一种清淤机构的制作方法

1.本实用新型涉及清淤设备技术领域，特别是涉及一种清淤机构。

背景技术：

2.由于电站以及重大水利工程特殊的地理形势，管道或涵洞使用一段时间后有淤泥杂质沉淀，影响供、排水，要定期疏通清理，清淤疏浚。在一些浅埋的供水管道，一般采用围堰抽水，将管道内的水抽（排）干，然后采用挖机械掘的方式清理淤泥，工作强度大，工作效率低。但是位于重大水利工程、水电站或者热电站的引水涵洞以及热电站冷却水进水口管道内的清淤工作，由于其生产的特殊性，无法提供停止过水的条件，使得清淤更加困难。
3.现有技术中，提出了公开号为cn212835871u，授权公告日为2021年03月30日的中国使用新型专利文件，该专利文献所公开的技术方案如下：一种新型管道清淤设备，其结构包括浮箱、把手、固定座、连接杆、支架、电源线、控制器和清淤机构，在水泵的作用下，泵体前端可以喷射出高压水柱，对管道淤泥进行冲洗，电机带动锥齿轮转动，锥齿轮带动间歇转动机构转动，促使叶片进行间歇式旋转，清理较顽固的淤泥。
4.上述技术方案在实际使用过程中，会出现以下问题：
5.该清淤机构叶片固定，清淤范围仅限于叶片直径范围，清淤不彻底。受管道圆弧形状的限制，也不能过大的加大叶片直径，当管道或涵洞直径较大时，也容易出现清淤不彻底的现象。

技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种清淤机构，能有效解决清淤不彻底的问题。
7.本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：
8.一种清淤机构，其特征在于：包括驱动设备、清淤头、清淤头旋转动力装置、清淤头轴向摆动装置以及清淤头径向摆动装置；所述驱动设备用于带动清淤机构前后移动；所述清淤头旋转动力装置用于带动清淤头旋转，所述清淤头轴向摆动装置用于带动清淤头以及清淤头旋转动力装置沿管道或涵洞的轴向方向摆动，所述清淤头径向摆动装置用于带动清淤头、清淤头旋转动力装置以及清淤头轴向摆动装置共同沿管道或涵洞的径向方向往复摆动。
9.所述清淤头旋转动力装置包括相连的增速箱和液压马达，所述清淤头与增速箱的输出端相连；所述清淤头径向摆动装置的输出轴连接有叉耳，所述清淤头上设有轴承，所述叉耳与轴承铰链连接；所述增速箱与清淤头轴向摆动装置的液压杆铰链连接，所述清淤头轴向摆动装置的液压缸体通过铰链支座固定在该叉耳上。
10.还包括浮体，所述浮体呈上大下小状，且浮体的内底部放置有配重件。
11.所述浮体包括截面呈圆弧状的上浮体和整体呈上大下小的下浮体，所述配重件设置在下浮体内。
12.还包括能伸缩的固定装置，所述固定装置伸长用于固定清淤机构；所述驱动设备包括液压伸缩装置以及能固定在管道或涵洞内的行走机构；所述液压伸缩装置一端与行走机构相连，另一端与清淤机构相连，用于推动清淤机构前进或者拉动行走机构前进。
13.所述固定装置包括上顶紧装置和下顶紧装置，所述上顶紧装置和下顶紧装置分别位于清淤机构的顶部和底部。
14.所述清淤机构顶部还设有第一限位滚轮，两侧还分别设有第二限位滚轮。
15.所述第二限位滚轮与待清淤的管道或涵洞的内壁之间具有15~20mm间隙。
16.还包括激光传感器。
17.沿前进方向，还包括穿过浮体的轴承套；所述清淤头径向摆动装置的输出轴在轴承套内固定，并向外伸出轴承套后与叉耳相连。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：
19.1、本实用新型中，清淤头旋转动力装置能带动清淤头高速旋转，通过旋切力将淤积物打散；清淤头轴向摆动装置能使清淤头沿管道或涵洞的轴向方向倾斜，必要时与清淤面形成一定斜角，以降低清淤头工作时的旋切阻力；清淤头径向摆动装置使清淤头在管道或涵洞的径向方向往复摆动，使清淤头成一个扇形工作面，从而完全的清除管道或涵洞的淤积物，能有效解决现有技术中清淤不彻底的问题。
20.2、本实用新型中，浮体能对清淤机构提供浮力，并且，由于浮体呈上大下小状，且浮体的内底部放置有配重件，使得清淤机构的重心在浮体底部，使清淤机构能在浮力作用下保持悬浮的状态，消除清淤机构在管道或涵洞内发生偏转的风险。
21.3、所述浮体包括截面呈圆弧状的上浮体和整体呈上大下小的下浮体，浮体的结构设置更加合理，也便于清淤机构其余部件的布置。
22.4、通过固定装置和液压伸缩装置的设置，和公开号为cn212835871u的专利文件相比，本清淤机构在前后移动时，不再需要使用者进入管道或涵洞内，也不需要使用者来带动该清淤机构移动，相反，本实用新型只需要利用清淤机构以及行走机构之间的相互作用关系就能实现前后移动。更为具体的，由于清淤机构以及行走机构能单独固定在管道或涵洞内，通过液压伸缩装置的伸缩或缩回，能够提供足够的推动或拉动的反作用力。且每次推动或拉动的距离由液压伸缩装置的行程精确控制，不会出现较大的误差，可以消除使用者必须进入管道或涵洞内所存在的安全隐患。
23.5、第一限位滚轮和第二限位滚轮的设置，由于浮体提供的浮力大于本清淤机构的重力，使得第一限位滚轮紧贴管道或涵洞的内壁，提供向上自由度的限制。第二限位滚轮的设置，能实现左右两侧的限制，避免清淤机构的过渡摆动。
24.6、15~20mm间隙的设置，能消除不同位置处的管道或涵洞的内径的差异性，避免清淤机构与管道或涵洞的内壁发生碰撞。
25.7、还包括激光传感器，可以对清淤前和清淤进行中的管道或涵洞的淤积断面进行探测并实时传递数据给地面控制系统运算后形成直观图像。
26.8、还包括穿过浮体的轴承套，所述清淤头径向摆动装置的输出轴在轴承套内固定，并向外伸出轴承套后与叉耳相连，使得清淤机构的整体结构更加稳定，输出轴的作用出效果也更好。
附图说明
27.下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：
28.图1为本实用新型的结构示意图；
29.图2为图1的侧面结构示意图；
30.图3为图1中a-a的剖面结构示意图；
31.图4为本实用新型中清淤机构与某一具体行走机构的连接结构示意图；
32.图5为图4的俯视结构示意图；
33.图中标记：
34.1、驱动设备，2、清淤头，3、清淤头旋转动力装置，4、清淤头轴向摆动装置，5、输出轴，6、管道，7、减速箱，8、液压马达，9、叉耳，10、铰链支座，11、上浮体，12、下浮体，13、液压伸缩装置，14、行走机构，15、上顶紧装置，16、下顶紧装置，17、第一限位滚轮，18、第二限位滚轮，19、激光传感器，20、轴承套，21、电控柜，22、液压站。
具体实施方式
35.实施例1
36.作为本实用新型基本实施方式，本实用新型包括一种清淤机构，包括驱动设备1和清淤设备。本清淤机构用于清理圆形的管道6内的淤泥。所述清淤设备包括清淤头2、清淤头旋转动力装置3、清淤头轴向摆动装置4以及清淤头径向摆动装置。本实施例中，所述驱动设备1可以为能被控制在管道6内行走的小车，清淤设备可以固定在该小车上。或者所述清淤设备可以通过连接件与该小车相连，使得该小车与清淤设备为一前一后设置，避免清淤时小车陷在淤泥内的现象发生。
37.本实施例并不对清淤设备的结构以及彼此之间的连接关系进行限制，只要能实现清淤头旋转动力装置3带动清淤头2旋转，通过旋切力将淤积物进行打散；所述清淤头轴向摆动装置4带动清淤头2以及清淤头旋转动力装置3沿管道6的轴向方向摆动，必要时使清淤头2与清淤面形成一定斜角；所述清淤头径向摆动装置带动清淤头2、清淤头旋转动力装置3以及清淤头轴向摆动装置4共同沿管道6的径向方向往复摆动，使清淤头2成一个扇形工作面，从而完全的清除管道6的淤积物。
38.实施例2
39.作为本实用新型一较佳实施方式，本实用新型包括一种清淤机构，包括驱动设备1以及清淤设备。本清淤机构用于清理圆形的涵洞内的淤泥。所述清淤设备包括清淤头2、清淤头旋转动力装置3、清淤头轴向摆动装置4以及清淤头径向摆动装置。所述驱动设备1可以为小车，通过连接件实现与清淤设备的相连，为清淤设备提供清淤时的进给力，带动清淤设备沿涵洞的轴向方向前后移动。更为具体的，所述清淤设备可以直接连接在该连接件上，或者将清淤设备固定在一个支撑件上，再将该支撑件与连接件相连。并且所述支撑件底部可以设有滚轮。
40.更为具体的，所述清淤头径向摆动装置与该支撑件相连，且其输出轴5的前端连接有叉耳9，所述清淤头2上设有轴承，所述叉耳9与轴承铰链连接。所述清淤头旋转动力装置3包括相连的增速箱和液压马达，所述清淤头2与增速箱的输出端相连。所述增速箱与清淤头
轴向摆动装置4的液压杆铰链连接，所述清淤头轴向摆动装置4的液压缸体通过铰链支座10固定在该叉耳9上。
41.所述清淤头旋转动力装置3用于带动清淤头2旋转，所述清淤头轴向摆动装置4用于带动清淤头2以及清淤头旋转动力装置3沿涵洞的轴向方向摆动，所述清淤头径向摆动装置用于带动清淤头2、清淤头旋转动力装置3以及清淤头轴向摆动装置4共同沿涵洞的径向方向往复摆动。
42.实施例3
43.作为本实用新型另一较佳实施方式，本实用新型包括一种清淤机构，包括驱动设备1、浮体、固定装置、清淤头2、清淤头旋转动力装置3、清淤头轴向摆动装置4以及清淤头径向摆动装置。本清淤机构用于清理方形的涵洞内的淤泥。
44.所述驱动设备1包括液压伸缩装置13以及能固定在涵洞内的行走机构14。所述行走机构14在涵洞内的固定方式可以为依靠重力固定，或者依靠伸缩装置与涵洞的内壁相抵实现固定，或者通过刹车片与滚轮相配合的方式实现固定。
45.所述浮体整体呈上大下小状，且浮体的内底部放置有配重件。所述液压伸缩装置13的一端可以与行走机构14相连，另一端与浮体的后端相连。所述固定装置可以为伸缩杆，可以分别设置在浮体的上表面、下表面或者左右两个侧面。当伸缩杆伸长时，伸缩杆与涵洞的内壁相抵，可以实现清淤机构在涵洞内的固定，当伸缩杆回缩，则清淤机构可以在涵洞内前后移动。
46.所述清淤头轴向摆动装置4可以为液压缸。所述清淤头径向摆动装置可以包括旋转轴以及驱动旋转轴旋转的电机。所述清淤头旋转动力装置3也可以为电机，所述清淤头旋转动力装置3的输出轴与清淤头2相连。所述清淤头2上还设有轴承，所述旋转轴通过连接件与该轴承铰接。所述液压缸的缸体固定在该连接件上，液压缸的活塞杆与该清淤头旋转动力装置3相连。
47.所述清淤头旋转动力装置3用于带动清淤头2旋转，所述清淤头轴向摆动装置4用于带动清淤头2以及清淤头旋转动力装置3沿涵洞的轴向方向摆动，所述清淤头径向摆动装置用于带动清淤头2、清淤头旋转动力装置3以及清淤头轴向摆动装置4共同沿涵洞的径向方向往复摆动。
48.实施例4
49.作为本实用新型最佳实施方式，本实用新型包括一种清淤机构，参照说明书附图1，包括驱动设备1、浮体、清淤头2、清淤头旋转动力装置3、清淤头轴向摆动装置4以及清淤头径向摆动装置。所述清淤头2、清淤头旋转动力装置3以及清淤头轴向摆动装置4设置在浮体前端，所述清淤头径向摆动装置设置在浮体后端。
50.参照说明书附图2 和说明书附图3，所述浮体包括截面呈圆弧状的上浮体11和整体呈上大下小的下浮体12，所述下浮体12与上浮体11的下表面相连，所述下浮体12内还可以设有配重件，例如额外的配重块或者清淤机构自身所需要的电控柜21和液压站22等，使得浮力大部分由上浮体11提供，清淤机构的重心在下浮体12区域，最终实现清淤机构在浮力作用下保持悬浮的状态，消除清淤机构在管道6内发生偏转的风险。
51.所述清淤头2设置在清淤头旋转动力装置3的输出端，进一步的，清淤头旋转动力装置3由增速箱和液压马达组成，液压马达提供动力，由增速箱的输出端传递给清淤头2，使
得清淤头2高速旋转。其中，所述液压马达的型号可以为bm5-800，转速为250r/min。液压马达驱动清淤头2高速旋转，增速比为7:1。
52.所述清淤头径向摆动装置包括减速箱7、液压马达8以及输出轴5。所述减速箱7顶部与上浮体11的下表面相连，为了实现连接的稳定性，所述上浮体11下表面还可以连接有支撑骨架。所述减速箱7顶部可以与该支撑骨架相连。所述液压马达8与该减速箱7相连，最终带动输出轴5旋转。所述输出轴5固定在轴承套20内，所述轴承套20由下浮体12的后端穿过并伸出下浮体12的前端，输出轴5也穿过该轴承套20并伸出下浮体12的前端。更进一步的，所述输出轴5的前端还连接有叉耳9，叉耳9前端通过铰链轴与清淤头2上的轴承连接。其中，所述液压马达8的型号可以为bm4-160，转速为150~200r/min，液压马达8驱动减速箱7，减速比为1:50。
53.清淤头旋转动力装置3的增速箱与清淤头轴向摆动装置4的液压杆铰链连接。清淤头轴向摆动装置4的液压杆伸出或收缩时，清淤头旋转动力装置3和清淤头2绕清淤头2与清淤头径向摆动装置的输出轴5端的铰链轴旋转，从而实现清淤头2沿管道6的轴向摆动，其轴向摆动的范围由清淤头轴向摆动装置4的液压缸的行程决定。
54.更进一步，清淤头轴向摆动装置4的铰链支座10是固定在清淤头径向摆动装置的输出轴5的叉耳9上，清淤头2和清淤头旋转动力装置3既可以在清淤头轴向摆动装置4的驱动下，实现沿管道6的轴向方向摆动，也可以在清淤头径向摆动装置的输出轴5的作用下沿管道6的径向方向摆动。
55.还包括能伸缩的固定装置，所述固定装置伸长用于固定清淤机构。所述固定装置包括上顶紧装置15和下顶紧装置16，所述上顶紧装置15和下顶紧装置16分别位于上浮体11的顶部以及下浮体12的底部。所述上顶紧装置15和下顶紧装置16都分别包括顶紧头和与顶紧头相连的液压缸。该液压缸的规格可以为￠125*￠70*500。上顶紧装置15和下顶紧装置16上下联动，伸出或缩回的速率可以为0.08m/s。
56.所述上浮体11的顶部还间隔设有两组第一限位滚轮17，清淤工作时，由于浮力的作用使得第一限位滚轮17贴紧管道6内壁，提供向上自由度的限制。更进一步的，所述上浮体11的左右两侧还连接有第二限位滚轮18。更为具体的，每个侧面方向，第二限位滚轮18的数量都为两个，分别通过支座与上浮体11的下表面相连，所述支座的侧面可以通过加强板与支撑骨架相连，加强各部件连接的稳定性。所述第二限位滚轮18与待清淤的管道6内壁之间具有15~20mm间隙，消除同一管道6的内径大小在不同位置存在的差异性，既可以减少清淤机构在管道6内的横向摆动，又可以避免清淤机构与管壁碰撞。
57.所述清淤机构上还设有激光传感器19，更为具体的，所述激光传感器19可以设置在上浮体11的前端，对清淤前和清淤进行中的管道6的淤积断面进行探测并实时传递数据给地面控制系统运算后形成直观图像。
58.参照说明书附图4 和说明书附图5，所述清淤机构的后端还设有驱动设备1，所述驱动设备1包括液压伸缩装置13以及能固定在管道6内的行走机构14。所述液压伸缩装置13可以为规格为￠220*￠125*2000的液压缸。更为具体的，所述液压伸缩装置13的液压缸体的后端与行走机构14，通过十字铰相连；液压伸缩装置13的液压杆通过球形铰链与清淤机构连接，更具体的，可以与清淤机构的上浮体11或者支撑骨架相连。
59.更进一步的，所述行走机构14的结构优先为包括与清淤机构同样结构的浮体和固
定设备。同样，所述行走机构14的上顶紧装置15设置在上浮体11的顶部，所述下顶紧装置16可以设置在下浮体12的底部。
60.清淤时，清淤机构的浮体提供浮力，使清淤机构向上浮，上限位滚轮贴紧管道6上壁。清淤机构前方设置的清淤头2在清淤头旋转动力装置3的驱动下，能进行清淤头2高速旋转，通过旋切力将淤积物进行打散；清淤头轴向摆动装置4能使清淤头2在管道6内轴向倾斜，必要时与清淤面形成一定斜角，以降低清淤头2工作时的旋切阻力；清淤头径向摆动装置使清淤头2在管道6径向往复摆动，使清淤头2成一个扇形工作面，从而完全的清除管道6内的淤积物。
61.当需要持续进行管道6内的清淤工作时，清淤机构的上顶紧装置15和下顶紧装置16伸出，顶紧头顶在管道6的上下壁，从而固定住清淤机构，清淤机构进行清淤工作。清淤一段时间后，需要推进清淤机构向前移动时，清淤机构的上顶紧装置15和下顶紧装置16收缩，清淤机构的顶紧头脱离管道6的上下壁，与此同时，行走机构14的上顶紧装置15和下顶紧装置16伸出，顶紧头顶在管道6的上下壁上，从而固定住行走机构14，行走机构14停止前进。通过液压伸缩装置13的液压杆伸出，拉大行走机构14和清淤设备之间的距离，从而推进清淤机构行进。液压杆伸出时，整个行程2m，分四步走完，行进速度0.04m/s。进一步，液压伸缩装置13的液压杆伸出量最大时，清淤机构的上顶紧装置15和下顶紧装置16伸出，顶紧头顶在管道6的上下壁上，从而固定住清淤机构，清淤机构停止前进，此时行走机构14的上顶紧装置15和下顶紧装置16收缩，行走机构14的顶紧头脱离管道6的上下壁，通过液压伸缩装置13的液压杆收缩，缩小行走机构14和清淤机构之间的距离，从而实现行走机构14前进。液压杆收缩时，整个行程2m，一次走完，行进速度0.1m/s。如此循环，行走机构14和清淤机构相互配合，在管道6内不断前行。
62.综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

技术特征：

1.一种清淤机构，其特征在于：包括驱动设备（1）、清淤头（2）、清淤头旋转动力装置（3）、清淤头轴向摆动装置（4）以及清淤头径向摆动装置；所述驱动设备（1）用于带动清淤机构前后移动；所述清淤头旋转动力装置（3）用于带动清淤头（2）旋转，所述清淤头轴向摆动装置（4）用于带动清淤头（2）以及清淤头旋转动力装置（3）沿管道（6）或涵洞的轴向方向摆动，所述清淤头径向摆动装置用于带动清淤头（2）、清淤头旋转动力装置（3）以及清淤头轴向摆动装置（4）共同沿管道（6）或涵洞的径向方向往复摆动。2.根据权利要求1所述的一种清淤机构，其特征在于：所述清淤头旋转动力装置（3）包括相连的增速箱和液压马达，所述清淤头（2）与增速箱的输出端相连；所述清淤头径向摆动装置的输出轴（5）连接有叉耳（9），所述清淤头（2）上设有轴承，所述叉耳（9）与轴承铰链连接；所述增速箱与清淤头轴向摆动装置（4）的液压杆铰链连接，所述清淤头轴向摆动装置（4）的液压缸体通过铰链支座（10）固定在该叉耳（9）上。3.根据权利要求1或2所述的一种清淤机构，其特征在于：还包括浮体，所述浮体呈上大下小状，且浮体的内底部放置有配重件。4.根据权利要求3所述的一种清淤机构，其特征在于：所述浮体包括截面呈圆弧状的上浮体（11）和整体呈上大下小的下浮体（12），所述配重件设置在下浮体（12）内。5.根据权利要求4所述的一种清淤机构，其特征在于：还包括能伸缩的固定装置，所述固定装置伸长用于固定清淤机构；所述驱动设备（1）包括液压伸缩装置（13）以及能固定在管道（6）或涵洞内的行走机构（14）；所述液压伸缩装置（13）一端与行走机构（14）相连，另一端与清淤机构相连，用于推动清淤机构前进或者拉动行走机构（14）前进。6.根据权利要求5所述的一种清淤机构，其特征在于：所述固定装置包括上顶紧装置（15）和下顶紧装置（16），所述上顶紧装置（15）和下顶紧装置（16）分别位于清淤机构的顶部和底部。7.根据权利要求1所述的一种清淤机构，其特征在于：所述清淤机构顶部还设有第一限位滚轮（17），两侧还分别设有第二限位滚轮（18）。8.根据权利要求7所述的一种清淤机构，其特征在于：所述第二限位滚轮（18）与待清淤的管道（6）或涵洞的内壁之间具有15~20mm间隙。9.根据权利要求1所述的一种清淤机构，其特征在于：还包括激光传感器（19）。10.根据权利要求4所述的一种清淤机构，其特征在于：沿前进方向，还包括穿过浮体的轴承套（20）；所述清淤头径向摆动装置的输出轴（5）在轴承套（20）内固定，并向外伸出轴承套（20）后与叉耳（9）相连。

技术总结

本实用新型涉及清淤设备技术领域，特别是涉及一种清淤机构，包括搅拌装置本体、底座和驱动件；包括驱动设备、清淤头、清淤头旋转动力装置、清淤头轴向摆动装置以及清淤头径向摆动装置；所述驱动设备用于带动清淤机构前后移动；所述清淤头旋转动力装置用于带动清淤头旋转，所述清淤头轴向摆动装置用于带动清淤头以及清淤头旋转动力装置沿管道或涵洞的轴向方向摆动，所述清淤头径向摆动装置用于带动清淤头、清淤头旋转动力装置以及清淤头轴向摆动装置共同沿管道或涵洞的径向方向往复摆动。通过本清淤机构，能有效解决清淤不彻底的问题。能有效解决清淤不彻底的问题。能有效解决清淤不彻底的问题。