高速公路桥梁泄水孔结构及疏通装置的制作方法

本发明属于公路清理设备，具体涉及高速公路桥梁泄水孔结构及疏通装置。

背景技术：

1、随着我国经济实力的增强，我国交通基础设施投入日益增加，近期我国高速公路发展迅速。高速公路经过河流、山川、沟渠、铁路、管道、交叉道路等时要设置桥梁，所以桥梁在高速公路占了很大的比重，少则30%左右、多则可达到70%左右。为了排除桥面上的雨水，需要在桥面边部设置排水设施。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种自动检测、排水及时、适用范围广、增加桥梁安全性的高速公路桥梁泄水孔结构及疏通装置。

2、本发明的目的是这样实现的：高速公路桥梁泄水孔结构及疏通装置，它包括动力系统、控制系统、信息采集及分析系统、纵向集水槽疏通系统、横向排水孔疏通系统、槽顶杂物清理系统、槽顶大块物清除系统，所述的动力系统和控制系统设置于混凝土护栏上侧，所述的混凝土护栏设置于桥面两侧，所述的桥面边侧设置有纵向集水槽和横向排水孔，所述的纵向集水槽内部设置有纵向集水槽疏通系统，所述的横向排水孔内部设置有横向排水孔疏通系统，所述的纵向集水槽上方设置有槽顶杂物清理系统，所述的混凝土护栏上方设置有槽顶大块物清除系统。

3、所述的信息采集及分析系统包括硬件、信息传输元件、分析判断软件和操作指令，所述的硬件包括普通摄像机、防水摄像机、雷达检测仪、防水照明灯、计算机、wifi、gps装置，所述的防水摄像机、防水照明灯设置于纵向集水槽及横向排水孔内部，所述的普通摄像机、雷达检测仪、wifi、gps装置设置于混凝土护栏上侧，所述的计算机设置于远程控制室。

4、信息采集及分析系统的工作原理是：防水照明灯定期自动打开，防水摄像机摄像，生成的图片信息、gps位置信息通过wifi传输给计算机；雷达检测仪定期自动扫描，生成波形图并通过wifi传输给计算机，计算机分析软件对图片和波形图进行分析，当发现纵向集水槽及横向排水孔堵塞时，向控制系统发出疏通指令启动纵向集水槽疏通系统工作。普通摄像机定期对纵向集水槽上部摄像，生成的图片信息、gps位置信息通过wifi传输给计算机，计算机分析软件对图片进行分析，当发现纵向集水槽顶有杂物时，计算机向控制系统发出指令启动槽顶杂物清理系统工作；当发现纵向集水槽顶有大块物时，计算机向控制系统发出指令启动槽顶大块物清除系统工作。

5、所述的纵向集水槽疏通系统包括纵向集水槽、上滤板和外筒，所述的纵向集水槽与混凝土护栏平行设置，所述的纵向集水槽顶端设置有上滤板，所述的上滤板内部设置有过滤孔，所述的上滤板下方设置有下疏通板，所述的下疏通板内部设置有凸柱和泄水孔，所述的凸柱与过滤孔位置相互对应，所述的下疏通板端部分别设置有一号平齿轮和二号平齿轮，所述的一号平齿轮和二号平齿轮外侧分别齿合设置有一号圆齿轮和二号圆齿轮，所述的一号圆齿轮和二号圆齿轮内部分别设置有一号圆齿轮轴和二号圆齿轮轴，所述的一号圆齿轮轴和二号圆齿轮轴通过轴承和轴承架安装于纵向集水槽内壁，所述的纵向集水槽左侧壁和右侧壁分别设置有活动破碎板和固定破碎板，所述的活动破碎板和固定破碎板外侧均设置有破碎块和凸刃，所述的活动破碎板与纵向集水槽左侧壁之间设置有平衡弹簧，所述的活动破碎板左侧贴合设置有顶板，所述的顶板左侧设置有螺杆，所述的纵向集水槽左侧壁固定设置有定板，所述的定板内部设置有螺孔，所述的螺杆与螺孔相互配合，所述的螺杆左端设置有圆柱齿轮，所述的圆柱齿轮通过圆柱齿轮轴与螺杆连接，所述的圆柱齿轮外侧齿合设置有调整圆齿轮，所述的调整圆齿轮内部设置有调整圆齿轮轴，所述的调整圆齿轮轴通过轴承和轴承架安装于纵向集水槽左侧壁；

6、所述的固定破碎板和活动破碎板之间设置有外筒，所述的外筒侧壁设置有进水孔，所述的外筒内侧面和外侧面均设置有凸刃和凸块，所述的外筒外侧面设置有挂钩和导流板，所述的外筒内部设置有储藏槽，所述的储藏槽内部设置有内顶杆和内顶板，所述的储藏槽出口与内顶杆之间设置有上弹簧，所述的储藏槽底部与内顶板之间设置有下弹簧，所述的挂钩和导流板安装于内顶杆，所述的外筒内部同心设置有内筒，所述的内筒侧壁设置有进水孔，所述的内筒外侧面设有凸刃和凸块，所述的外筒内侧面与内筒外侧面的凸刃和凸块相互配合，所述的内筒内部设置有左半轴和右半轴，所述的左半轴和右半轴通过联轴器连接，所述的左半轴和右半轴的外端通过轴承和轴承架安装于纵向集水槽侧壁，所述的左半轴通过花键连接有三号圆齿轮，所述的右半轴通过花键连接有五号圆齿轮，所述的左半轴通过轴承连接有四号圆齿轮，所述的右半轴通过轴承连接有六号圆齿轮，所述的外筒和内筒内侧分别设置有外筒筒齿轮和内筒筒齿轮，所述的三号圆齿轮、六号圆齿轮与外筒筒齿轮齿合，所述的四号圆齿轮、五号圆齿轮与内筒筒齿轮齿合。

7、纵向集水槽疏通系统的工作原理是：通过凸柱上升进入过滤孔对上滤板进行疏通；通过外筒凸块、凸刃与固定破碎板、活动破碎板的破碎块、凸刃相互作用，将从过滤孔进入纵向集水槽的杂物进行破碎，然后通过外筒、内筒凸块、凸刃的相互作用，将从外筒进水口进入外筒和内筒之间的杂物进行二次破碎，破碎的杂物从横向排水管排出，完成纵向集水槽疏通工作。

8、上滤板过滤孔疏通：液压泵驱动一号圆齿轮轴、二号圆齿轮轴转动，带动一号圆齿轮、二号圆齿轮转动，由于一号平齿轮、二号平齿轮分别与一号圆齿轮、二号圆齿轮齿合，一号平齿轮、二号平齿轮转动带动一号平齿轮和二号平齿轮上升，带动下疏通板的凸柱上升，凸柱进入过滤孔，将过滤孔堵塞的杂物顶出完成过滤孔的疏通。

9、纵向集水槽疏通：通过对纵向集水槽中的块状物破碎和布质和袋类塑料杂物切割，破碎的杂物从横向排水管排出，实现纵向集水槽疏通。

10、①块状物破碎：液压泵驱动左半轴顺时针转动，带动三号圆齿轮顺时针转动，由于三号圆齿轮、六号圆齿轮与外筒筒齿轮齿合， 三号圆齿轮顺时针转动带动外筒筒齿轮逆时针转动，带动外筒逆时针转动，通过外筒凸块与固定破碎板、活动破碎板的破碎块相互作用，将从过滤孔进入纵向集水槽的块状物进行破碎。同时液压泵驱动右半轴逆时针转动，带动五号圆齿轮逆时针转动，由于五号圆齿轮、四号圆齿轮与内筒筒齿轮齿合， 五号圆齿轮逆时针转动带动内筒筒齿轮顺时针转动，带动内筒顺时针转动，通过外筒、内筒凸块相互作用，将从外筒进水口进入外筒和内筒之间的块状物进行二次破碎。

11、②布质和袋类塑料杂物切割：液压泵驱动左半轴顺时针转动，带动三号圆齿轮顺时针转动，由于三号圆齿轮、六号圆齿轮与外筒筒齿轮齿合， 三号圆齿轮顺时针转动带动外筒筒齿轮逆时针转动，带动外筒逆时针转动，外筒上的挂钩将从过滤孔进入纵向集水槽的布质和袋类塑料杂物钩住，通过外筒凸刃与固定破碎板、活动破碎板的凸刃相互作用，将布质和袋类塑料杂物切割成碎片。同时液压泵驱动右半轴逆时针转动，带动五号圆齿轮逆时针转动，由于五号圆齿轮、四号圆齿轮与内筒筒齿轮齿合， 五号圆齿轮逆时针转动带动内筒筒齿轮顺时针转动，带动内筒顺时针转动，通过外筒、内筒凸刃相互作用，将从外筒进水口进入外筒和内筒之间的布质和袋类塑料杂物进行二次切割。

12、所述的横向排水孔疏通系统包括横向排水孔、叶轮轴和螺旋输送轴，所述的叶轮轴通过轴承和轴承架设置于横向排水孔侧壁，所述的叶轮轴通过花键连接有叶轮和左锥齿轮，所述的叶轮外侧设置有叶片，所述的螺旋输送轴通过花键连接有右锥齿轮和输送杆，所述的右锥齿轮与左锥齿轮相互齿合，所述的输送杆外侧设置有疏通片，所述的输送杆类型分为长杆和短杆。

13、横向排水孔疏通系统的工作原理是：纵向集水槽疏通系统的液压泵驱动左半轴顺时针转动，带动三号圆齿轮顺时针转动，由于三号圆齿轮、六号圆齿轮与外筒筒齿轮齿合，三号圆齿轮顺时针转动带动外筒筒齿轮逆时针转动，带动外筒逆时针转动，外筒的外侧面上设导流板，导流板转动将雨水加速冲击叶片，带动叶轮转动，叶轮转动带动叶轮轴转动，带动左锥齿轮转动，由于左锥齿轮与右锥齿轮齿合，左锥齿轮转动带动右锥齿轮转动，右锥齿轮转动带动螺旋输送轴转动，带动输送杆和疏通片转动；在长杆和短杆疏通片综合作用下可对横向排水孔全断面疏通。当横向排水孔堵塞严重时，也可采用液压泵直接驱动叶轮轴进行疏通。

14、所述的槽顶杂物清理系统包括环形导轨和杂物清运车，所述的环形导轨位于纵向集水槽和混凝土护栏之间，所述的环形导轨为单轨道且环绕混凝土护栏一周，所述的杂物清运车通过右侧行驶轮与环形导轨配合；

15、所述的杂物清运车包括门架、铲料机构和输料机构，所述的门架包括两根两根竖梁和一根横梁，所述的杂物清运车设置有两个门架，两个所述的门架通过系梁连接，靠近混凝土护栏一侧所述的门架下部连接行驶轮，远离混凝土护栏一侧所述的门架下部连接辅助轮；

16、所述的铲料机构包括中系梁，所述的中系梁下侧设置有七号圆齿轮和八号圆齿轮，所述的七号圆齿轮和八号圆齿轮分别通过七号圆齿轮轴和八号圆齿轮轴与中系梁连接，所述的中系梁内部设置有平齿轮孔，所述的平齿轮孔内部设置有双面平齿轮，所述的双面平齿轮与七号圆齿轮和八号圆齿轮相互齿合，所述的双面平齿轮下方设置有系杆架，所述的系杆架下方设置有一号蜗杆和二号蜗杆，所述的一号蜗杆和二号蜗杆分别通过一号蜗杆轴和二号蜗杆轴与系杆架连接，所述的一号蜗杆和二号蜗杆之间齿合设置有一号蜗轮，所述的一号蜗轮内部设置有一号蜗轮轴，所述的一号蜗轮轴下端设置有铲斗，所述的铲斗通过铰轴和铰轴弹簧与一号蜗轮轴连接，所述的铲斗右上角设置有拉环，所述的一号蜗轮轴外侧设置有卷筒，所述的卷筒外侧设置有钢丝绳，所述的钢丝绳上端与拉环连接，所述的卷筒内部设置有卷筒轴，所述的卷筒轴外侧设置有二号蜗轮，所述的二号蜗轮外侧齿合设置有三号蜗杆，所述的三号蜗杆内部设置有三号蜗杆轴，所述的卷筒轴、三号蜗杆轴通过轴承和轴承架安装于一号蜗轮轴；

17、铲料机构的工作原理：调整铲斗上下、左右、转动、仰角调整等使铲斗处于最佳工作状态，通过整机前行完成铲料工作。

18、铲斗上、下运动：液压泵驱动七号圆齿轮轴、八号圆齿轮轴转动，带动七号圆齿轮、八号圆齿轮转动，由于双面平齿轮与七号圆齿轮、八号圆齿轮齿合，七号圆齿轮、八号圆齿轮转动转动带动双面平齿轮上、下运动，带动一号蜗杆、二号蜗杆、一号蜗杆轴、二号蜗杆轴、系杆、系杆架、一号蜗轮、一号蜗轮轴上、下运动，带动铲斗上、下运动。

19、铲斗左、右运动：液压泵驱动一号蜗杆轴、二号蜗杆轴同向转动，带动一号蜗杆、二号蜗杆同向转动，由于一号蜗轮与一号蜗杆、二号蜗杆齿合，一号蜗杆、二号蜗杆同向转动带动一号蜗轮左、右运动，带动一号蜗轮轴左、右运动，最终带动铲斗左、右运动。

20、铲斗转动：液压泵驱动一号蜗杆轴、二号蜗杆轴异向转动，带动一号蜗杆、二号蜗杆异向转动，由于一号蜗轮与一号蜗杆、二号蜗杆齿合，一号蜗杆、二号蜗杆异向转动带动一号蜗轮转动，带动一号蜗轮轴转动，最终带动铲斗转动。

21、铲斗仰角调整：液压泵驱动三号蜗杆轴转动，带动三号蜗杆转动，由于三号蜗杆与二号蜗轮齿合，三号蜗杆转动带动二号蜗轮转动，带动卷筒轴转动，带动卷筒转动，将钢丝绳卷到卷筒上或将钢丝绳从卷筒上脱离，拉环带动铲斗沿铰轴上、下转动，完成铲斗仰角调整。

22、所述的输料机构包括横梁和三号平齿轮，所述的三号平齿轮两端设置有滑环，所述的滑环活动套接于横梁，所述的三号平齿轮两端分别垂直设置有四号平齿轮和五号平齿轮，所述的四号平齿轮和五号平齿轮外侧分别齿合设置有十号圆齿轮和十一号圆齿轮，所述的十号圆齿轮和十一号圆齿轮内部分别设置有十号圆齿轮轴和十一号圆齿轮轴，所述的十号圆齿轮轴和十一号圆齿轮轴通过轴承和轴承架安装于左、右横梁，所述的三号平齿轮外侧齿合设置有九号圆齿轮，所述的九号圆齿轮内部设置有九号圆齿轮轴，所述的九号圆齿轮轴外侧设置有轴架，所述的轴架下侧设置有六号平齿轮和七号平齿轮，所述的六号平齿轮和七号平齿轮之间设置有系板，所述的六号平齿轮和七号平齿轮外侧分别齿合设置有十二号圆齿轮和十三号圆齿轮，所述的十二号圆齿轮和十三号圆齿轮内部分别设置有十二号圆齿轮轴和十三号圆齿轮轴，所述的十二号圆齿轮轴和十三号圆齿轮轴下侧设置有联架板，所述的联架板下方设置有连杆，所述的连杆下方设置有输送轮，所述的输送轮通过输送轴与连杆连接，所述的输送轮外侧设置有输送板。

23、输料机构的工作原理：调整输送轮上下、左右、前后运动等使输送轮处于最佳工作状态，通过输送轮转动，带动输送板转动，将杂物输送到铲斗中。

24、输送轮上、下运动：液压泵驱动十二号圆齿轮轴、十三号圆齿轮轴转动，带动十二号圆齿轮、十三号圆齿轮转动，由于六号平齿轮与十二号圆齿轮齿合、七号平齿轮与十三号圆齿轮齿合，十二号圆齿轮、十三号圆齿轮转动转动带动六号平齿轮、七号平齿轮上、下运动，带动连杆上、下运动，最后带动输送轴和输送轮上、下运动，实现输送轮上、下位置的调整。

25、输送轮左、右运动：液压泵驱动九号圆齿轮轴转动，带动九号圆齿轮，由于三号平齿轮与九号圆齿轮齿合，在三号平齿轮作用下九号圆齿轮转动可带动九号圆齿轮轴在转动的同时又左、右运动；带动轴架左、右运动，带动六号平齿轮、七号平齿轮、系板、十二号圆齿轮、十三号圆齿轮、十二号圆齿轮轴、十三号圆齿轮轴、联架板、连杆左、右运动，最后带动输送轴、输送轮左、右运动，实现输送轮在横向位置的调整。

26、输送轮前、后运动：液压泵驱动十号圆齿轮轴、十一号圆齿轮轴转动，带动十号圆齿轮、十一号圆齿轮转动，由于四号平齿轮与十号圆齿轮齿合、五号平齿轮与十一号圆齿轮齿合，十号圆齿轮、十一号圆齿轮转动转动带动四号平齿轮、五号平齿轮前、后运动，带动九号圆齿轮、三号平齿轮、轴架前、后运动，带动六号平齿轮、七号平齿轮、系板、十二号圆齿轮、十三号圆齿轮、十二号圆齿轮轴、十三号圆齿轮轴、联架板、连杆前、后运动，最后带动输送轴、输送轮前、后运动，实现输送轮与铲斗的间距调整。

27、所述的槽顶大块物清除系统包括基座，所述的基座安装于混凝土护栏顶部，所述的基座上侧设置有伸缩架，所述的伸缩架上侧设置带有万能抓的万向臂。

28、槽顶大块物清除系统的工作原理是：普通摄像机定期对纵向集水槽上部摄像，生成的图片信息、gps位置信息通过wifi传输给计算机，计算机分析软件对图片进行分析，当发现纵向集水槽顶有大块物时，计算机向控制系统发出指令启动槽顶大块物清除系统工作指令，伸缩架伸到合适的长度，万向臂到达大块物上方，使用万能抓将大块物抓起，运送到指定的位置。

29、动力系统包括太阳能电池板、光伏充电控制器、蓄电池、电动机、变速箱、分动箱、液压马达、液压泵，整套装置采用太阳能驱动，通过太阳能电池板、蓄电池将太阳能转化为电能，使用直流电机作为动力。太阳能电池板通过光伏充电控制器连接蓄电池实现对蓄电池充电，完成太阳能转换成电能的储存。光伏充电控制器的作用是控制太阳能电池板的输出电压，保护蓄电池不被过充，电动机连接有变速箱，所述的变速箱连接有分动箱，所述的分动箱连接有液压马达，所述的液压马达连接有液压泵。

30、控制系统由控制元件、控制软件、操作开关等组成。

31、本发明的有益效果：本装置在使用时，纵向集水槽疏通系统、横向排水孔疏通系统、槽顶杂物清理系统、槽顶大块物清除系统均由电动机作为动力，蓄电池驱动电动机工作，电动机通过变速箱、分动箱驱动液压马达，液压马达驱动液压泵，液压泵驱动各系统工作，整机全液压驱动；通过控制系统可以控制纵向集水槽疏通系统、横向排水孔疏通系统、槽顶杂物清理系统、槽顶大块物清除系统工作，调整活动破碎板的前后位置，通过纵向集水槽疏通系统、横向排水孔疏通系统将纵向集水槽和横向排水孔内部杂物进行破碎疏通；调整铲斗上下、左右、转动、仰角调整等使铲斗处于最佳工作状态，调整输送轮上下、左右、前后运动等使输送轮处于最佳工作状态，通过整机前行完成铲料、输料工作。

32、本装置自动完成上滤板过滤孔疏通、纵向集水槽及横向排水孔的疏通、槽顶杂物清理、槽顶大块物清除等工作，效率高、成本低；根除了桥面积水问题，减少了交通事故，最大限度保护人民生命财产的安全，具有显著的经济效益和社会效益，有很高的应用价值。