[發明專利]一種履帶式清淤機器人

在審

• 申請號: 201810098982.0
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108166606A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 丁華鋒;劉旋;劉婧芳;趙昭;劉文瑾
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E03F7/10
• 分類號: E03F7/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種履帶式清淤機器人，其特征在于：包括清淤鉸刀裝置、翻轉機構、雙臂推舉機構、清淤機器人車體和液壓系統；

所述清淤鉸刀裝置包括鏟斗(3)、組合鉸刀軸(1)、螺旋葉片(2)、從動齒輪C(9)、中間齒輪B(10)、主動齒輪A(11)、固定用套筒(13)、液壓馬達(29)、花鍵軸(14)和中間軸(12)；螺旋葉片(2)焊接在組合鉸刀軸(1)的中間部位，液壓馬達(29)通過固定用套筒(13)帶動花鍵軸(14)轉動，花鍵軸(14)為主動齒輪A(11)的中心軸，中間軸(12)為的中心軸，組合鉸刀軸(1)為從動齒輪C(9)的中心軸，主動齒輪A(11)、從動齒輪C(9)、中間齒輪B(10)沿斜向并排布置，主動齒輪A(11)通過中間齒輪B(10)與從動齒輪C(9)相嚙合，花鍵軸(14)通過從動齒輪C(9)的嚙合從而帶動組合鉸刀軸(1)的轉動；組合鉸刀軸上的螺旋葉片(2)切削淤泥并使淤泥朝一側移動再通過鏟斗(3)一側的圓形卸料孔8輸送出去；

所述翻轉機構包括鏟斗(3)和翻轉液壓缸(26)，鏟斗(3)的整體形狀為橫向放置的半圓形筒體，前側開口，另一側封閉；封閉的側面上開有一個圓形卸料口(8)，封閉的側面最上端中部位置通過銷軸(15)連接翻轉液壓缸(26)，翻轉液壓缸(26)的另一端通過銷軸(15)連接機架支撐桿，初始位置垂直于地面距離地面2cm，保證底部清淤效果；

所述雙臂推舉機構包括機架(4)和推舉液壓缸(27)，推舉液壓缸(27)的一端通過推舉液壓缸銷軸(16)鉸接在機架(4)上，液壓缸27的另一端通過推舉液壓缸銷軸(16)鉸接在箱體(5)上，兩個機架(4)設置在箱體(5)的兩側，且機架(4)左右對稱；機架(4)處于最低位置的推舉液壓缸(27)成45度角，通過控制負載敏感比例多路閥(22)上閥芯的位移控制兩個推舉液壓缸(27)的舉升使機架(4)在不同高度停留，從而提升清淤效果；雙臂之間的機架支撐桿焊接在雙臂上使機架(4)上形成一個整體，保證兩個推舉液壓缸(27)在舉升過程中雙臂始終保持同步；

所述清淤機器人車體包括箱體(5)、支撐板(7)、四個支撐方鋼、行走履帶(6)和行走裝置，四個支撐方鋼焊接在行走履帶(6)的聯接大粱上，支撐板(7)固定在四個支撐方鋼上，箱體(5)安裝在支撐板(7)上；液壓系統固定在箱體(5)內，最后密封；箱體(5)的前部設有前攝像頭，箱體(5)的后部設有后攝像頭，前攝像頭和后攝像頭用以實時監控管道內的清淤狀況；

所述液壓系統包括液壓元件和電動機(20)，液壓元件包括油箱(30)、柱塞泵(31)、進油過濾器(32)、壓力油過濾器(21)、負載敏感比例多路閥(22)、平衡閥(28)、回油過濾器(24)和回油箱(30)；液壓元件和電動機(20)安裝在箱體(5)內部，電動機(20)供電帶動柱塞泵(31)吸油，油箱(30)中液壓油從進油過濾器(32)到柱塞泵(31)再到壓力油過濾器(21)再到負載敏感比例多路閥(22)，然后分成四路：一路到平衡閥(28)到翻轉液壓缸(26)；一路到平衡閥(28)到推舉液壓缸(27)；一路到液壓馬達(29)；一路到同步馬達(23)到兩路電磁節流閥(25)到行走馬達，最后通過回油過濾器(24)流入回油箱(30)；各路既可獨立運動互不干擾，也可相互共同作用，最終完成清淤任務；

行走裝置包括聯接大梁、驅動輪(17)、引導輪(33)、負重輪(19)、拖鏈輪(18)和履帶梁板(34)，聯接大梁分別連接左右的行走履帶(6)，同時為四個支撐方鋼提供基座，聯接大梁分別與左右兩個履帶梁板(34)相連；履帶梁板(34)上設有齒槽，齒槽與驅動輪(17)相嚙合，引導輪(33)設置在履帶梁板的末端，驅動輪(17)帶動行走履帶(6)轉動進而帶動引導輪(33)轉動，行走履帶(6)的中部設有拖鏈輪(18)，用來規正行走履帶(6)，并防止機器人轉向或側傾行駛時，行走履帶(6)發生脫落。

2.根據權利要求1所述的一種履帶式清淤機器人，其特征在于：從動齒輪C(9)、中間齒輪B(10)和主動齒輪A(11)均為圓柱直齒輪。

3.根據權利要求1所述的一種履帶式清淤機器人，其特征在于：翻轉液壓缸(26)帶動鏟斗(3)向下翻轉，設置翻轉液壓缸(26)的翻轉角度為35度，保證清淤完成后鏟斗(3)剩余淤泥能夠順利滑落。

4.根據權利要求1所述的一種履帶式清淤機器人，其特征在于：聯接大梁分別連接左右行走履帶(6)，同時為四個支撐方鋼提供基座，通過控制負載敏感比例多路閥(22)閥芯的位移來控制行走馬達的速度，同步馬達(23)保證行走履帶(6)的同步前進，兩路電磁節流閥(25)保證行走馬達的左右轉彎，從而使得行走履帶(6)能夠穩定行走。