吸土机吸嘴的移动装置及吸土位置调整方法与流程

本发明属于机械技术领域，涉及吸土机吸嘴的移动装置及吸土位置调整方法。

背景技术：

在打桩施工过程中，将钢筋笼下放入打好的桩孔内时，钢筋笼会与桩孔侧壁发生碰撞使得桩孔侧壁上的残渣(渣土)落到桩孔底部，当大量的残渣(渣土)在桩孔底部越积越多时钢筋笼不能下放至桩孔底部，就会导致钢筋笼多出地面一定的高度，这对于下一步施工难度极大，要么把多余高度的钢筋笼切掉、要么直接施工，如果说切掉或者直接施工将极大的影响整体的刚性。

目前，施工中通常采用吸土机将桩孔里堆积的残渣(渣土)吸出，但是由于桩孔较深，特别是在山丘地区，桩孔可达50米深，吸土机在吸取桩孔内的土时，所用的吸管单元的长度要与桩孔的深度相同，吸管单元最长时有50米长，吸土工作进行时，当吸嘴一处的残渣吸出桩孔后，要将吸嘴挪至下一处时会存在下列问题：一是由于吸管单元长度太长，要将吸管单元的吸嘴准确移动较为困难；二是桩孔较深，不方便观察吸土情况，便于确定何时需要移动吸嘴以及移动多少位移；从而导致施工效率降低。

技术实现要素：

针对现有施工中吸管单元较长移动难，桩孔较深不易确定移动的准确位置，效率低的问题，本发明提出的吸土机吸嘴的移动装置及吸土位置调整方法，能清楚的观察到桩孔底部情况，确定吸嘴移动的指定位置，并能快速调整吸嘴的位置，操作过程简单，工作效率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种吸土机吸嘴的移动装置，包括固定架以及移动机构；

所述固定架置于地面上，为移动机构提供支撑；

所述移动机构一端与固定架相连，所述移动机构另一端与待移动吸嘴相连；所述移动机构包括牵拉绳以及与牵拉绳相对应的滑轮；所述牵拉绳至少为两根；所述滑轮固定在固定架上，所述牵拉绳的一端绕过对应的滑轮与待移动吸嘴相连，通过牵拉其中任意一个牵拉绳的另一端对待移动吸嘴施加牵拉力，吸嘴受牵拉而移动实现吸土位置的调整。

进一步的，所述吸土机吸嘴的移动装置还包括成像机构与显示机构；所述显示机构置于地面上，所述成像机构置于待移动吸嘴外壁上；所述成像机构通过无线方式与显示机构连接；所述成像机构包括底座以及置于底座上的摄像头；所述底座置于待移动吸嘴外壁上。

进一步的，所述成像机构还包括成像支架、驱动机构、弧形支架、毛刷以及传动机构；所述成像支架和驱动机构均固定在底座上；所述驱动机构的输出端通过传动机构与弧形支架连接，所述弧形支架置于摄像头的外表面上并与摄像头的外表面结构相适应；所述毛刷设置在弧形支架的内表面并与摄像头的外表面相接触。

进一步的，所述摄像头为半球面形，所述弧形支架的半径大于摄像头半径。

进一步的，所述传动机构是铰链传动机构或者连杆传动机构，其是将驱动机构的圆周运动经3次90°换向后输出，使弧形支架在成像机构的外表面绕成像机构的中心轴转动，完成清扫。

进一步的，所述传动机构为软轴传动机构，所述软轴传动机构包括钢丝绳；所述钢丝绳置于成像支架内腔中；所述钢丝绳与弧形支架之间设置有转轴；所述驱动机构通过钢丝绳和转轴与弧形支架相连。

进一步的，所述成像机构还包括传感器和控制器；所述传感器设置在成像支架上，所述控制器置于地面上；所述控制器通过无线方式分别与驱动机构和成像机构连接。

进一步的，所述吸土位置调整方法包括以下步骤：

1)移动机构的一端通过固定架置于地面的桩孔孔口处，移动机构的另一端与吸嘴相连，通过牵拉移动机构移动吸嘴与桩孔底部的残渣土的接触位置；

2)传感器将成像机构上的渣土信息传送给控制器，利用控制器控制驱动机构带动传动机构对成像机构进行清扫，再通过成像机构对吸嘴周围的渣土形貌进行采集，将采集的图像信号传送给显示机构，确定抽吸位置以及吸嘴的移动方向，牵拉移动机构将吸管单元的吸嘴移动至指定的位置，使吸嘴端口与桩孔底部的渣土相接触，完成吸土位置调整。

进一步的，所述步骤2)具体为：

2.1)控制器接收传感器的感应信号后，由控制器发送启动命令，驱动机构提供动力并通过传动机构将动力传递给清扫机构，带动清扫机构绕着摄像头的外表面做旋转运动，并控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率；

2.2)传动机构通过感应机构启动传动机构，经传动传动机构对驱动机构的转动方向转换后带动弧形支架转动，弧形支架转动带动毛刷对摄像头进行清扫；

2.3)摄像头清扫干净后，利用摄像头对吸嘴周围的渣土形貌进行采集并将采集到的图像信息传送给显示器，通过显示器上观察到的吸土情况以及吸土位置，确定吸嘴的抽吸位置以及吸嘴的移动方向，在地面上牵拉牵拉绳将吸管单元的吸嘴移动至指定的位置，使吸嘴端口与桩孔底部的渣土相接触，完成吸土位置调整。

本发明的有益效果是：

1、本发明中，吸土机吸嘴的移动装置包括吸管单元、固定架以及移动机构；固定架置于地面上；移动机构一端与固定架相连；移动机构另一端与吸管单元吸嘴端相连。操作时，只需在地面上移动移动机构即可实现桩孔内吸管单元吸嘴端的移动，结构简单，操作方便。

2、本发明中，移动机构包括至少两根牵拉绳和滑轮，滑轮固定在固定架上，牵拉绳分别绕过滑轮与吸管单元的吸嘴相连，通过牵拉其中任意一个牵拉绳的自由端对吸管单元的吸嘴施加牵拉力，而其余牵拉绳处于自由状态，吸嘴受牵拉而移动。通过牵拉绳能很好地实现桩孔内较长吸管单元吸嘴端的移动，移动过程安全易操作，移动效率高。

3、本发明还包括置于桩孔内吸嘴上的成像机构以及置于地面上的显示机构，通过成像机构对桩孔内吸嘴周围的渣土形貌进行采集将图像信息传送指显示机构，能根据显示机构上的图像信息，快速确定吸嘴要移动的方向以及位移，同时能确定桩孔内的吸嘴是否移动至指定的位置，直观可靠，节省时间，提高效率。

4、本发明中的，电机的输出端通过传动机构与弧形支架连接并通过传动机构带动弧形支架绕着摄像头镜头做旋转运动，毛刷设置在弧形支架的内表面并与摄像头的外表面相接触，对摄像头镜头进行清扫，避免摄像头被渣土覆盖住，不能清楚的观察记录桩孔底部的吸土情况，改善了成像的效果，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的吸土机吸嘴的移动装置地面部分结构示意图；

图2为本发明提供的吸土机吸嘴的移动装置桩孔内部分结构示意图；

图3为本发明提供的成像机构6立体结构示意图；

图4为本发明提供的成像机构6侧视结构示意图；

其中：

1—固定环；2—固定槽；3—脚架；4—牵拉绳；5—滑轮；6—成像机构；61—底座；62—成像支架；621—钢丝绳；622—转轴；623—连接块；63—摄像头；64—电机；65—弧形支架；66—毛刷。

具体实施方式

现结合附图以及具体实施例对本发明做详细的说明。

实施例1

本发明提供的吸土机吸嘴的移动装置，包括固定架以及移动机构。固定架置于地面上，为移动机构提供支撑；移动机构一端与固定架相连，移动机构另一端吸嘴相连，通过移动机构的牵拉移动实现吸嘴吸土位置的调整。

参见图1，本实施例中，固定架包括固定环1以及脚架3，脚架3为三根，脚架3分别均布固定在固定环1上的固定槽2内。

参见图1以及图2，移动机构包括牵拉绳4和与牵拉绳4相对应的滑轮5，牵拉绳4至少为两根。具体的牵拉绳4和滑轮5均为三个，滑轮5均布固定在固定槽2上，三个牵拉绳4分别绕过与之相对应的滑轮5与吸嘴相连，通过牵拉其中任意一个牵拉绳4的自由端对吸管单元的吸嘴施加牵拉力，而其余牵拉绳处于自由状态，吸嘴受牵拉而移动实现吸嘴位置的调整。

实施例2

由于施工时，桩孔较深，为了便于对桩孔内吸嘴周围的渣土形貌进行采集，精准的确定吸管单元吸嘴的移动方向以及移动位移，本发明中的移动机构还包括置于吸嘴外壁上的成像机构6以及置于地面上的显示机构，显示机构与成像机构通过无线方式连接，成像机构采集到图像信息传送给显示机构，显示机构为显示器或显示屏。

参见图2、图3以及图4，本实施例中，成像机构6包括底座61以及置于底座上的摄像头63；底座61置于吸管单元吸嘴端的侧壁上，便于观察桩孔内的情况。

具体的，成像机构6还包括成像支架62、驱动机构以及弧形支架65、毛刷66、传动机构；成像支架62和驱动机构均固定在底座61上；驱动机构的输出端通过传动机构与弧形支架65连接并通过传动机构带动弧形支架65绕着摄像头63镜头做旋转运动，弧形支架65置于摄像头63的镜头外表面上并与摄像头63的镜头外表面结构相适应；毛刷66设置在弧形支架65的内表面并与摄像头63的镜头外表面相接触，对摄像头63进行清扫，实施时，驱动机构为电机64。

实施时，摄像头63包括球座、置于球座上的半球形透明壳体以及置于壳体内的摄像镜头，摄像镜头是能实现360°拍摄的广角镜头，弧形支架65的半径大于摄像头63壳体的半径，使得毛刷能完全覆盖摄像头63的壳体。

本实施例中，传动机构为软轴传动机构，软轴传动机构包括钢丝绳621；所述钢丝绳621置于成像支架62内腔中；钢丝绳621与弧形支架65之间设置有转轴622；驱动机构通过钢丝绳621和转轴622与弧形支架65相连。在实施时，优选地，钢丝绳621为柔性钢丝绳，能把够避免钢丝绳621在传动过程中发生拉伸或形变。

本实施例在吸土过程中，电机64一直工作，驱动传动机构带动弧形支架转动，弧形支架上的毛刷对摄像头63的壳体表面进行清扫，有效防止渣土落在摄像头上，保证摄像头63的清晰度，并将采集到的清晰的图像信息传递给显示机构，便于对桩孔内的吸土情况以及吸土位置进行观察。

实施例3

在实施例2的基础上，为了节省资源，更加智能化地控制驱动机构带动弧形支架65转动，成像机构还包括传感器和控制器；传感器设置在摄像头63的壳体上，感应渣土，并将感应信号传递给控制器；控制器置于地面上的总控平台，控制器通过无线方式分别与电机64和成像机构连接，控制器能根据清扫机构的位置信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制驱动机构和清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及控制成像机构的图像采集频率，并将采集到的清晰的图像信息传递给显示机构。实施时，传感器和控制器均为市售的现有产品，能实现信号的感应与传送。

本实施例中的传感器为浓度传感器，传感器可根据感应到的成像机构上的灰尘浓度向控制器发出信号，控制器根据接受的信号发出指令，启动电机64驱动钢丝绳621带动弧形支架65转动，从而对摄像头63壳体进行自动清扫，同时控制电机64和弧形支架65的清扫速度和旋转幅度以及控制成像机构的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。

实施例4

本发明提供的吸土机吸嘴的吸土位置调整方法，包括以下步骤：

1)移动机构的一端通过固定架置于地面的桩孔孔口处，移动机构的另一端与吸管单元的吸嘴相连，通过牵拉移动机构移动吸嘴与桩孔底部的残渣土的接触位置；

2)传感器将成像机构上的渣土浓度传送给控制器，利用控制器控制驱动机构带动传动机构对成像机构进行清扫，再通过成像机构对吸嘴周围的渣土形貌进行采集，并将采集到的清晰的图像信息传递给显示机构，便于对桩孔内的吸土情况以及吸土位置进行观察，确定抽吸位置以及吸嘴的移动方向，牵拉移动机构将吸管单元的吸嘴移动至指定的位置，使吸嘴端口与桩孔底部的渣土相接触，完成吸土位置调整。

具体的，吸土位置的调整具体包括以下步骤：

2.1)控制器接收传感器的感应信号后，由控制器发送启动命令，驱动机构提供动力并通过传动机构将动力传递给清扫机构，带动清扫机构绕着摄像头(63)壳体的外表面做旋转运动，并控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率；

2.2)通过感应机构启动传动机构，经传动机构对驱动机构的转动方向转换后带动弧形支架65转动，弧形支架65转动带动毛刷66对摄像头63壳体进行自动清扫；

2.3)摄像头63的壳体清扫干净后，利用摄像镜头对吸嘴周围的渣土形貌进行采集，并将采集到的清晰的图像信息传递给显示机构，便于对桩孔内的吸土情况以及吸土位置进行观察，确定抽吸位置以及吸嘴的移动方向，在地面上牵拉牵拉绳4将吸管单元的吸嘴移动至指定的位置，使吸嘴端口与桩孔底部的渣土相接触，完成吸土位置调整。

实施例5

与实施例3不同的是，传感器为触发式传感器，当传感器接触到渣土时，感应器向控制器发送反馈信号，控制器根据接受到的信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。

实施例6

与实施例2不同的是，本实施例中，传动机构是铰链传动机构或者连杆传动机构，驱动机构通过铰链传动机构或者连杆传动机构与弧形支架65相连，铰链传动机构或者连杆传动机构将驱动机构输出的圆周运动经3次90°换向后输出，使弧形支架65在成像机构6的壳体表面绕成像机构6的壳体的中心轴转动，实现对成像机构6的壳体的自动清扫，保证成像机构6的壳体的清晰度。