸缩杆；和
47.两个剪切连杆，所述两个剪切连杆的第一端均与所述伸缩杆转动连接，所述两个剪切连杆的第二端分别与所述两个剪切件上的推动部一一对应转动且连接，所述伸缩杆伸缩时能够带动所述推动部围绕所述转动部转动。
48.在其中一个实施例中，所述探测组件包括声纳探测器和/或摄像机。
49.上述的核电站冷源口垃圾清理装置，通过设置安装基座、运动机构、垃圾拾取机构、探测组件以及控制装置，在实际使用时，可以将安装基座固定在某个位置。在进行垃圾清理时，首先利用探测组件探测出垃圾的位置，然后探测组件将该位置信号发送至控制装置，控制装置根据垃圾的位置，从而控制运动机构带动垃圾拾取机构朝垃圾的位置移动，当垃圾拾取机构移动至垃圾位置时，垃圾拾取机构将垃圾拾取，最后再通过运动机构将垃圾运送到垃圾收集处。即通过核电站冷源口垃圾清理装置能够代替人工进行垃圾清理，提高了生产效率，也有助于减少作业人员的安全事故。
附图说明
50.图1为一实施例中的核电站冷源口垃圾清理装置的结构示意图；
51.图2为图1中核电站冷源口垃圾清理装置去除调节机构后结构示意图；
52.图3为图1中调节机构的连接结构示意图；
53.图4为夹取机构的结构示意图；
54.图5为剪切机构的结构示意图；
55.图6为核电站冷源口垃圾清理装置的使用状态图。
56.附图标记：
57.100-运动机构；110-回转组件；120-平面移动组件；121-机架；122-第一杆；123-第二杆；124-第三杆；125-第四杆；126-第一动力件；127-第二动力件；
58.200-调节机构；210-第一调节连杆；220-第二调节连杆；230-三角形连杆；231-第一固定杆；232-第二固定杆；233-第三固定杆；240-第三调节连杆；
59.300-垃圾拾取机构；310-连接座；311-第一连接端；312-第二连接端；313-连接线；320-安装架；330-夹取机构；331-第三动力组件；3311-主动齿轮；3312-从动齿轮；332-夹持组件；3341-夹持部；3342-第一夹持连杆；3343-第二夹持连杆；3344-夹持件；340-剪切机构；341-剪切件；3411-转动部；3412-推动部；342-第四动力组件；3421-伸缩杆；3422-剪切连杆；
60.400-探测组件；
61.500-安装基座；
62.10-拦污栅；20-金属结构。
具体实施方式
63.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
65.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
67.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
68.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
69.参阅图1和图4，本发明一实施例提供了一种核电站冷源口垃圾清理装置，核电站冷源口垃圾清理装置包括安装基座500、运动机构100、垃圾拾取机构300、探测组件400以及控制装置(图未示)。运动机构100设置在安装基座500上。垃圾拾取机构300设置在运动机构100远离安装基座500的一端。探测组件400设置在垃圾拾取机构300上，其中垃圾拾取机构300可以是垃圾吸取机构，即通过吸附的方法吸取垃圾。控制装置分别与所述运动机构、探测组件以及垃圾拾取机构通讯连接。其中，控制装置可以是控制器、单片机、微处理器等。
70.通过设置安装基座500、运动机构100、垃圾拾取机构300、探测组件400以及控制装置，在实际使用时，可以将安装基座500固定在某个位置。在进行垃圾清理时，首先利用探测
组件400探测出垃圾的位置，然后探测组件400将该位置信号发送至控制装置，控制装置根据垃圾的位置，从而控制运动机构100带动垃圾拾取机构300朝垃圾的位置移动，当垃圾拾取机构300移动至垃圾位置时，垃圾拾取机构300将垃圾拾取，最后再通过运动机构100将垃圾运送到垃圾收集处。即通过核电站冷源口垃圾清理装置能够代替人工进行垃圾清理，提高了生产效率，也有助于减少作业人员的安全事故。
71.进一步的，参阅图1，运动机构100包括回转组件110和平面移动组件120，回转组件110用于围绕第一方向转动，平面移动组件120的一端与回转组件110连接，平面移动组件120的另一端与垃圾拾取机构300连接，平面移动组件120用于带动垃圾拾取机构300在第一平面内移动，第一平面与第一方向垂直。
72.在本实施例中，回转组件110具有转动轴(图未示)，转动轴的轴向与第一方向相同，回转组件110围绕转动轴转动，平面移动组件120的一端与转动轴连接。回转组件110可以是封装在防水密封外壳内的一套伺服马达和齿轮箱，转动轴为齿轮箱的输出轴。在进行垃圾清理时，首先回转组件110转动，进而使得垃圾拾取机构300的拾取方向朝向垃圾，然后再通过平面移动组件120带动垃圾拾取机构300移动至垃圾位置处。
73.具体的，平面移动组件120为四连杆结构，垃圾拾取机构300设置在四连杆结构中的连杆的一端。采用四连杆结构可以简化平面移动组件120的结构，加工制造方便。且平面移动组件120采用四连杆结构，相对于关节驱动的串联型移动组件，四连杆结构在水下定位稳定。
74.在其中一些实施例中，参阅图1和图2，平面移动组件120包括机架121、第一杆122、第二杆123、第三杆124以及第四杆125，机架121上设置有第一动力件126和第二动力件127。第一杆122的第一端与第一动力件126的输出轴连接，第一动力件126用于使得第一杆122的第二端围绕第一杆122的第一端摆动。第二杆123的第一端与第二动力件127的输出轴连接，第二动力件127用于使得第二杆123的第二端围绕第二杆123的第一端摆动。第三杆124的第一端与第二杆123的第二端转动连接。第四杆125作为四连杆结构中的连杆，第四杆125的第一端与第三杆124的第二端转动连接，第一杆122的第二端与第四杆125的中部转动连接，垃圾拾取机构300设置在第四杆125的第二端。
75.在本实施例中，第一动力件126和第二动力件127可以与回转组件110的结构相同，即第一动力件126和第二动力件127也均为封装在防水密封外壳内的一套伺服马达和齿轮箱。第一动力件126和第二动力件127采用伺服马达和齿轮箱，相对于其他动力件，例如滑块移动组件，伺服马达和齿轮箱便于密封在外壳内，防止将核电站冷源口垃圾清理装置用于水下时，由于水汽进入到动力件的内部，但是动力件故障。
76.在另外一些实施例中，还可以是其他的四连杆结构，例如，在上述实施例的基础上，将第二动力件127改变为升降机构，第二动力件127用于带动第三杆124升降。
77.在一些实施例中，参阅图3，核电站冷源口垃圾清理装置还包括调节机构200，调节机构200与第二连接端312转动连接，调节机构200用于使得垃圾拾取机构300在夹取过程中与水平方向之间的夹角保持不变。
78.在实际使用时，例如，参阅图6和图1，核电站冷源口垃圾清理装置用于清除拦污栅10上附着的渔网、塑料、海草等柔性垃圾时，首先需要将回转组件110的安装基座500安装在钢闸门清理设备的金属结构20上，然后通过回转组件110带动平面移动组件120和垃圾拾取
机构300转动方向，再通过第一动力件126和/或第二动力件127转动，从而使得垃圾拾取机构300移动至垃圾位置处。
79.然而，当第二杆123摆动时，会通过第三杆124作用于第四杆125的第一端，根据杠杆原理，此时第四杆125的第二端则上下摆动。如果此时垃圾拾取机构300与第四杆125的第二端固定连接，则会导致垃圾拾取机构300也会上下摆动，同时垃圾拾取机构300与拦污栅10之间的角度发生改变，从而导致垃圾清理困难。其中，上下摆动指，当核电站冷源口垃圾清理装置按照如图1的方向放置时，第四杆125的第二端在竖直方向的摆动即上下摆动。以下的水平方向也是指，当核电站冷源口垃圾清理装置按照如图1的方向放置时，核电站冷源口垃圾清理装置所处的水平位置。
80.因此，在本实施例中，通过设置调节机构200，调节机构200用于使得垃圾拾取机构300在夹取过程中与水平方向之间的夹角保持不变。即当核电站冷源口垃圾清理装置安装于钢闸门清理设备的金属结构20上后，无论平面移动机构怎样移动，垃圾拾取机构300与拦污栅10的倾斜角度固定不变。
81.具体的，参阅图2和图3，运动机构100包括机架121、第一杆122以及第四杆125，第一杆122的第一端与机架121转动连接，第一杆122的第二端与第四杆125转动连接。其中，第一杆122的第二端可以与第四杆125的中部或者一端转动连接。
82.垃圾拾取机构300上设置有连接座310，连接座310具有第一连接端311和第二连接端312，第一连接端311与第四杆125远离第一杆122的一端转动连接。
83.调节机构200包括第一调节连杆210、第二调节连杆220、第一固定杆231、第二固定杆232、以及第三调节连杆240。第一调节连杆210的第一端与机架121固定。第二调节连杆220的第一端与第一调节连杆210的第二端转动连接。第一固定杆231的第一端与第一杆122的第二端转动连接，第一固定杆231的第二端与第二调节连杆220的第二端转动连接。第二固定杆232的第一端与第一固定杆231的第一端固定。第三调节连杆240的第一端与第二固定杆232的第二端转动连接，第三调节连杆240的第二端与第二连接端312转动连接。第一调节连杆210、第二调节连杆220、第一固定杆231以及第一杆122形成平行四边形连杆结构，第二固定杆232、第三调节连杆240、第一连接端311与第二连接端312之间的连接线313(以下简称连接线313)以及第四杆125形成平行四边形连杆结构。
84.在本实施例中，由于第一调节连杆210的第一端与机架121固定，因此，当平面移动组件120移动时，第一调节连杆210的位置不变，且由于第一调节连杆210、第二调节连杆220、三角形连杆230的第一固定杆231以及第一杆122形成平行四边形连杆结构，三角形连杆230的第一固定杆231为第一调节连杆210的对边，因此，当第一杆122摆动时，第一固定杆231始终与第一调节连杆210的长度方向平行。
85.第二固定杆232、第三调节连杆240、连接线313以及第四杆125形成平行四边形连杆结构。其中第二固定杆232为连接线313的对边，因此，当第四杆125摆动时，第二固定杆232始终与连接线313平行。
86.且由于第一固定杆231、和三角形连杆230的第二固定杆232之间的夹角不变，因此，第一调节连杆210的长度方向相对于连接线313的角度始终不变，又由于第一调节连杆210固定，因此连接线313的倾斜角度始终不变，即连接座310以及垃圾拾取机构300的倾斜角度不变。
87.具体的，调节机构200还包括第三固定杆，根据三角形具有稳定性的原理，第二固定杆232、第三调节连杆240以及第三固定杆可以形成三角形连杆230。
88.在一些实施例中，参阅图1，垃圾拾取机构300包括安装架320和夹取机构330，夹取机构330包括第三动力组件331和两个夹持组件332，第三动力组件331设置在安装架320上。夹持组件332上设置有夹持部3341，两个夹持组件332的夹持部3341相对设置，两个夹持组件332分别与第三动力组件331连接，第三动力组件331用于使得两个夹持组件332相互靠近或远离。
89.具体的，参阅图4，第三动力组件331包括主动齿轮3311和从动齿轮3312，主动齿轮3311和从动齿轮3312均与安装架320转动连接，从动齿轮3312与主动齿轮3311相互啮合。夹持组件332包括第一夹持连杆3342、第二夹持连杆3343以及夹持件3344，第一夹持连杆3342的第一端与主动齿轮3311固定连接，第一夹持连杆3342的长度方向沿主动齿轮3311的径向。第二夹持连杆3343的第一端与安装架320转动连接。第一夹持连杆3342的第二端与夹持件3344的第一端转动连接，第二夹持连杆3343的第二端与夹持件3344的中部转动连接，夹持部3341位于在夹持件3344上且远离第一夹持连杆3342的一端。
90.在本实施例中，第三动力组件331还包括动力件，其中动力件可以与回转组件110结构相同，动力件的输出轴与主动齿轮3311连接，用于带动主动齿轮3311转动，主动齿轮3311带动从动齿轮3312转动，从而使得与主动齿轮3311连接的第一夹持连杆3342和与从动齿轮3312连接的一夹持连杆3342相互靠近，进而分别带动两个夹持件3344相互靠近，其中，第一夹持连杆3342、第二夹持连杆3343、安装架320以及夹持件3344形成平行四边形结构，即可保证在夹持过程中两个夹持件3344始终相互平行。
91.在一些实施例中，参阅图1，垃圾拾取机构300还包括剪切机构340，剪切机构340也设置在安装架320上。
92.进一步的，参阅图5，剪切机构340包括两个剪切件341和第四动力组件342，剪切件341上具有转动部3411，两个剪切件341的转动部3411转动连接。第四动力组件342分别与两个剪切件341连接，用于使得两个剪切件341上且远离两个剪切件341的转动部3411的一端相互靠近或远离。
93.具体的，剪切件341上还具有推动部3412，推动部3412位于剪切件341上且靠近第四动力组件342的一端。第四动力组件342包括伸缩杆3421和两个剪切连杆3422，两个剪切连杆3422的第一端均与伸缩杆3421转动连接，两个剪切连杆3422的第二端分别与两个剪切件341上的推动部3412一一对应转动且连接，伸缩杆3421伸缩时能够带动推动部3412围绕转动部3411转动。
94.在本实施例中，为保证剪切机构340具有足够的剪切力，第四动力组件342可以是丝杆电机驱动机构，通过丝杆的伸缩能够推动推动部3412，从而使得推动部3412围绕转动部3411转动，已实现剪切机构340的剪切功能。
95.在一些实施例中，探测组件400包括声纳探测器和/或摄像机。优选的，探测组件400包括声纳探测器和摄像机，垃圾拾取机构300包括夹取机构330和剪切机构340。例如当核电站冷源口垃圾清理装置在对拦污栅10上的垃圾清理时，核电站冷源口垃圾清理装置安装在钢闸门清理设备的金属结构20上，参阅图6。由于水中的能见度较低，因此，先通过声纳探测器探测垃圾的大概位置并传递至控制装置，然后控制装置控制运动机构100将垃圾拾
取机构300送至垃圾附近，直至摄像机能够观察到垃圾的种类，控制装置根据垃圾的种类初步判断是否使用剪切机构340，如果需要，则在摄像机的引导下，控制剪切机构340剪断垃圾，然后通过夹取机构330夹起垃圾送至水面以外指定收集位置。如果在夹取过程中发现垃圾与拦污栅10仍有纠缠，且第一动力件126和第二动力件127所受到的力矩值大于等于第一动力件126和第二动力件127的中预设的输出力矩阀值时，则中止夹取动作，防止拦污栅由于夹取机构330的拖拽力过大，导致运动机构100或者金属结构20损坏。控制装置再次在摄像机视觉引导下，控制剪切机构340对垃圾执行剪断操作后，再继续夹取剪断的垃圾，直至对该区域的垃圾清理完毕。
96.需要说明的是，本技术中的转动连接均可以是铰接或者枢轴连接。
97.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
98.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。