(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010908517.6
(22)申请日 2020.09.02
(71)申请人 哈尔滨工业大学
地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西
大直街92号
(72)发明人 冯智超 傅彦博 冯易杰 黄泽林
韩昊男
(74)专利代理机构 哈尔滨华夏松花江知识产权
代理有限公司 23213
代理人 孟宪会
(51)Int.Cl.
E04D 13/10(2006.01)
(54)发明名称一种基于慧鱼组件的清雪机械臂(57)摘要一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，本发明涉及一种机械臂，本发明为解决现有的清雪装置清屋顶积雪效果不理想的问题，本发明包括角度变化原动机、推拉连杆、小臂支架、驱动组件和清雪头机构，所述两个小臂支架并排平行设置，角度变化原动机安装在两个小臂支架上，且角度变化原动机能沿小臂支架的长度方向直线往复移动，角度弯化原动机的前端通过推拉连杆与清雪头机构连接，所述清雪头机构的两端分别与两个小臂支架的前端转动连接，小臂支架通过驱动组件与清雪头机构连接。本发明成功的解决了清雪过程中对屋顶造成二次负载的问题，并且本发明具有功耗低、噪声小、能够较好地将清扫的雪完整 收集起来。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 111997283 A 2020.11.27
C N 111997283
A
1.一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其实特征在于：所述一种基于慧鱼组件的清雪机械臂包括角度变化原动机(1)、推拉连杆(2)、小臂支架(3)、驱动组件和清雪头机构，所述两个小臂支架(3)并排平行设置，角度变化原动机(1)安装在两个小臂支架(3)上，且角度变化原动机(1)能沿小臂支架(3)的长度方向直线往复移动，
角度弯化原动机(1)的前端通过推拉连杆(2)与清雪头机构连接，
所述清雪头机构的两端分别与两个小臂支架(3)的前端转动连接，
小臂支架(3)通过驱动组件与清雪头机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：所述驱动组件包括主动齿轮(4)、两个传动齿轮(5)、传动齿轮轴(6)、从动齿轮(7)和从动齿轮轴(8)，主动齿轮(4)与电机的转动轴连接，电机通过电机安装座安装在小臂支架(3)上，
传动齿轮轴(6)安装在两个小臂支架(3)上，
两个传动齿轮(5)均套装在传动齿轮轴(6)上，
主动齿轮(4)通过传动链与外侧的传动齿轮(5)连接，
内侧的传动齿轮(5)通过传动链与从动齿轮(7)连接，
从动齿轮(7)套装在从动齿轮轴(8)上，从动齿轮轴(8)与清雪头机构连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：所述清雪头机构包括两个安装架(9)、绞龙(10)、弧形罩体(11)和两个传动齿轮组，
两个安装架(9)为圆盘体，
两个安装架(9)之间通过多个绞龙(10)连接，
弧形罩体(11)两侧的下表面分别与两个安装架(9)的外缘固定连接，弧形罩体(11)上设有两个U形缺口(11-1)，
每个安装架(9)上安装有传动齿轮组。
4.根据权利要求3所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：所述绞龙(10)的数量为三个，呈等腰三角形设置在两个安装架(9)之间。
5.根据权利要求3所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：
所述传动齿轮组包括第一锥齿轮(12)、第二锥齿轮(13)、第三锥齿轮(14)、第四锥齿轮(15)、第一连接轴(16)、第二连接轴(17)、中心轮(18)、行星轮(19)和行星轮安装架(20)，
第一锥齿轮(12)与从动齿轮(7)均套装在从动齿轮轴(8)上，从动齿轮轴(8)安装在两个安装架(9)的边缘处，
第一锥齿轮(12)与第二锥齿轮(13)啮合，
第二锥齿轮(13)与第三锥齿轮(14)均套装在第一连接轴(16)上，
第三锥齿轮(14)与第四锥齿轮(15)啮合，
第四锥齿轮(15)与中心轮(18)均套装在第二连接轴(17)上，第二连接轴(17)插装在两个安装架(9)的中部，中心轮(18)位于行星轮(19)的中部并与行星轮(19)配合传动，行星轮(19)通过行星轮安装架(20)与安装架(9)的内侧壁连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：每个行星轮安装架(20)设有内齿圈(20-1)，行星轮(19)与内齿圈(20-1)配合。
7.根据权利要求1所述的一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，其特征在于：所述一种基于慧鱼组件的清雪机械臂还包括负压涵道组件，所述负压涵道组件包括鼓风机(21)、环形负
压风道(22)和封闭涵道(23)，封闭涵道(23)安装在两个小臂支架(3)之间，封闭涵道(18)的外侧壁与两个小臂支架(3)的内侧壁紧密贴合，封闭涵道(23)的前端固定安装有环形负压风道(22)，鼓风机(21)安装在小臂支架(3)的下表面，鼓风机(21)的出风口对准环形负压风道(22)。
一种基于慧鱼组件的清雪机械臂
技术领域
[0001]本发明涉及一种机械臂，具体涉及一种基于慧鱼组件的清雪机械臂，本发明涉及机械技术领域。
背景技术
[0002]进入冬季，中国北方地区会出现大暴雪极端天气。以黑龙江省为例，统计数据显示自1984年起，暴雪自然灾害的发生有愈加频繁的趋势，在2007年、2010年和2013年均发生了较为严重的雪灾，省内
每年遭受暴雪侵害的受灾人口达13万人左右，因雪灾造成的直接经济损失达7000至8000万元。每年在全国范围内突发性暴雪灾害带来的经济损失达到几亿元，其中，积雪过厚导致承重能力较弱的低层屋顶坍塌的事故是暴雪造成经济损失的主要部分之一。例如：2007年沈阳地区出现持续24h的暴风雪过程，城区平均积雪深度达36cm，有百万平方米的房屋倒塌；2010我国东北、华北等地区连续遭遇雪灾导致大跨轻钢屋盖结构出现大面积的垮塌事故；在广大的农村地区，温室大棚由于其采用特殊的柔性材料作为屋顶，因暴雪导致的坍塌事故发生频率更高。因此，对屋顶厚重积雪的清除是十分必要的。[0003]当前国内外已投入使用的几种屋顶清雪方式为：化学清雪法、人工清除法、热力清雪法、机械清雪法等，化学清雪法主要通过喷洒融雪剂的方式降低雪的熔点来清除屋顶积雪，但是融雪剂中的氯化钠、氯化镁等物质会产生电化学反应对钢筋混凝土产生腐蚀，严重影响房屋质量与安全；另外，部分融雪剂中存在的人工合成有机物质会对环境造成污染，因此这种清雪方法不适合投入大规模使用。人工清雪法主要靠人力使用工具对屋顶的积雪进行清除。这种方式能够较为彻底地清理积雪且能够应对大部分屋顶种类，但是清雪人员的安全不容易得到保障且该清雪方式耗时长、效率低、大量耗费人力资源。热力清雪法是通过物理加热融化屋顶积雪。这种方式可以在不对屋顶施加应力的条件下较为快速地清雪。但是该方式的耗能较大，同时产生的融雪水在低温环境下会重新凝固如在房檐形成冰棱、在地面形成冰面形成新的安全隐患。机械清雪法是指通过机械装置代替人力清除屋顶积雪，它可以分为机械吹雪与机械铲雪两种方法。此方法效率高、污染小、作业人员安全性高、适应范围广。机械吹雪装置因为使用高速马达，其能耗较高且噪音大。
发明内容
[0004]本发明为针对现有技术的不足，为了解决现有的清雪装置清屋顶积雪效果不理想的问题，进而提出一种基于慧鱼组件的清雪机械臂。
[0005]本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
[0006]本发明包括角度变化原动机、推拉连杆、小臂支架、驱动组件和清雪头机构，所述两个小臂支架并排平行设置，角度变化原动机安装在两个小臂支架上，且角度变化原动机能沿小臂支架的长度方向直线往复移动，角度弯化原动机的前端通过推拉连杆与清雪头机构连接，所述清雪头机构的两端分别与两个小臂支架的前端转动连接，小臂支架通过驱动组件与清雪头机构连接。
[0007]进一步地，所述驱动组件包括主动齿轮、两个传动齿轮、传动齿轮轴、从动齿轮和从动齿轮轴，主动齿轮与电机的转动轴连接，电机通过电机安装座安装在小臂支架上，传动齿轮轴安装在两个小臂支架上，两个传动齿轮均套装在传动齿轮轴上，主动齿轮通过传动链与外侧的传动齿轮连接；内侧的传动齿轮通过传动链与从动齿轮连接，从动齿轮套装在从动齿轮轴上，从动齿轮轴与清雪头机构连接。
[0008]进一步地，所述清雪头机构包括两个安装架、绞龙、弧形罩体和两个传动齿轮组，两个安装架为圆盘体，两个安装架之间通过多个绞龙连接，弧形罩体两侧的下表面分别与两个安装架的外缘固定连接，弧形罩体上设有两个U形缺口，每个安装架上安装有传动齿轮组。
[0009]进一步地，所述绞龙的数量为三个，呈等腰三角形设置在两个安装架之间。[0010]进一步地，所述传动齿轮组包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第一连接轴、第二连接轴、中心轮、行星轮和行星轮安装架，第一锥齿轮与从动齿轮均套装在从动齿轮轴上，从动齿轮轴安装在两个安装架的边缘处，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与第三锥齿轮均套装在第一连接轴上，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第四锥齿轮与中心轮均套装在第二连接轴上，第二连接轴插装在两个安装架的中部，中心轮位于行星轮的中部并与行星轮配合传动，行星轮通过行星轮安装架与安装架的内侧壁连接。[0011]进一步地，每个行星轮安装架设有内齿圈，行星轮与内齿圈配合。
[0012]进一步地，所述一种基于慧鱼组件的清雪机械臂还包括负压涵道组件，所述负压涵道组件包括鼓风机、环形负压风道和封闭涵道，封闭涵道安装在两个小臂支架之间，封闭涵道的外侧壁与两个小臂支架的内侧壁紧密贴合，封闭涵道的前端固定安装有环形负压风道，鼓风机安装在小臂支架的下表面，鼓风机的出风口对准环形负压风道。
[0013]本发明的有益效果是：
[0014]通过角度变化原动机在控制小臂支架上的直线位移，能有效地调整行星轮搅龙叶片清雪头的俯仰角度，更好的将屋顶积雪打碎搅起，清雪头机构采用了行星齿轮结构配合涵道进行清雪，成功的解决了清雪过程中对屋顶造成二次负载的问题。行星齿轮结构配合涵道的清雪头功耗低、噪声小、能够较好地将清扫的雪完整收集起来。
附图说明
[0015]图1是本发明的整体结构示意图；
[0016]图2是本发明的侧视图；
[0017]图3是本发明的侧剖视图。
[0018]1-角度变化原动机；2-推拉连杆；3-小臂支架；4-主动齿轮；5-两个传动齿轮；6-传动齿轮轴；7-从动齿轮；8-从动齿轮轴；9-安装架；10-绞龙；11-弧形罩体；12-第一锥齿轮；13-第二锥齿轮；14-第三锥齿轮；15-第四锥齿轮；16-第一连接轴；17-第二连接轴；18-中心轮；19-行星轮；20-行星轮安装架；21-鼓风机；22-环形负压风道；23-封闭涵道。
具体实施方式
[0019]具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种基于慧鱼组件的清雪机械臂包括角度变化原动机1、推拉连杆2、小臂支架3、驱动组件和清雪头机构，
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