工地的淤泥清除设备和工地排水槽的清淤方法与流程

本发明涉及施工场地的环保排污机械设备技术领域，具体讲是一种工地的淤泥清除设备和利用该淤泥清除设备对工地排水槽清淤的方法。

背景技术：

为满足节能环保、绿色施工的要求，现今的施工场地周边一般都会设置排放污水的排水槽。在施工过程中，尤其是基坑开挖的过程中，伴随着出土量的增大，流入排水槽的碎土和杂质也明显增多，如运土车驶出工地前需要冲洗车表面的泥沙，还有工地人员会定期用水管冲刷地面的扬尘碎土等，这些碎土泥沙最终都会随污水进入排水槽，且在排水槽内不断淤积，使排水槽通道截面积不断缩小，甚至造成堵塞。所以，施工现场需要定期对排水槽进行清淤处理，确保排水通畅。

现有技术的清淤的全部过程一般都是依靠人工进行的，即人工将槽盖掀开，再用铁铲挖出排水槽内淤泥，再人工将槽盖盖回去。

上述清淤方式，掀盖、清淤和覆盖等大量的工作全部依赖人工完成，劳动强度大，人工成本高，工作效率低，费时费力；而且，挖掘出的淤泥往往就堆放在排水槽两侧，还另外需要专门收纳清理，进一步增大人工成本和劳动强度。

所以，也有人设计出了自动化的清淤设备，希望替代人工清淤。但现有技术的清淤设备，构造简单，功能不完善，无法自动掀盖和覆盖；而且，同样存在挖出淤泥堆积在排水槽两岸，需要二次清理的问题；况且，现有技术的清淤设备，常利用类似水车的结构清淤，水车挖斗侧翻时，较大一部分淤泥重新掉落到排水槽内，做了无用功。

技术实现要素：

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能自动掀盖、清淤和覆盖,且能将从排水槽内挖出的淤泥合理收纳、又能避免挖出的淤泥重新回落到排水槽的淤泥清除设备。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种工地的淤泥清除设备，它包括车架、安装在车架上的履带和安装在车架上的掀盖覆盖装置；车架上设有第一竖向驱动缸，第一竖向驱动缸的活塞杆上固定有铲淤架，铲淤架上设有导轮和带动导轮的第一电机，导轮上套合有输淤带，输淤带上设有多个挖斗；车架上还设有收纳箱和用于接住从倒翻的挖斗掉落的淤泥且将上述淤泥送入收纳箱的料斗，且车架上还设有使料斗水平向移动以避开挖斗的凸轮渐进机构。

采用以上结构的淤泥清除设备与现有技术相比，具有以下优点。

该淤泥清除设备的清淤过程为：将铲淤架下放至排水槽内后，驱动输淤带转动进而驱动各个挖斗，使各个挖斗从槽底挖掘淤泥并随着输淤带抬升最后在输淤带顶部翻转，淤泥从翻转的挖斗掉落后被料斗接住，最后过渡到收纳箱内。

首先该设备实现了自动化清淤，无需人工清淤，故降低了劳动强度，减少了人工成本；且上述清淤过程是伴随淤泥清除设备前进同步进行的，故大幅度提高了清淤效率；且收纳箱合理收纳存放了被挖出的淤泥，避免被挖出的淤泥堆积在排水槽两岸，省略了后续二次清理的麻烦；尤其重要的是，翻转的挖斗与收纳箱之间设置了料斗实现过渡，该料斗在凸轮机构作用下做周期性的水平往复运动，既接住了从刚翻转的挖斗掉落的淤泥，避免其重新掉落到排水槽内做无用功，又刚好避让开卸掉淤泥向下行进的挖斗，两者协调动作，相互增益又互不干涉；最后，由于该淤泥清除设备设有掀盖覆盖装置，故能自动的将排水槽全部的槽盖掀开或者复位，进一步的降低了劳动强度。

铲淤架优选为，铲淤架为上小下大的直角三角形，且铲淤架包括后直边、底直边和斜边，这样，上述铲淤架形成了直接三角形的输淤带，这样，平直的底边利于贴近槽底，提高铲泥除淤效率，斜边则合理抬升挖斗，避免挖斗内淤泥提前掉落，竖直的后边能保证淤泥快速倾倒，且下落方向笔直，便于料斗接料，又使得该机构整体结构紧凑。

作为优选，车架经轮架可转动连接有凸轮，车架还设有用于带动凸轮的第二电机；料斗底板上设有向收纳箱漏料的过孔，料斗底板后端设有圆头凸柱；车架上还固定有水平向导轨，料斗上固定有与导轨滑动配合的滑块，导轨上套合有将滑块后推的压簧，圆头凸柱在压簧作用下与凸轮抵靠，这样，该凸轮机构性能稳定可靠，保障料斗周期水平往复，且装配简单方便；且凸轮机构与料斗的连接合理，落料的过孔与凸轮之间间隔了圆头凸柱，拉开了两者的距离，使淤泥在碰到凸轮机构前就从过孔掉落，避免其干涉凸轮正常工作，进一步提高机构稳定性。

作为进一步优选，车架上设有第三电机，第三电机的输出轴上悬吊有位于收纳箱内部的搅拌轮；收纳箱连通有一个出淤管和一个进水管，这样，搅拌轮的存在，促进了淤泥在收纳箱内的扩散，避免淤泥在收纳箱入口堆积，使排淤过程更通畅；而且，更关键的是，搅拌轮与进水管结合，搅拌产生泥浆，且经出淤管自动排放到工地的泥浆储备池内，供后续施工如钻孔护壁时使用，解决了挖出淤泥的存储和收纳问题，变废为宝，环保节能；且上述泥浆的输送均是自动完成，无需人工拉运，劳动强度小。

作为又进一步优选，车架上还设有驾驶室和通往驾驶室的扶梯，这样，操作人员无需自带扶梯，不仅方便而且也不会遗失扶梯。

掀盖覆盖装置优选为，该淤泥清除设备还包括运输架，该运输架固定在车架的一侧；运输架前后两端分别凸出于车架的前后两端，运输架两端分别设有一个第一旋转驱动缸，每个第一旋转驱动缸的旋转部上设有一根水平的横梁，每个横梁的一端设有第二竖向驱动缸，每个第二竖向驱动缸的活塞杆上固定有第二旋转驱动缸，每个第二旋转驱动缸的旋转部上设有用于与槽盖底面接触的长条挡块，位于车架前方的第二竖向驱动缸、第二旋转驱动缸和长条挡块构成第一机械臂，位于车架后方的第二竖向驱动缸、第二旋转驱动缸和长条挡块构成第二机械臂；运输架上还设有第四电机和由第四电机带动的运输履带，运输履带上设有容置长条挡块横向旋转90度的避让槽，避让槽沿运输履带延伸一周；运输架上设有用于挡住槽盖以限定槽盖在运输履带的后限位置的挡板，这样，通过旋转长条挡块来钩挂或放开排水槽槽盖，通过第三竖向驱动缸来提起或放下槽盖；通过第一旋转驱动缸来旋转横梁，使槽盖在排水槽或运输履带上方切换；通过运输履带将槽盖从掀盖工位传递到覆盖工位；通过横阻悬挂在运输履带上的挡板将槽盖留在运输履带的覆盖工位；即通过机械臂实现排水槽的自动掀盖或覆盖，不再需要人工操作了，更进一步降低了劳动强度；而且掀盖覆盖跟清淤过程有序结合，前面掀盖、中间清淤、后面覆盖，整个过程连续性强，互不干扰，相互促进，共同实现了全自动清淤的功能；且避让槽的存在，既不影响运输履带传送、支承槽盖的正常功能，又能为槽盖下方的长条挡块提供收容空间，容纳其旋转到正对槽盖的腰孔，便于其脱离。

长条挡块优选为，长条挡块与槽盖底面的接触部分设有耐磨片，这样，耐磨片增大了长条挡块与槽盖底面的摩擦力，使得长条挡块钩挂槽盖更稳定有力，避免第二旋转驱动缸旋转时，长条挡块与槽盖相互滑动，确保长条挡块钩挂的槽盖自转。

作为再优选，运输架底端还设有多个辅助滚轮；横梁上远离第二竖向驱动缸的一端设有配重块，这样，运输架通过滚轮与地面滚动摩擦，使运输架自身的重量作用在滚轮上，就不用悬挂在车架上，从而保证了车架的平衡，防止其失稳偏心运动；且配重块使得横梁的两端平衡，从而保证机械臂能精确且稳定的掀盖或覆盖。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能自动掀盖、清淤和覆盖,且能将从排水槽内挖出、又能避免挖出的淤泥重新回落到排水槽的淤泥合理收纳的对排水槽清泥的方法。

本发明的另一种技术解决方案是，提供一种利用该淤泥清除设备对排水槽清泥的方法，其步骤包括：

清淤过程如下：

初始状态时该淤泥清除设备位于排水槽的后方，驱动该淤泥清除设备前进，使位于铲淤架后直边的挖斗与排水槽的后端面平齐，驱动第一竖向驱动缸将铲淤架下放至排水槽槽底，同时驱动第一电机传动输淤带及各个挖斗，每个挖斗经过铲淤架底直边将淤泥铲入，再沿着铲淤架的斜边抬升输送淤泥，并在铲淤架顶角翻转进入后直边，翻转的挖斗将淤泥倒入此时位于正下方的料斗并继续竖直向下，而料斗在凸轮渐进机构作用下，做前后反复运动，接住正上方挖斗的淤泥后回退，避让开空间容该挖斗通过；当下一个挖斗翻转过铲淤架顶角时，料斗重新前进至其正下方，如此往复；而淤泥落入料斗后，从过孔掉入收纳箱内，且驱动第三电机使搅拌轮旋转，同时进水管对收纳箱注水，使收纳箱内的淤泥与水搅拌形成泥浆，最后通过出淤管排放至泥浆储备池；

掀盖过程如下：

该淤泥清除设备的第一机械臂的长条挡块平行对准槽盖中间的腰孔，第二竖向驱动缸下放长条挡块使其穿过腰孔并到达槽盖的下方，再驱动第二旋转驱动缸使长条挡块旋转90°，逆向驱动第二竖向驱动缸上提长条挡块与槽盖钩挂，然后继续上提槽盖，再驱动第一旋转驱动缸将横梁旋转90°，使槽盖位于运输履带前端的正上方，且同步驱动第二旋转驱动缸将槽盖自转90°，驱动第二竖向驱动缸将槽盖下放至运输履带上且使得长条挡块下降至避让槽内，继续下放长条挡块使其与槽盖底面脱离，再将长条挡块在避让槽内旋转90°，使长条挡块与槽盖腰孔再次平行，然后上提长条挡块使其经腰孔脱离槽盖；驱动第一旋转驱动缸将横梁旋转90°复位，且同步驱动第二旋转驱动缸将长条挡块自转90°复位；

覆盖过程如下：

槽盖经运输履带输送至挡板处停止后，第二机械臂的长条挡块平行对准槽盖中间的腰孔，驱动第二竖向驱动缸下放长条挡块使其穿过腰孔并到达槽盖的下方的避让槽内，再驱动第二旋转驱动缸使长条挡块旋转90°后与槽盖钩挂，然后将槽盖提起，驱动第一旋转驱动缸将横梁逆时针旋转90°使槽盖对准排水槽的空缺位置，且同步驱动第二旋转驱动缸将槽盖自转90°，使槽盖与排水槽长度方向一致，将槽盖下放盖回其正对的空缺位置，并继续下放长条挡块使其与槽盖底面脱离，驱动第二旋转驱动缸使长条挡块旋转90°使长条挡块与槽盖腰孔再次平行，再逆向驱动第二竖向驱动缸收回长条挡块，驱动第一旋转驱动缸将横梁旋转90°复位，且同步驱动第二旋转驱动缸将长条挡块自转90°复位。

本发明对排水槽清泥的方法与现有技术相比，具有以下优点。

三角形的输淤带，平直的底边利于贴近槽底，提高铲泥除淤效率，斜边则合理抬升挖斗，避免挖斗内淤泥提前掉落，竖直的后边能保证淤泥快速倾倒，且下落方向笔直，便于料斗接料，又使得该机构整体结构紧凑；而翻转的挖斗与收纳箱之间经料斗过渡，该料斗在凸轮机构作用下做周期性的水平往复运动，既接住了从刚翻转的挖斗掉落的淤泥，避免其重新掉落到排水槽内做无用功，又刚好避让开卸掉淤泥向下行进的挖斗，上述的凸轮机构、料斗和挖斗以及输淤带相互协调动作，相互增益又互不干涉，共同实现了提高淤泥收纳效率，避免掉回槽底做无用功的弊端；而且，收纳箱并非简单的收纳，而是利用搅拌轮与进水管结合，搅拌产生泥浆，并经出淤管自动排放到工地的泥浆储备池内，供后续施工循环使用，解决了挖出淤泥的存储和收纳问题，变废为宝，环保节能，且上述泥浆的输送均是自动完成，无需人工拉运；况且，通过第一机械臂自动掀盖并将其放置在运输履带，并自动传送至车架后方，再利用第二机械臂自动覆盖，自动化程度高，且掀盖覆盖跟清淤过程有序结合，前面掀盖、中间清淤、后面覆盖，并自动传送，整个过程连续性强，互不干扰，相互促进，共同实现了全自动清淤的功能；最后，运输架及运输履带下方设置了从动轮，在传送槽盖同时，使得该车架行驶更加稳定。

作为优选，掀盖、清淤和覆盖结合起来的工作过程如下：

a、初始状态时该淤泥清除设备位于排水槽的后方，驱动第一机械臂将第一个槽盖掀开并放在运输履带上，再驱动该淤泥清除设备前进一个槽盖长度的距离且同步对该槽盖长度的排水槽清淤；

b、驱动第一机械臂将下一个槽盖掀开并放在运输履带上，驱动该淤泥清除设备前进一个槽盖长度的距离且同步对该槽盖长度的排水槽清淤，驱动第二机械臂将此刻位于运输履带挡板前方的一个槽盖盖回位于车架后方的排水槽空缺位置；

c、重复步骤b，直至该淤泥清除设备的车架前进至排水槽最后一个槽盖长度范围内，不再驱动第一机械臂，且反向驱动第一竖向驱动缸收回铲淤架，然后继续前进一个槽盖长度，最后驱动第二机械臂将最后一个槽盖盖回。

上述掀盖、清淤、覆盖各个步骤有序结合，完整连贯的实现了全自动化过程。

附图说明

图1是本发明工地的淤泥清除设备一种视角的结构示意图。

图2是本发明工地的淤泥清除设备另一种视角的结构示意图。

图3是本发明工地的淤泥清除设备清淤装置安装在车架上的结构示意图。

图4是本发明工地的淤泥清除设备清淤装置的结构示意图。

图5是本发明工地的淤泥清除设备掀盖覆盖装置的结构示意图。

图6是本发明工地的淤泥清除设备清淤泥的结构示意图。

图7是本发明工地的淤泥清除设备清淤泥且局部剖的结构示意图。

图中所示1、车架，2、履带，3、第一竖向驱动缸，4、铲淤架，5、第一电机，6、输淤带，7、挖斗，8、收纳箱，9、料斗，10、驾驶室，11、第二电机，12、皮带，13、凸轮，14、圆头凸柱，15、压簧，16、导轨，17、滑块，18、第三电机，19、搅拌轮，20、出淤管，21、进水管，22、扶梯，23、运输架，24、第一旋转驱动缸，25、横梁，26、第二竖向驱动缸，27、第二旋转驱动缸，28、槽盖，29、长条挡块，30、第四电机，31、运输履带，32、避让槽，33、挡板，34、耐磨片，35、滚轮，36、配重块，37、排水槽，38、腰孔，39、过孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本发明淤泥清除设备，它包括车架1、安装在车架1上的履带2和安装在车架1上的掀盖覆盖装置。车架1由支撑架、底板、中板和顶板构成，且车架1上还设有带动履带2的动力系统。

车架1的顶板上设有第一竖向驱动缸3，第一竖向驱动缸3的活塞杆上固定有铲淤架4，铲淤架4为上小下大的直角三角形，且铲淤架4包括后直边、底直边和斜边，铲淤架4上可转动安装有导轮，铲淤架4上设有用于带动导轮的第一电机5，导轮上套合有输淤带6，输淤带6上设有多个挖斗7。

车架1的底板上设有收纳箱8，车架1的中板上设有料斗9，该料斗9用于接住从倒翻的挖斗7掉落的淤泥且将倒翻的挖斗7掉落的淤泥送入收纳箱8，且车架1的中板上还设有使料斗9水平向移动以避开挖斗7的凸轮渐进机构。

凸轮渐进机构具体是指，车架1的中板经轮架可转动连接有凸轮13，轮架由车架1中板底部的两块竖板构成且凸轮13可转动连接在两个竖板之间，车架1的中板上还设有经皮带12带动凸轮13的第二电机11，且车架1的中板设有供皮带12通过的孔；料斗9底板上设有向收纳箱8漏料的过孔39，料斗9底板后端设有圆头凸柱14；车架1中板的底部还固定有水平向导轨16，料斗9上固定有与导轨16滑动配合的滑块17，导轨16上套合有将滑块17后推的压簧15，即压簧15位于滑块17和导轨16前端板40之间，圆头凸柱14在压簧15作用下与凸轮13抵靠。此处统一一个方位概念，靠近输淤带6方向为前，靠近收纳箱8方向为后。

车架1的中板上设有第三电机18，第三电机18的输出轴上悬吊有位于收纳箱8内部的搅拌轮19；收纳箱8连通有一个用于与泥浆储备池连通的出淤管20和一个进水管21；车架1上还设有驾驶室10和通往驾驶室10的扶梯22。

该淤泥清除设备还包括运输架23，该运输架23固定在车架1的一侧。运输架23前后两端分别凸出于车架1的前后两端，运输架23前后两端分别设有一个第一旋转驱动缸24，每个第一旋转驱动缸24的旋转部上设有一根水平的横梁25，每个横梁25的一端设有第二竖向驱动缸26，每个横梁25的另一端设有配重块36，每个第二竖向驱动缸26的活塞杆上固定有第二旋转驱动缸27，每个第二旋转驱动缸27的旋转部上设有用于与槽盖28底面接触的长条挡块29，且长条挡块29与槽盖28底面的接触部分设有耐磨片34。位于车架1前方的第二竖向驱动缸26、第二旋转驱动缸27和长条挡块29构成第一机械臂，位于车架1后方的第二竖向驱动缸26、第二旋转驱动缸27和长条挡块29构成第二机械臂。

运输架23上可转动安装有导轮，运输架23还设有用于带动导轮的第四电机30，导轮上套合有运输履带31，运输履带31上设有容置长条挡块29横向旋转90度的避让槽32，避让槽32沿运输履带31延伸一周；运输架23上设有用于挡住槽盖28以限定槽盖28在运输履带31的后限位置也就是后端极限位置的挡板33，且运输架23底端设有多个辅助滚轮35。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，利用本发明工地的淤泥清除设备对工地排水槽清淤的方法，它包括以下步骤。

清淤过程如下：

初始状态时该淤泥清除设备位于排水槽37的后方，驱动该淤泥清除设备前进，使位于铲淤架4后直边的挖斗7与排水槽37的后端面平齐，驱动第一竖向驱动缸3将铲淤架4下放至排水槽37槽底，同时驱动第一电机5传动输淤带6及各个挖斗7，每个挖斗7经过铲淤架4底直边将淤泥铲入，再沿着铲淤架4的斜边抬升输送淤泥，并在铲淤架4顶角翻转进入后直边，翻转的挖斗7将淤泥倒入此时位于正下方的料斗9并继续竖直向下，而料斗9在凸轮渐进机构作用下，做前后反复运动，接住正上方挖斗7的淤泥后回退，避让开空间容该挖斗7通过；当下一个挖斗7翻转过铲淤架4顶角时，料斗9重新前进至该挖斗7正下方，如此往复；而淤泥落入料斗9后，从过孔39掉入收纳箱8内，且驱动第三电机18使搅拌轮19旋转，同时进水管21对收纳箱8注水，使收纳箱8内的淤泥与水搅拌形成泥浆，最后通过出淤管20排放至泥浆储备池。

掀盖过程如下：

该淤泥清除设备的第一机械臂的长条挡块29平行对准槽盖28中间的腰孔38，第二竖向驱动缸26下放长条挡块29使长条挡块29穿过腰孔38并到达槽盖28的下方，再驱动第二旋转驱动缸27使长条挡块29旋转90°，逆向驱动第二竖向驱动缸26上提长条挡块29使长条挡块29与槽盖28钩挂，然后继续上提槽盖28，再驱动第一旋转驱动缸24将横梁25旋转90°，使槽盖28位于运输履带31前端的正上方，且同步驱动第二旋转驱动缸27将槽盖28自转90°，使得槽盖28的长度方向与运输履带31的长度方向一致，驱动第二竖向驱动缸26将槽盖28下放至运输履带31上且使得长条挡块29下降至避让槽32内，继续下放长条挡块29使长条挡块29与槽盖28底面脱离，再将长条挡块29在避让槽32内旋转90°，使长条挡块29与槽盖28的腰孔38再次平行，然后上提长条挡块29使长条挡块29经腰孔38脱离槽盖28；驱动第一旋转驱动缸24将横梁25旋转90°复位，且同步驱动第二旋转驱动缸27将长条挡块29自转90°复位。

覆盖过程如下：

槽盖28经运输履带31输送至挡板33处停止后，第二机械臂的长条挡块29平行对准槽盖28中间的腰孔38，驱动第二竖向驱动缸26下放长条挡块29使长条挡块29穿过腰孔38并到达槽盖28下方的避让槽32内，再驱动第二旋转驱动缸27使长条挡块29旋转90°后与槽盖28钩挂，然后将槽盖28提起，驱动第一旋转驱动缸24将横梁25逆时针旋转90°使槽盖28对准排水槽37的空缺位置，且同步驱动第二旋转驱动缸27将槽盖28自转90°，使槽盖28与排水槽37长度方向一致，将槽盖28下放盖回该槽盖28正对的空缺位置，并继续下放长条挡块29使长条挡块29与槽盖28底面脱离，驱动第二旋转驱动缸27使长条挡块29旋转90°使长条挡块29与槽盖28腰孔38再次平行，再逆向驱动第二竖向驱动缸26收回长条挡块29，驱动第一旋转驱动缸24将横梁25旋转90°复位，且同步驱动第二旋转驱动缸27将长条挡块29自转90°复位。

掀盖、清淤和覆盖结合起来的工作过程如下：

a、初始状态时该淤泥清除设备位于排水槽37的后方，驱动第一机械臂将第一个槽盖28掀开并放在运输履带31上，再驱动该淤泥清除设备前进一个槽盖28长度的距离且同步对该槽盖28长度的排水槽37清淤；

b、驱动第一机械臂将下一个槽盖28掀开并放在运输履带31上，驱动该淤泥清除设备前进一个槽盖28长度的距离且同步对该槽盖28长度的排水槽37清淤，驱动第二机械臂将此刻位于运输履带31挡板33前方的一个槽盖28盖回位于车架1后方的排水槽37空缺位置，当然，第一机械臂可以多次抓取多个槽盖28放在运输履带31上，且运输履带31同时运输多个槽盖28，同时运输槽盖28的数量越多，掀盖覆盖的效率越高；当然，第二机械臂的覆盖过程是逐一覆盖的；

c、重复步骤b，直至该淤泥清除设备的车架1前进至排水槽37最后一个槽盖28长度范围内，不再驱动第一机械臂，且反向驱动第一竖向驱动缸3收回铲淤架4，并停止第一电机5，然后继续前进一个槽盖28长度，最后驱动第二机械臂将最后一个槽盖28盖回。