一种履带式一体化清淤机及其控制方法

本发明涉及淤泥清理设备，尤其涉及一种履带式一体化清淤机及其控制方法。

背景技术：

1、农村主要的自然生态环境围绕山水，其中河流、沟渠、池塘等水资源生态，都沉淀着大量的淤泥，不仅污染水源，对生物也有不小的影响。而现今主要的治理手段，除去人工，常见的便是大型船挖和清淤泵，但它们都需要与装载货车或是其它运载装置配合来储存清理出来的淤泥，如此又会多出一笔机器的开销。此外，船挖铲斗来回转动，费时且效率低。因此，需要设计一款输送和收集一体化的淤泥清理装置。

2、cn202023329248.2公开的“一种城市排水方涵清淤机器人”，该清淤机器人通过螺旋轴拢收污泥，再通过输泥管和螺旋叶片传输污泥，之后由储泥仓收集泥水混合物，可以达到输送和收集一体化的清淤目的。然而，该清淤机器人不能适应于在崎岖不平、深浅不一的河床中作业。

3、中国实用新型专利zl201520157120.2公开了一种水利工程用的清淤机，包括底座、螺旋输送装置和淤泥收集箱，螺旋输送装置包括输送管、螺旋叶片、螺旋输送电机，底座上设有用于调节输送管和淤泥收集箱高度的升降座和升降气缸，该清淤机采用螺旋叶片输送淤泥到淤泥收集箱内，提高了淤泥清理效率。但是该清淤机为固定式清淤设备，其采用升降座调节输送管的高低，仅是为了使淤泥收集口插到淤泥中。如果将其应用在行走式的清淤设备中，在较崎岖的河床中就要频繁调节升降座，影响清淤效率，而且这样的调节操作也不易实现。

4、由此可见，现有的清淤机不能适应多种情况的河床，自动化程度仍有待提高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种履带式一体化清淤机，能自适应地调节螺旋泵的倾斜角度，适应深浅不一的河床淤泥清理工作。

2、本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种履带式一体化清淤机的控制方法。

3、为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

4、一种履带式一体化清淤机，包括履带行驶装置、车身、淤泥输送装置及淤泥收集箱，所述车身设置于履带行驶装置上；所述淤泥输送装置包括将淤泥从低往高输送的螺旋泵、万向节和第一电机；所述螺旋泵安装在车身的一侧，其泵体通过连接架可转动连接到车身上；该螺旋泵的下端为淤泥进口，上端为淤泥出口端；所述螺旋泵的旋转轴通过所述万向节连接到第一电机上；所述第一电机安装在车身上；所述淤泥收集箱设置于车身内部，用于收集螺旋泵传送的淤泥。

5、优选的，所述螺旋泵为阿基米德螺旋泵，其包括螺旋叶片、螺旋杆和圆筒；所述螺旋叶片设置在螺旋杆上，并位于圆筒的内部；所述万向节一端连接螺旋杆，另一端连接第一电机。

6、优选的，进一步设置有斜板，所述斜板的一端位于螺旋泵的淤泥出口端下方，另一端连接所述淤泥收集箱。

7、优选的，所述淤泥收集箱的底部设有滑动机构，该滑动机构包括滑轨、相连接的第三电机和螺杆、连接块和滑轮，所述第三电机和滑轨固定在车身上，所述连接块连接螺杆与所述淤泥收集箱，滑轮安装在淤泥收集箱底部并置于滑轨内。

8、优选的，所述滑轨机构末端设有可向下开合的车门，该车门上设有与所述滑轨末端连接的辅助轨道；该车门底部铰接在车身上，顶部通过固定绳连接到车身，平时通过门锁将车门闭合在车身的侧边；所述车门外侧可转动连接有支撑柱。

9、优选的，所述履带行驶装置包括履带底座、第二电机、驱动轮和履带，所述第二电机固定到在车身上，所述驱动轮和履带成组安装在履带底座相对的两侧，所述第二电机通过齿轮链条传动将力传递给驱动轮，且该第二电机的高度高于所述履带底座。

10、优选的，进一步设有可对障碍物进行检测并控制转向的避障模块。

11、优选的，所述避障模块采用超声波测距传感器。

12、优选的，所述螺旋泵设有两个，所述万向节和第一电机也对应成组设置。

13、优选的，所述连接架包括连杆和u型架，所述连杆的两端分别铰接在所述车身及u型架上，所述u型架的两个支腿分别与两个螺旋泵的泵体下端连接在一起。

14、优选的，所述连接架包括连杆和u型架，所述连杆的两端分别铰接在所述车身及u型架上，所述u型架的两个支腿可转动地连接在u型架的横杆上，所述两个支腿分别与两个螺旋泵的泵体下端连接在一起。

15、所述的一种履带式一体化清淤机的控制方法：所述清淤机的控制系统控制履带行驶装置使清淤机行驶在需要清淤的河床内，当避障模块检测到前方有障碍物或者河床岸边时，控制系统接收到信号进行转向，从而可实现清淤机在河床内的自动行走；清淤机在行走的同时，第一电机将动力通过万向节传递给螺旋泵，实现交错轴传动，同时当螺旋泵的底部接触到深浅不一的河床底面时，万向节帮助螺旋泵上下摆动以调节倾斜程度；当清淤机的履带行驶装置持续行驶，淤泥源源不断被螺旋泵从低处推至高处的淤泥出口端，经斜板掉入淤泥收集箱；当水位计检测到淤泥收集箱集满淤泥后，控制系统控制清淤机行驶到设定位置；到达指定位置之后，控制系统控制淤泥收集箱底部的滑动机构开始工作，将淤泥收集箱推出车身，由人工更换空箱体或原地倾倒成堆。

16、采用上述方案后，本发明至少具有以下有益效果：

17、1．本发明螺旋泵与第一电机之间采用万向节连接，可使螺旋泵能够自适应地上下摆动，从而在一定程度上调节螺旋泵的倾斜角度，以此来适应深浅不一的河床，尤其对比较崎岖的河床淤泥清理更具有适应性。

18、2．本发明将螺旋泵与淤泥收集箱一体化设置，无需额外车载车厢，实现了淤泥输送和收集的高效处理。

19、3．本发明淤泥收集箱的底部设有滑动机构，使得淤泥收集箱容易拆卸，且拆卸即分堆，方便加工处理，提高了运输效率，还可重复使用。

20、4．本发明安装有避障模块，解决自动工作时的一系列安全问题，增加操作容错率，降低机器撞损率。

21、5．本发明除了设置避障模块以外，还可以进一步设置可检测淤泥收集箱是否集满的水位计，从而使清淤机在整个清淤过程中可以实现完全自动化，无需人为干预。

技术特征：

1.一种履带式一体化清淤机，其特征在于：包括履带行驶装置、车身、淤泥输送装置及淤泥收集箱，所述车身设置于履带行驶装置上；所述淤泥输送装置包括将淤泥从低往高输送的螺旋泵、万向节和第一电机；所述螺旋泵安装在车身的一侧，其泵体通过连接架可转动连接到车身上；该螺旋泵的下端为淤泥进口，上端为淤泥出口端；所述螺旋泵的旋转轴通过所述万向节连接到第一电机上；所述第一电机安装在车身上；所述淤泥收集箱设置于车身内部，用于收集螺旋泵传送的淤泥。

2.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述螺旋泵为阿基米德螺旋泵，其包括螺旋叶片、螺旋杆和圆筒；所述螺旋叶片设置在螺旋杆上，并位于圆筒的内部；所述万向节一端连接螺旋杆，另一端连接第一电机。

3.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：进一步设置有斜板，所述斜板的一端位于螺旋泵的淤泥出口端下方，另一端连接所述淤泥收集箱。

4.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述淤泥收集箱的底部设有滑动机构，该滑动机构包括滑轨、相连接的第三电机和螺杆、连接块和滑轮，所述第三电机和滑轨固定在车身上，所述连接块连接螺杆与所述淤泥收集箱，滑轮安装在淤泥收集箱底部并置于滑轨内。

5.根据权利要求3所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述滑轨机构末端设有可向下开合的车门，该车门上设有与所述滑轨末端连接的辅助轨道；该车门底部铰接在车身上，顶部通过固定绳连接到车身，平时通过门锁将车门闭合在车身的侧边；所述车门外侧可转动连接有支撑柱。

6.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述履带行驶装置包括履带底座、第二电机、驱动轮和履带，所述第二电机固定到在车身上，所述驱动轮和履带成组安装在履带底座相对的两侧，所述第二电机通过齿轮链条传动将力传递给驱动轮，且该第二电机的高度高于所述履带底座。

7.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：进一步设有可对障碍物进行检测并控制转向的避障模块。

8.根据权利要求1所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述螺旋泵设有两个，所述万向节和第一电机也对应成组设置。

9.根据权利要求8所述的一种履带式一体化清淤机，其特征在于：所述连接架包括连杆和u型架，所述连杆的两端分别铰接在所述车身及u型架上，所述u型架的两个支腿分别与两个螺旋泵的泵体下端连接在一起；或者所述连接架包括连杆和u型架，所述连杆的两端分别铰接在所述车身及u型架上，所述u型架的两个支腿可转动地连接在u型架的横杆上，所述两个支腿分别与两个螺旋泵的泵体下端连接在一起。

10.根据权利要求7所述的一种履带式一体化清淤机的控制方法，其特征在于：所述清淤机的控制系统控制履带行驶装置使清淤机行驶在需要清淤的河床内，当避障模块检测到前方有障碍物或者河床岸边时，控制系统接收到信号进行转向，从而可实现清淤机在河床内的自动行走；清淤机在行走的同时，第一电机将动力通过万向节传递给螺旋泵，实现交错轴传动，同时当螺旋泵的底部接触到深浅不一的河床底面时，万向节帮助螺旋泵上下摆动以调节倾斜程度；当清淤机的履带行驶装置持续行驶，淤泥源源不断被螺旋泵从低处推至高处的淤泥出口端，经斜板掉入淤泥收集箱；当水位计检测到淤泥收集箱集满淤泥后，控制系统控制清淤机行驶到设定位置；到达指定位置之后，控制系统控制淤泥收集箱底部的滑动机构开始工作，将淤泥收集箱推出车身，由人工更换空箱体或原地倾倒成堆。

技术总结
本发明公开了一种履带式一体化清淤机及其控制方法，该清淤机包括履带行驶装置、车身、淤泥输送装置及淤泥收集箱，所述车身设置于履带行驶装置上；所述淤泥输送装置包括将淤泥从低往高输送的螺旋泵、万向节和第一电机；所述螺旋泵安装在车身的一侧；所述螺旋泵的下端为淤泥进口，其通过连接架可转动连接到车身上；所述螺旋泵的上端为淤泥出口端，其旋转轴通过所述万向节连接到第一电机上；所述第一电机安装在车身上；所述淤泥收集箱设置于车身内部，用于收集螺旋泵传送的淤泥。本发明清淤机的万向节帮助螺旋泵上下摆动以自适应调节倾斜程度，从而适应深浅不一的河床淤泥清理工作，尤其适合较崎岖的河床淤泥清理。

技术研发人员：孙鹏飞,吴建烨,叶加强,苏灿煌,陈泽华,陈海源,林文焕
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15