专利名称：下水道疏通智能清淤车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市下水道疏通、清淤等作业。
背景技术：
目前，国内大中小城镇下水管道的情况非常复杂，大中型城市的主下水管道尺寸较大，不易产生严重的堵塞，但各支管道尺寸较小，尤其是小的街道和小区，下水管道中污水的流速较慢，常会因建筑垃圾、油污等生活垃圾造成结垢堵塞；而大中城市的老城区以及小城镇，其下水管道尺寸较小，且多为水泥管道，甚至还有砖彻的下水管道存在，极易产生堵塞，有时还会有树木的根系植入造成堵塞。一般情况，当管道堵塞时通过冲洗、绞拉等方法使淤积物集中到落底式竖井中，然后通过人工掏扒或使用专用机械抽吸、抓取进行清理。下水道疏通清理工作，工作环境差，工作效率低，影响城市的生活环境。抓掘类清淤机械，能够适应各种淤积物，工作效率得到了很大提高，但工作中每次抓取和释放工作中，工作臂的运动、定位靠人工操作，抓掘装置下井工作需增加一名操作工在井口观察、指 车，影响其效率的进一步提闻。国内城市下水管道严重堵塞时的疏通清理，一直是市政部门面对的顽疾之一。现阶段我国下水道疏通清理机械应用处于刚刚起步阶段，现阶段国内中小城镇的大部分疏通清理工作，主要仍依靠人工疏通清理，疏通清理工作相当麻烦，一般情况需要先排出管道中余气，再抽吸去污液，很多情况需要人工下井作业，费时费工，又脏又累，更严重的问题是操作不当还会危及下井操作人员的生命安全(伤亡事故时有发生)。工作地域大小情况、窨井垂直深度不同大小情况等，使窨井清淤工作的环境特殊。本项实用新型面对窨井清淤的复杂工作环境情况，利用执行工步遥控的优势，以弥补空间运动不便引起的工作率低下等问题。 发明内容实用新型的目的在于:提供一种集对窨井的自动精确定位、冲穿、冲洗、污物抓取、装车、自卸等功能于一体的下水道疏通智能清淤车，实现对窨井的精确定位及自动清淤功能，效果好，操作安全，效率高。本实用新型的技术解决方案是:本实用新型下水道疏通智能清淤车采用运动控制器作为主控单元，32外线测距仪加旋转平台作为窨井位置的智能定位单元，电液比例阀加伺服油缸作为末端精确执行单元，对窨井污物的清除实现全自动控制。在下水道堵塞不严重时使用冲穿头或管道浮式冲洗头，在堵塞严重时使用旋转式管道清洗器，可切削、摔打、破碎各类污物，将下水管道疏通清洗。所述下水道疏通智能清淤车包括:车辆底盘、脚撑、控制箱、绞盘总成、转盘总成、侧防护、液压总成、清水箱、挡泥板、智能控制总成、翻斗油缸、工具箱、冲穿总成、后防护、淤泥箱翻斗、立柱、变幅油缸、横臂总成、水箱人孔、抓斗总成等。其中，智能控制总成对绞盘、转盘、油缸、阀体的控制，实现横臂的伸、缩、转动，抓斗的升、降、开合，冲穿装置的放置、工作，实现下水道疏通全过程的自动化，其组成包括:坐标定位平台、触摸屏、运动控制器、电控液压阀组、第二限位开关、第一限位开关、步进电机驱动器、伺服电机驱动器、激光传感器、电磁换向阀、比例电磁阀、位移传感器、编码器、第一位移传感器、第二位移传感器、红外接近开关等。本实用新型的坐标定位平台安装在立柱的侧壁上，用于采集窨井的位置信号，坐标定位平台的信号输出端与运动控制器的位置信号输入端相连，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀块组控制转盘、横臂及抓斗的动作。本实用新型的坐标定位平台为X-Y-Z三维坐标平台，包括激光传感器、伺服电机、步进电机、伺服电机驱动器、步进电机驱动器、第一限位开关和第二限位开关，工作时在窨井处放置有反射光的标志杆，激光传感器发射激光，同时，接收来自标志杆发射的光信号，激光传感器的信号输出端与运动控制器的光信号输入端相连，运动控制器的电机控制信号输出端分别通过伺服电机驱动器和步进电机驱动器控制伺服电机和步进电机的运转，所述的伺服电机和运动控制器之间串接第一限位开关，步进电机和运动控制器之间串接第二限位开关。本实用新型中，第一位移传感器和第二位移传感器分别安装在变幅油缸和横臂上，作为变幅油缸和横臂的到位检测器，用于检测变幅油缸和横臂的位置信号，第一位移传感器和第二位移传感器的检测信号输出端与运动控制器的对应位移信号输入端相连，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀模块组的对应比例电磁阀控制横臂和变幅油缸的动作。本实用新型中，磁电机线圈安装在立柱顶端的齿轮转子上，当抓斗下放至底部时，齿轮转子停止 转动，磁电机线圈不再切割磁感线，磁电机线圈的感应信号输出至运动控制器的对应电信号输入端。红外接近开关安装在抓斗的顶部与横臂的连接端上，当抓斗上升至顶部是，红外接近开关的感应信号输出至运动控制器的对应电信号输入端，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀块组的对应电磁换向阀控制抓斗的动作。本实用新型中的编码器安装在转盘下方的旋转轴上，编码器用于采集转盘的旋转到位信号，编码器的感应信号输出至运动控制器的对应电信号输入端，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀块组的对应比例电磁阀控制转盘的动作。本实用新型在横臂末端安装磁电机线圈及齿轮转子，在转盘下方的旋转轴上安装编码器；电机驱动器、运动控制器、触摸屏安装在控制箱；控制箱和电控液压阀组分别安装在转盘右侧；运动控制器分别连接坐标平台，电控液压阀组、编码器、位移传感器、磁电机线圈及红外接近开关，再通过串联通讯电缆连接触摸屏组成系统控制的人机交互画面。本实用新型具有以下优点:1、本实用新型下水道疏通智能清淤车，将窨井清淤操作手工操作改为全自动控制操作。，极大地提高了作业质量和生产效率高，节约了大量的人力、物力和时间，降低了窨井清淤中的劳动强度。2、本实用新型下水道疏通智能清淤车所用冲穿头除一般冲穿头、冲洗头外，使用了旋转式管道清洗器，可切割、破碎各类顽固的污物，这一技术在国内首次使用。3、本实用新型下水道疏通智能清淤车结构简单、作业质量高、生产效率高、经济实用，是窨井清淤的高效、安全设备，适宜于大面积推广使用。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的工作流程图。图3为本实用新型的电控系统结构图。图4为本实用新型定位完成后的清淤规划图。图中:1、车辆底盘，2、脚撑，3、控制箱，4、绞盘总成，5、转盘总成，6、侧防护，7、液压总成，8、清水箱，9、挡泥板，10、智能控制总成，11、翻斗油缸，12、工具箱，13、冲穿总成，14、后防护，15、淤泥箱翻斗，16、立柱，17、变幅油缸，18、横臂总成，19、水箱人孔，20、抓斗总成，21、坐标定位平台，22、触摸屏，23、运动控制器，24、电控液压阀组，25、第二限位开关，26、第一限位开关，27、步进电机驱动器，28、伺服电机驱动器，29、激光传感器，30、电磁换向阀，31、比例电磁阀，32、位移传感器，33、编码器，34、第一位移传感器，35、第二位移传感器，36、红外接近开关。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型下水道疏通智能清淤车整机通过螺丝连接的方式，首先把两个位移传感器分别安装在横臂和变幅油缸上，在横臂末端安装磁电机线圈及齿轮转子，在转盘下方的旋转轴上安装编码器，三维坐标定位平台安装在立柱右侧面上。电机驱动器、运动控制器、触摸屏等安装在控制箱。控制箱和电控液压阀块组分别安装在转盘右侧。运动控制器分别连接X-Y-Z三维坐标平台，电控液压阀块组、编码器、位移传感器、磁电机线圈及红外接近开关，再通过串联通讯电缆连接触摸屏组成系统控制的人机交互画面。
运动控制器控制着整个系统的自动运行，运动控制器通过X-Y-Z三维坐标定位平台采集窨井坐标位置的原始数据，通过算法确定横臂需要旋转的角度及伸出的距离。运动控制器通过控制电控液压阀块组实现对液压缸、摆线马达及轴向阻塞马达的控制，通过编码器及位移传感器反馈的信号，实现清淤车自动清淤。X-Y-Z三维坐标定位平台，扫描窨井处按放标志杆根据上下两点所扫描的数据，通过算法确定横臂需要旋转的角度及伸出的距离。本实用新型下水道疏通智能清淤车工作时首先提升抓斗至红外接近开关报警，变幅油缸伸出横臂拾起，合上抓斗，旋转转盘，使横臂旋转到窨井中心的角度，变幅油缸收缩至横臂水平，抓斗向下放1.1米。判断横臂伸出的距离是否超过1.1米，如果没有超过，横臂伸出到窨井上方。如果超过横臂伸出1.1米，横臂伸出1.1米，抓斗向下放1.1米，横臂伸出到窨井上方。。放下抓斗至井底，向上提升抓斗0.5S，打开抓斗，放下抓斗至井底，合上抓斗，提升抓斗至红外接近开关报警，判断横臂收缩是否超过1.1米，如果没有超过1.1米，横臂完全回收，提升抓斗至红外接近开关报警。如果超过1.1米，横臂收缩1.1米，提升抓斗至红外接近开关报警，横臂完全回收，提升抓斗至红外接近开关报警。变幅油缸伸出横臂拾起，旋转横臂至车厢上方的初始位置，变幅油缸收缩，横臂放平，打开抓斗，放出淤泥，完成一次清淤过程。循环执行触摸屏，设定抓取次数。智能化清淤车的工作流程简述如下，如附图2所示首先整机初始化；[0031 ] 通过触摸屏选择工作模式；手动工作模式:通过触摸屏上对应的按钮控制相应的执行机构；自动工作模式:首先通过X-Y-Z三维坐标定位平台采集的窨井坐标数据，设定清淤次数，执行清淤工作规划。执行完一次清淤循环后，可以根据需要追加清淤次数。
该车整个起吊机械部分有:转盘负责起吊装置水平面上0-200的调节,绞盘负责与抓斗油缸连接，高压油管和抓斗连接的钢丝绳的收放。立柱承担吊臂重量，横臂有三节，装有两个伸缩油缸负责横臂伸缩，横臂两端各有一个滚轮，负责抓斗高压油管和钢丝绳滚动，还有一只变幅油缸与立柱相连，负责改弯吊臂角度，抓斗装置有抓斗和抓斗油缸，抓斗油缸负责抓斗开合。该车淤泥箱承载窨井清除的污物，淤泥箱下有双作用自卸油缸。
权利要求1.下水道疏通智能清淤车，其特征在于:所述的下水道疏通智能清淤车包括:车辆底盘⑴、控制箱⑶、绞盘总成⑷、转盘总成(5)、液压总成(7)、智能控制总成(10)、翻斗油缸(11)、立柱(16)、变幅油缸(17)、横臂总成(18)、抓斗总成(20)工作部分；智能控制总成(10)由坐标定位平台(21)、触摸屏(22)、运动控制器(23)、电控液压阀块(24)、第二限位开关(25)、第一限位开关(26)、步进电机驱动器(27)、伺服电机驱动器(28)、激光传感器(29)、电磁换向阀(30)、比例电磁阀(31)、位移传感器(32)、编码器(33)、第一位移传感器(34)、第二位移传感器(35)、红外接近开关(36)组成；坐标定位平台安装在立柱的侧壁上，坐标定位平台的信号输出端与运动控制器的位置信号输入端相连，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀块；激光传感器的信号输出端与运动控制器的光信号输入端相连，运动控制器的电机控制信号输出端分别通过伺服电机驱动器和步进电机驱动器；伺服电机和运动控制器之间串接第一限位开关，步进电机和运动控制器之间串接第二限位开关；第一位移传感器和第二位移传感器分别安装在变幅油缸和横臂上；第一位移传感器和第二位移传感器的检测信号输出端与运动控制器的对应位移信号输入端相连，运动控制器的控制信号输出端通过电控液压阀块组的对应比例电磁阀；红外接近开关安装在抓斗的顶部与横臂的连接端上；编码器安装在转盘下方的旋转轴上；两个位移传感器分别安装在横臂和变幅油缸上，在横臂末端安装磁电机线圈及齿轮转子，在转盘下方的旋转轴上安装编码器；电机驱动器、运动控制器、触摸屏安装在控制箱；控制箱和电控液压阀块分别安装在转盘右侧；运动控制器分别连接坐标平台，电控液压阀块、编码器、位移传感器、磁电机线圈及红外接近开关，再 通过串联通讯电缆连接触摸屏组成系统控制的人机交互画面。
专利摘要本实用新型公开了下水道疏通智能清淤车，下水道疏通智能清淤车由车辆底盘(1)、脚撑(2)、控制箱(3)、绞盘总成(4)、转盘总成(5)、侧防护(6)、液压总成(7)、清水箱(8)、挡泥板(9)、智能控制总成(10)、翻斗油缸(11)、工具箱(12)、冲穿总成(13)、后防护(14)、淤泥箱翻斗(15)、立柱(16)、变幅油缸(17)、横臂总成(18)、水箱人孔(19)、抓斗总成(20)等组成。本实用新型以运动控制器为主控单元，32外线测距仪加旋转平台为窨井位置的智能定位单元，电液比例阀加伺服油缸作为末端精确执行单元。实现对窨井的自动精确定位及自动对窨井冲穿、清洗、污物抓取、装车等功能，同时具有自卸功能。
文档编号E03F7/10GK203129318SQ20122036292
公开日2013年8月14日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者丁洪兵, 吕建强, 陈联艮, 夏永彬, 章小惠, 刘敬福, 吕宸, 唐义峰, 王连, 吴磊磊 申请人:淮安市苏通市政机械有限公司