一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的制作方法

本发明涉及工程机械领域，具体是涉及一种市政工程用井盖自动拆卸机器人。

背景技术：

市政工程主要是指城市基础设施建设，是由政府投资的公益性项目，这些工程关乎人们的生产生活，是一个城市生存和发展必不可少的物质基础，城市排水系统是处理和排出城市污水和雨水的的工程设施系统，是城市公用设施的重要组成部分，城市排水系统规划是城市总体规划的组成部分，城市排水系统通常由排水管道和污水处理厂组成，在实行污水、雨水分流制的情况下，污水由排水管道收集，送至污水处理后，排入水体或回收利用，雨水经由排水管道收集后，就近排入水体。

配合排水管道，在道路上会安装市政道路井盖，一般的井盖多是金属井盖或者高强度纤维水泥混泥土井盖，在市区的路政方面，一般采用圆形井盖，在井盖上平行设置有两个用以移动井盖和释放沼气的长方形通孔，在需要打开井盖进行维修或者更换的时候，目前都是工人使用撬子插入两个长方形通孔中把井盖撬起，然后拖动井盖离开井口，这样的工作劳动强度比较大，工作效率比较低，安装井盖的时候，也需要工作人员把井盖搬到井口进行安装，耗时耗力。

在井盖底座的使用过程中存在很多的问题，一些井盖底座在拆卸时，需要大量的劳动力进行拆卸，增加了劳动者的劳动时间，同时在装置使用时，装置本身固定效果不是很理想，导致装置使用时发生晃动，影响井盖底座的拆卸，并且不便于工作者对拆卸后的井盖底座进行处理，增加劳动者的劳动时间，极大的降低劳动者的劳动效率，不便于使用，因此，需要设计一种能够自动拆卸井盖的机器人。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种市政工程用井盖自动拆卸机器人，本技术方案解决了传统的井盖通过人工拆卸费时费力的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种市政工程用井盖自动拆卸机器人，包括机器人车体，还包括用于放置井盖的放料板、支撑架、用于防止井盖拆卸时机器人车体稳定的支撑组件、用于移动的移动组件、用于角度调节的旋转调节组件、用于方位调节的方向调节组件和用于井盖拆卸的升降提拉组件，机器人车体包括一个车座和一个顶盖，顶盖设置于车座的顶部，并且车座与顶盖之间的四周分别通过一个螺栓固定，支撑架设置于顶盖的顶部，支撑组件包括四个抵触机构，四个抵触机构分别设置于支撑架的四周拐角处，移动组件设置于支撑架的顶部，旋转调节组件设置于移动组件的顶部，方位调节组件设置于旋转调节组件的底部，升降提拉组件设置于方位调节组件的底部，放料板固定设置于顶盖的顶部，并且放料板的顶部还分别设有一个用于放置新旧井盖的放料部。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，车座的底部前端和后端分别设有一个转向机构和一个移动机构，转向机构和移动机构均设有两个对称设置于车座两侧的车轮，并且每个车轮均能够转动的设置于一个轮毂架上，转向机构的两个车轮还分别通过一个转向电机进行旋转驱动，移动机构的两个车轮之间还通过一个转杆连接，转杆的两端分别穿过车轮能够转动的设置于移动机构的轮毂架上，并且转杆还通过一个双头电机转动，双头电机的两端输出轴和转杆上还分别套设有一个传动轮，双头电机两端的输出轴上的传动轮和转杆上的传动轮之间还分别通过一个传动带配合。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，四个抵触机构的结构均相同，每个抵触机构均包括一个第一螺杆和一个第一套管，支撑架的四周位于车座的外侧还均向外设有一个安装部，每个第一套管均呈竖直状态固定设置于相应的安装部上，每个第一螺杆均能够转动的设置于相应的第一套管内，并且每个第一螺杆还均通过一个第一驱动电机驱动，每个第一螺杆上位于相应第一套管内还均滑动设有一个第一套环，并且每个第一套环的两端还均竖直向下设有一个第一延伸杆。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，每两个第一延伸杆的伸出端还连接设有一个第一圆盘，每个第一套管的两侧还均沿着相应第一套管的长度方向设有一个用于每个第一延伸杆升降的条形口，每个第一圆盘的底部四周还均设有一个铰接部，并且每个铰接部上还均铰接设有一个支撑脚，每个第一圆盘的底部中心还均竖直向下设有一个立柱，并且每个支撑脚与相应立柱之间均通过一个弹簧连接。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，支撑架的顶部前端向外伸出有一个便于拆卸井盖的延伸架，延伸架的底部两侧和支撑架的底部两侧之间还均通过一个稳定杆连接，移动组件包括一个滑槽和一个滑块，滑槽沿着支撑架的长度方向固定设置于支撑架的顶部，滑槽的顶部两侧沿着滑槽的长度方向均设有一个滑条，滑块滑动套设于两个滑条上，旋转调节组件设置于滑块的顶部，滑槽的一侧沿着长度方向还设有一个齿条，并且齿条上还啮合设有一个驱动齿轮，驱动齿轮还通过一个移动电机驱动，移动电机固定设置于滑块的顶部。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，旋转调节组件包括一个主动齿轮、一个内圈齿轮和两个从动齿轮，主动齿轮、内圈齿轮和两个从动齿轮均设置于一个圆架体内，圆架体固定设置于滑块的顶部，并且圆架体和滑块的顶部还均设有一个圆口，内圈齿轮固定设置于圆架体的内侧壁上，主动齿轮与内圈齿轮之间共轴线，两个从动齿轮沿着主动齿轮的圆周方向转动，主动齿轮还通过一个旋转电机驱动。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，两个从动齿轮的轮齿均与内圈齿轮和主动齿轮的轮齿之间相互啮合，两个从动齿轮还均套设于一个转轴上，并且两个转轴的上下端还均通过一个条形板连接，圆架体的外侧还设有一个防护壳，防护壳的顶部设有一个机架，旋转电机呈竖直状态固定设置于机架内，方向调节组件设置于两个转轴下端的条形板的底部。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，方向调节组件包括一个活动架和两个螺纹柱，活动架固定设置于条形板的底部，活动架的中心设有一个隔板，两个螺纹柱还分别沿着活动架的长度方向对称设置于活动架内，并且每个螺纹柱的两端还分别能够转动的安装于隔板和活动架的一侧之间，每个螺纹柱还均通过一个调节电机驱动，每个调节电机均固定设置于活动架的两侧，每个螺纹柱上还均活动套设有一个移动块，每个移动块的向外端还均延伸设有一个矩形板，升降提拉组件包括两个升降机构，并且两个升降机构还分布设置于两个矩形板的底部。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，两个升降机构的结构均相同，每个升降机构均包括一个第二螺杆和一个第二套管，每个第二套管均呈竖直状态固定设置于相应的矩形板底部，每个第二螺杆均能够转动的设置于相应的第二套管内，并且每个第二螺杆还均通过一个第二驱动电机驱动，每个第二螺杆上位于相应第二套管内还均滑动设有一个第二套环，并且每个第二套环的两端还均竖直向下设有一个第二延伸杆，每两个第二延伸杆的伸出端还连接设有一个第二圆盘，每个第二套管的两侧还均沿着相应第二套管的长度方向设有一个用于每个第二延伸杆升降的升降口。

作为一种市政工程用井盖自动拆卸机器人的一种优选方案，升降提拉组件还包括两个提拉件，每个第二圆盘的底部中心还均竖直向下设有一个圆杆，每个圆杆上还均转动套设有一个第一直齿齿轮，每个提拉件还均通过一个固定盘固定设置于相应的第一直齿齿轮的底部，每个第二圆盘的一侧还延伸设有一个安装板，每个第一直齿齿轮的旁侧还均啮合设有一个第二直齿齿轮，每个第二直齿齿轮均通过一个单轴电机驱动，并且每个单轴电机均呈竖直状态固定于相应的安装板的顶部。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

操作人员对井盖进行拆卸时，首先，机器人车体来到井盖位置处，接着四个抵触机构支撑于地面，防止井盖拆卸时导致机器人车体发生晃动，接着，移动组件带动升降提拉组件来到井盖上方，旋转调节组件随之调节升降提拉组件插入井盖上两个孔的方位，方向调节组件调节升降提拉组件正对两个孔的距离，升降提拉组件随之向下穿过两个孔将井盖卡住后，井盖被向上拉起，井盖被拉起后通过移动组件来到放料板上方，最终，旧井盖随之被放置于放料部内，新的井盖也能够通过同样的方式进行安装，本发明解决了传统的井盖通过人工拆卸费时费力的问题，减少了人力劳动，以及提高了井盖拆卸的效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为机器人车体的立体结构分解示意图；

图4为抵触机构的立体结构示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为移动组件的立体结构示意图；

图7为旋转调节组件的立体结构分解示意图；

图8为方向调节组件的立体结构示意图；

图9为升降提拉组件的立体结构示意图；

图10为图9的剖视图。

附图标记说明：放料板1、支撑架2、井盖3、车座4、顶盖5、放料部6、车轮7、轮毂架8、转向电机9、转杆10、双头电机11、传动带12、第一螺杆13、第一套管14、安装部15、第一驱动电机16、第一套环17、第一延伸杆18、第一圆盘19、铰接部20、支撑脚21、立柱22、弹簧23、稳定杆24、滑槽25、滑块26、滑条27、齿条28、驱动齿轮29、移动电机30、主动齿轮31、内圈齿轮32、从动齿轮33、圆架体34、圆口35、旋转电机36、条形板37、防护壳38、活动架39、螺纹柱40、隔板41、调节电机42、移动块43、矩形板44、第二螺杆45、第二套管46、第二驱动电机47、第二套环48、第二延伸杆49、第二圆盘50、提拉件51、第一直齿齿轮52、固定盘53、安装板54、第二直齿齿轮55、单轴电机56。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1至图10所示，一种市政工程用井盖自动拆卸机器人，包括机器人车体，还包括用于放置井盖3的放料板1、支撑架2、用于防止井盖3拆卸时机器人车体稳定的支撑组件、用于移动的移动组件、用于角度调节的旋转调节组件、用于方位调节的方向调节组件和用于井盖3拆卸的升降提拉组件，机器人车体包括一个车座4和一个顶盖5，顶盖5设置于车座4的顶部，并且车座4与顶盖5之间的四周分别通过一个螺栓固定，支撑架2设置于顶盖5的顶部，支撑组件包括四个抵触机构，四个抵触机构分别设置于支撑架2的四周拐角处，移动组件设置于支撑架2的顶部，旋转调节组件设置于移动组件的顶部，方位调节组件设置于旋转调节组件的底部，升降提拉组件设置于方位调节组件的底部，放料板1固定设置于顶盖5的顶部，并且放料板1的顶部还分别设有一个用于放置新旧井盖3的放料部6。操作人员对井盖3进行拆卸时，首先，机器人车体来到井盖3位置处，接着四个抵触机构支撑于地面，防止井盖3拆卸时导致机器人车体发生晃动，接着，移动组件带动升降提拉组件来到井盖3上方，旋转调节组件随之调节升降提拉组件插入井盖3上两个孔的方位，方向调节组件调节升降提拉组件正对两个孔的距离，升降提拉组件随之向下穿过两个孔将井盖3卡住后，井盖3被向上拉起，井盖3被拉起后通过移动组件来到放料板1上方，最终，旧井盖3随之被放置于放料部6内，新的井盖3也能够通过同样的方式进行安装。

车座4的底部前端和后端分别设有一个转向机构和一个移动机构，转向机构和移动机构均设有两个对称设置于车座4两侧的车轮7，并且每个车轮7均能够转动的设置于一个轮毂架8上，转向机构的两个车轮7还分别通过一个转向电机9进行旋转驱动，移动机构的两个车轮7之间还通过一个转杆10连接，转杆10的两端分别穿过车轮7能够转动的设置于移动机构的轮毂架8上，并且转杆10还通过一个双头电机11转动，双头电机11的两端输出轴和转杆10上还分别套设有一个传动轮，双头电机11两端的输出轴上的传动轮和转杆10上的传动轮之间还分别通过一个传动带12配合。操作人员对井盖3进行拆卸时，首先，机器人车体来到井盖3位置处，车座4通过转向机构和移动机构进行转向以及移动，移动组件的车座4通过四个车轮7进行移动，转向机构进行转向时，转向机构处的两个车轮7随即通过相应的转向电机9进行转向调节，双头电机11驱动两个输出轴上的带轮转动，由于双头电机11上的两个带轮分别与转杆10上的带轮通过皮带连接，因此，转杆10随即通过皮带转动，转杆10转动后，转杆10两端的车轮7也随之转动，车座4也随之通过两个车轮7移动。

四个抵触机构的结构均相同，每个抵触机构均包括一个第一螺杆13和一个第一套管14，支撑架2的四周位于车座4的外侧还均向外设有一个安装部15，每个第一套管14均呈竖直状态固定设置于相应的安装部15上，每个第一螺杆13均能够转动的设置于相应的第一套管14内，并且每个第一螺杆13还均通过一个第一驱动电机16驱动，每个第一螺杆13上位于相应第一套管14内还均滑动设有一个第一套环17，并且每个第一套环17的两端还均竖直向下设有一个第一延伸杆18。当四个抵触机构同时支撑于地面时，每个第一驱动电机16均驱动相应的第一螺杆13转动，由于每个第一螺杆13上均滑动套设有一个第一套环17，因此，每个第一套环17随之在相应的第一螺杆13上移动。

每两个第一延伸杆18的伸出端还连接设有一个第一圆盘19，每个第一套管14的两侧还均沿着相应第一套管14的长度方向设有一个用于每个第一延伸杆18升降的条形口，每个第一圆盘19的底部四周还均设有一个铰接部20，并且每个铰接部20上还均铰接设有一个支撑脚21，每个第一圆盘19的底部中心还均竖直向下设有一个立柱22，并且每个支撑脚21与相应立柱22之间均通过一个弹簧23连接。当每个第一套环17向下移动时，每个第一套环17上的两个第一延伸杆18随之带动相应的第一圆盘19移动，每个第一圆盘19上的四个支撑脚21抵触于地面后，由于每个支撑脚21均与相应的立柱22之间通过弹簧23连接，因此，每个第一圆盘19下的四个支撑脚21随之向外张开支撑于地面。

支撑架2的顶部前端向外伸出有一个便于拆卸井盖3的延伸架，延伸架的底部两侧和支撑架2的底部两侧之间还均通过一个稳定杆24连接，移动组件包括一个滑槽25和一个滑块26，滑槽25沿着支撑架2的长度方向固定设置于支撑架2的顶部，滑槽25的顶部两侧沿着滑槽25的长度方向均设有一个滑条27，滑块26滑动套设于两个滑条27上，旋转调节组件设置于滑块26的顶部，滑槽25的一侧沿着长度方向还设有一个齿条28，并且齿条28上还啮合设有一个驱动齿轮29，驱动齿轮29还通过一个移动电机30驱动，移动电机30固定设置于滑块26的顶部。当移动组件驱动时，移动电机30带动驱动齿轮29转动，由于滑槽25的一侧设有齿条28，并且驱动齿轮29与齿条28之间相互啮合，因此，驱动齿轮29在齿条28上移动随之带动滑块26在两个滑条27上移动，旋转调节组件也随之移动。

旋转调节组件包括一个主动齿轮31、一个内圈齿轮32和两个从动齿轮33，主动齿轮31、内圈齿轮32和两个从动齿轮33均设置于一个圆架体34内，圆架体34固定设置于滑块26的顶部，并且圆架体34和滑块26的顶部还均设有一个圆口35，内圈齿轮32固定设置于圆架体34的内侧壁上，主动齿轮31与内圈齿轮32之间共轴线，两个从动齿轮33沿着主动齿轮31的圆周方向转动，主动齿轮31还通过一个旋转电机36驱动。当旋转调节组件移动到井盖3的上方后，为了使升降提拉组件能够正对井盖3的两个孔，因此，旋转调节组件开始调节方位，旋转电机36驱动主动齿轮31转动，由于两个从动齿轮33均与主动齿轮31和内圈齿轮32之间相互啮合，因此，两个从动齿轮33沿着主动齿轮31的圆周方向转动。

两个从动齿轮33的轮齿均与内圈齿轮32和主动齿轮31的轮齿之间相互啮合，两个从动齿轮33还均套设于一个转轴上，并且两个转轴的上下端还均通过一个条形板37连接，圆架体34的外侧还设有一个防护壳38，防护壳38的顶部设有一个机架，旋转电机36呈竖直状态固定设置于机架内，方向调节组件设置于两个转轴下端的条形板37的底部。当两个从动齿轮33转动时，两个条形板37为了使两个从动齿轮33更加稳定，防护壳38对旋转调节组件起到了防护作用。

方向调节组件包括一个活动架39和两个螺纹柱40，活动架39固定设置于条形板37的底部，活动架39的中心设有一个隔板41，两个螺纹柱40还分别沿着活动架39的长度方向对称设置于活动架39内，并且每个螺纹柱40的两端还分别能够转动的安装于隔板41和活动架39的一侧之间，每个螺纹柱40还均通过一个调节电机42驱动，每个调节电机42均固定设置于活动架39的两侧，每个螺纹柱40上还均活动套设有一个移动块43，每个移动块43的向外端还均延伸设有一个矩形板44，升降提拉组件包括两个升降机构，并且两个升降机构还分布设置于两个矩形板44的底部。当方向调节组件调节升降提拉组件正对两个孔的距离时，每个调节电机42均驱动相应的螺纹柱40转动，每个螺纹柱40上的移动块43随之在活动架39内移动，隔板41为了防止两个升降机构发生碰撞。

两个升降机构的结构均相同，每个升降机构均包括一个第二螺杆45和一个第二套管46，每个第二套管46均呈竖直状态固定设置于相应的矩形板44底部，每个第二螺杆45均能够转动的设置于相应的第二套管46内，并且每个第二螺杆45还均通过一个第二驱动电机47驱动，每个第二螺杆45上位于相应第二套管46内还均滑动设有一个第二套环48，并且每个第二套环48的两端还均竖直向下设有一个第二延伸杆49，每两个第二延伸杆49的伸出端还连接设有一个第二圆盘50，每个第二套管46的两侧还均沿着相应第二套管46的长度方向设有一个用于每个第二延伸杆49升降的升降口。当两个升降机构驱动时，每个第二驱动电机47均驱动相应的第二螺杆45转动，由于每个第二螺杆45上均滑动套设有一个第二套环48，因此，每个第二套环48随之在相应的第二螺杆45上移动，每个第二套环48向下移动时，每个第二套环48上的两个第二延伸杆49随之带动相应的第二圆盘50移动。

升降提拉组件还包括两个提拉件51，每个第二圆盘50的底部中心还均竖直向下设有一个圆杆，每个圆杆上还均转动套设有一个第一直齿齿轮52，每个提拉件51还均通过一个固定盘53固定设置于相应的第一直齿齿轮52的底部，每个第二圆盘50的一侧还延伸设有一个安装板54，每个第一直齿齿轮52的旁侧还均啮合设有一个第二直齿齿轮55，每个第二直齿齿轮55均通过一个单轴电机56驱动，并且每个单轴电机56均呈竖直状态固定于相应的安装板54的顶部。当每个第二圆盘50均向着井盖3移动时，由于每个第二圆盘50的底部均转动设有一个第一直齿齿轮52，并且每个第一直齿齿轮52的底部还均固定设有一个提拉件51，因此，两个提拉件51通过调节插入两个孔中，为了使两个提拉件51拉起井盖3进行卡紧时，每个单轴电机56均驱动相应的第二直齿齿轮55转动，由于每个第二直齿齿轮55与相应的第一直齿齿轮52之间均相互啮合，因此，每个第一直齿齿轮52随之转动使相应的提拉件51在相应的孔内转动90°，井盖3随之能够被提起，井盖3被拉起后通过移动组件来到放料板1上方，最终，旧井盖3随之被放置于放料部6内，新的井盖3也能够通过同样的方式进行安装。

本发明的工作原理：

本设备/装置/方法通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、操作人员对井盖3进行拆卸时，首先，机器人车体来到井盖3位置处，车座4通过转向机构和移动机构进行转向以及移动，移动组件的车座4通过四个车轮7进行移动，转向机构进行转向时，转向机构处的两个车轮7随即通过相应的转向电机9进行转向调节，双头电机11驱动两个输出轴上的带轮转动，由于双头电机11上的两个带轮分别与转杆10上的带轮通过皮带连接，因此，转杆10随即通过皮带转动，转杆10转动后，转杆10两端的车轮7也随之转动，车座4也随之通过两个车轮7移动。

步骤二、当四个抵触机构同时支撑于地面时，每个第一驱动电机16均驱动相应的第一螺杆13转动，由于每个第一螺杆13上均滑动套设有一个第一套环17，因此，每个第一套环17随之在相应的第一螺杆13上移动，每个第一套环17向下移动时，每个第一套环17上的两个第一延伸杆18随之带动相应的第一圆盘19移动，每个第一圆盘19上的四个支撑脚21抵触于地面后，由于每个支撑脚21均与相应的立柱22之间通过弹簧23连接，因此，每个第一圆盘19下的四个支撑脚21随之向外张开支撑于地面。

步骤三、当移动组件驱动时，移动电机30带动驱动齿轮29转动，由于滑槽25的一侧设有齿条28，并且驱动齿轮29与齿条28之间相互啮合，因此，驱动齿轮29在齿条28上移动随之带动滑块26在两个滑条27上移动，旋转调节组件也随之移动，旋转调节组件移动到井盖3的上方后，为了使升降提拉组件能够正对井盖3的两个孔，因此，旋转调节组件开始调节方位，旋转电机36驱动主动齿轮31转动，由于两个从动齿轮33均与主动齿轮31和内圈齿轮32之间相互啮合，因此，两个从动齿轮33沿着主动齿轮31的圆周方向转动，两个条形板37为了使两个从动齿轮33更加稳定，防护壳38对旋转调节组件起到了防护作用，方向调节组件调节升降提拉组件正对两个孔的距离时，每个调节电机42均驱动相应的螺纹柱40转动，每个螺纹柱40上的移动块43随之在活动架39内移动，隔板41为了防止两个升降机构发生碰撞。

步骤四、当两个升降机构驱动时，每个第二驱动电机47均驱动相应的第二螺杆45转动，由于每个第二螺杆45上均滑动套设有一个第二套环48，因此，每个第二套环48随之在相应的第二螺杆45上移动，每个第二套环48向下移动时，每个第二套环48上的两个第二延伸杆49随之带动相应的第二圆盘50移动，每个第二圆盘50均向着井盖3移动时，由于每个第二圆盘50的底部均转动设有一个第一直齿齿轮52，并且每个第一直齿齿轮52的底部还均固定设有一个提拉件51，因此，两个提拉件51通过调节插入两个孔中，为了使两个提拉件51拉起井盖3进行卡紧时，每个单轴电机56均驱动相应的第二直齿齿轮55转动，由于每个第二直齿齿轮55与相应的第一直齿齿轮52之间均相互啮合，因此，每个第一直齿齿轮52随之转动使相应的提拉件51在相应的孔内转动90°，井盖3随之能够被提起，井盖3被拉起后通过移动组件来到放料板1上方，最终，旧井盖3随之被放置于放料部6内，新的井盖3也能够通过同样的方式进行安装。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。