本发明专利技术涉及一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手，包括混联机构和刮扫装置；所述的混联机构位于刮扫装置正下方，且混联机构上端与刮扫装置相连接。本发明专利技术集方位调节、沟壁刮划和沟壁旋扫等多种功能于一体，可对水利工程中的输水沟沟壁进行移动式刮扫清理作业，且刮扫清理速度快、位置调节灵活、智能化程度高、刮扫清理效率高，解决了现在人工刮扫清理劳动量大、效率低和成本高等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利工程沟壁清理机械领域，具体的说是一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手。
技术介绍
随着社会经济的发展，城市建设、交通建设、农业建设和水利建设等民生工程越来越受到社会各界的关注，政府对这些方面的投入也越来越大，此方面的工程建设也是遍地开花，随处可见，但是城市建设、交通建设、农业建设和水利建设等民生工程中都会涉及到一块，那就是给水排水系统的布置预留以及建设，比如农业灌溉、水利水电工程、市政工程、园林工程、房屋给水排水工程、污水处理工程、化工企业排放工程、城市交通道路建设工程、居民用水工程等等工程中都会涉及到输水排水沟渠，输水排水沟渠的作用主要用于雨水天气和平时生活工业用水的排放以及各种用水的长途输送；但是，由于生活用水、农业用水和工业用水中均存在矿物质，因此输水排水沟渠两内侧壁上经过长时间的累积形成大面积的水垢，除此之外，由于水中某些水生物或者水藻的作用，使得输水排水沟渠内侧壁上还易形成青苔等附着水生物，水垢和附着水生物的形成容易导致输水排水沟渠整体宽度变窄，容易造成输水排水沟渠堵塞；因此，对于这些输水排水沟渠需要定期进行清理疏通的日常维护，但是，目前多采用人工使用铲锹或者铲刀进行刮划疏松冲洗作业，由于农业灌溉沟渠内侧壁为垂直面上的，人工清理不方便，占用了大量的劳动力，且刮划疏松工程量大，成本高，效率低，除此之外，由于时常弯腰进行清理作业，容易导致工人腰椎颈椎等关节性疾病。鉴于此，本专利技术提供了一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手。本专利技术所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手，包括混联机构和刮扫装置；所
述的混联机构位于刮扫装置正下方，且混联机构上端与刮扫装置相连接。作为本专利技术的进一步改进，所述的混联机构包括移动底架和四自由度并联机构，移动底架位于四自由度并联机构下方，且移动底架与四自由度并联机构固连；所述的移动底架包括底板、移动滑轨、滑块、限位弹簧和锁紧柱，且移动滑轨和滑块的数量均为四，限位弹簧数量为十六，锁紧柱的数量为三十二；所述的底板固定在四自由度并联机构上，移动滑轨沿底板的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨两端分别设置有挡板，滑块安装在移动滑轨上，限位弹簧位于滑块与移动滑轨的挡板之间，且限位弹簧一端通过锁紧柱与移动滑轨的挡板相连接，限位弹簧另一端通过锁紧柱与滑块相连接，且移动滑轨的挡板内侧面和滑块的前后端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱一端设置有用于固定限位弹簧的锁紧扣，锁紧柱另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹；移动底架采用一平移的串联结构，移动底架可进行前后移动，通过移动底架可带动四自由度并联机构的前后移动；所述的四自由度并联机构包括定平台、虎克铰、伸缩杆、球铰链和动平台，且虎克铰、伸缩杆和球铰链的数量均为四；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方，定平台上端部分和动平台下端部分均分别设置有安装螺纹，伸缩杆底端通过虎克铰与滑块相连接，伸缩杆顶端通过球铰链与动平台相连接；四自由度并联机构采用4-UPS形式的并联机构，可实现一平移三转动共四个自由度方向的运动，运动效果好，运动自由度多，结构紧凑且承载能力强；将混联机构应用到本专利技术中，一方面起到了对刮扫装置方位角度的整体调节，便于本专利技术各种姿态全方位对农业灌溉沟渠沟壁水垢去除清理作业的进行，实现了柔性清理作业的功能，另一方面对刮扫装置起到了减震的效果，使得刮扫装置在本专利技术行走颠簸状态下始终处于水平平稳状态，防止抖动性过大对刮扫装置刮扫作业产生影响。作为本专利技术的进一步改进，所述的刮扫装置包括刮扫转台、刮扫支座、刮扫液压缸、移动刮板、刮扫导向筒、刮扫伸缩杆、刮扫锁柱、拉伸弹簧、刮划装置和旋扫装置；所述的刮扫支座位于刮扫转台正上方，且刮扫支座与刮扫转台固连，刮扫支座呈倒立的T型结构，刮扫支座中部位置处设置有加强筋，刮扫液压缸分别位于刮扫支座左右两侧，且刮扫液压缸沿刮扫支座的纵向中心轴线呈直线等间距布置，刮扫液压缸后端与刮扫支座相连接，刮扫液压缸前端安装有移动刮板，刮扫液压缸采用二级伸缩液压缸，刮扫导向筒中部固定在刮扫液压缸上，刮扫伸缩杆一端固定在刮扫液压缸后端，刮扫伸缩杆另一端固定在移动刮板后端面上，拉伸弹簧位于刮扫支座与移动刮板之间，且拉伸弹簧一端通过刮扫锁柱与刮扫支座相连接，拉伸弹簧另一端与移动刮板后端面之间通过刮扫锁柱相连接，刮划装置位于移动刮板外侧前端位置处，旋扫装置位于刮划装置正后方；作业时，首先根据待刮扫清理的农业灌溉沟渠的
沟宽来调节本专利技术的刮扫直径，具体是通过刮扫液压缸的伸缩运动来带动移动刮板向内侧收缩和向外侧伸张，从而改变本专利技术的刮扫直径，便于本专利技术适用于不同宽度的农业灌溉沟渠的刮扫作业，且通过刮扫导向筒和刮扫伸缩杆的配合使用对刮扫液压缸伸缩运动起到了一定的支撑作用，拉伸弹簧对刮扫液压缸的伸缩运动起到了支撑和限位的作用。作为本专利技术的进一步改进，所述的刮划装置包括刮划滑轨、刮划滑块和刮划刀爪；所述的刮划滑轨数量为二，且刮划滑轨沿移动刮板的纵向中心轴线分别对称布置在移动刮板外侧上下两端，刮划滑轨前后两端分别设置有刮划挡块，刮划滑块的横截断面呈工字型结构，刮划滑块安装在刮划滑轨上，刮划刀爪数量不少于五，刮划刀爪沿刮划滑块的纵向方向均匀布置，刮划刀爪底端固定在刮划滑块上，且刮划刀爪后端设置有刮划刀座，刮划刀座呈梯形结构，刮划刀爪前端设置有刮刀，刮刀呈锯齿状结构，且刮刀材质为不锈钢材料；通过刮划滑块在刮划滑轨上的来回往复运动带动刮划刀爪的来回往复移动，刮划刀爪与水利工程输水沟沟壁之间产生移动摩擦，从而将输水沟沟壁上的杂物污垢进行刮划疏松以及破碎，且采用锯齿状的刮划刀爪提高了刮划装置刮划清理沟壁的作业能力。作为本专利技术的进一步改进，所述的旋扫装置包括旋扫转盘和旋扫刷；所述的旋扫转盘后端固定在移动刮板外侧端面上，旋扫转盘前端安装有旋扫刷，旋扫刷后端设置有旋扫刷座，旋扫刷前端设置有刷头，且刷头沿旋扫刷座等间距均匀布置，刷头顶端处设置有尖头，刷头材质为不锈钢材料；通过旋扫转盘的转动带动旋扫刷的旋转，旋扫刷的刷头采用尖头状的不锈钢材料制成的，具有良好的锋利性，旋扫装置可对刮划装置刮划后的输水沟沟壁进行二次旋扫清理作业，使得输水沟沟壁清理的更加干净彻底。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术集方位调节、沟壁刮划和沟壁旋扫等多种功能于一体，可对水利工程中的输水沟沟壁进行移动式刮扫清理作业，且刮扫清理速度快、位置调节灵活、智能化程度高、刮扫清理效率高，解决了现在人工刮扫清理劳动量大、效率低和成本高等问题。(2)本专利技术的移动底架采用一平移的串联结构，四自由度并联机构采用4-UPS形式的并联机构，可实现一平移三转动共四个自由度方向的运动，运动效果好，运动自由度多，结构紧凑且承载能力强；将混联机构应用到本专利技术中，一方面起到了对刮扫装置方位角度的整体调节，便于本专利技术各种姿态全方位对农业灌溉沟渠沟壁水垢去除清理作业的进行，实现了柔性清理作业的功能，另一方面对刮扫装置起到了减震的效果，使得刮扫装置在本专利技术行走颠簸状态下始终处于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手，其特征在于：包括混联机构和刮扫装置；所述的混联机构位于刮扫装置正下方，且混联机构上端与刮扫装置相连接；其中：所述的轮式行走装置包括行走固定板、行走滑轨、行走滑块、行走耳座、一号转轴、行走支架、二号转轴、行走支撑杆、转动块、行走电机、行走电机架、行走轴和行走转轮；所述的行走滑轨固定在行走固定板下端面上，行走滑块安装在行走滑轨上，且行走滑块上端为凹型结构，行走滑块下端为倒立的U型结构，行走耳座位于行走滑轨后端位置处，且行走耳座与行走固定板固连，行走支架上端通过一号转轴与行走耳座相连接，行走支架中部位置处设置有行走连接杆，行走支撑杆一端通过二号转轴与行走滑块下端相连接，行走支撑杆另一端通过转动块与行走支架中部的行走连接杆相连接，且行走支撑杆为气动可伸缩式结构，行走电机通过行走电机架固定在行走支架外侧壁上，且行走电机主轴与行走轴相连接，行走轴两端分别固定在行走支架下端的左右内侧壁上，行走转轮安装在行走轴中部位置处；所述的混联机构包括移动底架和四自由度并联机构，移动底架位于四自由度并联机构下方，且移动底架与四自由度并联机构固连；所述的移动底架包括底板、移动滑轨、滑块、限位弹簧和锁紧柱，且移动滑轨和滑块的数量均为四，限位弹簧数量为十六，锁紧柱的数量为三十二；所述的底板固定在四自由度并联机构上，移动滑轨沿底板的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨两端分别设置有挡板，滑块安装在移动滑轨上，限位弹簧位于滑块与移动滑轨的挡板之间，且限位弹簧一端通过锁紧柱与移动滑轨的挡板相连接，限位弹簧另一端通过锁紧柱与滑块相连接，且移动滑轨的挡板内侧面和滑块的前后端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱一端设置有用于固定限位弹簧的锁紧扣，锁紧柱另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹；所述的四自由度并联机构包括定平台、虎克铰、伸缩杆、球铰链和动平台，且虎克铰、伸缩杆和球铰链的数量均为四；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方，定平台上端部分和动平台下端部分均分别设置有安装螺纹，伸缩杆底端通过虎克铰与滑块相连接，伸缩杆顶端通过球铰链与动平台相连接；所述的刮扫装置包括刮扫转台、刮扫支座、刮扫液压缸、移动刮板、刮扫导向筒、刮扫伸缩杆、刮扫锁柱、拉伸弹簧、刮划装置和旋扫装置；所述的刮扫支座位于刮扫转台正上方，且刮扫支座与刮扫转台固连，刮扫支座呈倒立的T型结构，刮扫支座中部位置处设置有加强筋，刮扫液压缸分别位于刮扫支座左右两侧，且刮扫液压缸沿刮扫支座的纵向中心轴线呈直线等间距布置，刮扫液压缸后端与刮扫支座相连接，刮扫液压缸前端安装有移动刮板，刮扫液压缸采用二级伸缩液压缸，刮扫导向筒中部固定在刮扫液压缸上，刮扫伸缩杆一端固定在刮扫液压缸后端，刮扫伸缩杆另一端固定在移动刮板后端面上，拉伸弹簧位于刮扫支座与移动刮板之间，且拉伸弹簧一端通过刮扫锁柱与刮扫支座相连接，拉伸弹簧另一端与移动刮板后端面之间通过刮扫锁柱相连接，刮划装置位于移动刮板外侧前端位置处，旋扫装置位于刮划装置正后方；所述的刮划装置包括刮划滑轨、刮划滑块和刮划刀爪；所述的刮划滑轨数量为二，且刮划滑轨沿移动刮板的纵向中心轴线分别对称布置在移动刮板外侧上下两端，刮划滑轨前后两端分别设置有刮划挡块，刮划滑块的横截断面呈工字型结构，刮划滑块安装在刮划滑轨上，刮划刀爪数量不少于五，刮划刀爪沿刮划滑块的纵向方向均匀布置，刮划刀爪底端固定在刮划滑块上，且刮划刀爪后端设置有刮划刀座，刮划刀座呈梯形结构，刮划刀爪前端设置有刮刀，刮刀呈锯齿状结构，且刮刀材质为不锈钢材料。...
【技术特征摘要】
1.一种生态农业灌溉沟渠沟壁除垢智能机器人作业机械手，其特征在于：包括混联机构和刮扫装置；所述的混联机构位于刮扫装置正下方，且混联机构上端与刮扫装置相连接；其中：所述的轮式行走装置包括行走固定板、行走滑轨、行走滑块、行走耳座、一号转轴、行走支架、二号转轴、行走支撑杆、转动块、行走电机、行走电机架、行走轴和行走转轮；所述的行走滑轨固定在行走固定板下端面上，行走滑块安装在行走滑轨上，且行走滑块上端为凹型结构，行走滑块下端为倒立的U型结构，行走耳座位于行走滑轨后端位置处，且行走耳座与行走固定板固连，行走支架上端通过一号转轴与行走耳座相连接，行走支架中部位置处设置有行走连接杆，行走支撑杆一端通过二号转轴与行走滑块下端相连接，行走支撑杆另一端通过转动块与行走支架中部的行走连接杆相连接，且行走支撑杆为气动可伸缩式结构，行走电机通过行走电机架固定在行走支架外侧壁上，且行走电机主轴与行走轴相连接，行走轴两端分别固定在行走支架下端的左右内侧壁上，行走转轮安装在行走轴中部位置处；所述的混联机构包括移动底架和四自由度并联机构，移动底架位于四自由度并联机构下方，且移动底架与四自由度并联机构固连；所述的移动底架包括底板、移动滑轨、滑块、限位弹簧和锁紧柱，且移动滑轨和滑块的数量均为四，限位弹簧数量为十六，锁紧柱的数量为三十二；所述的底板固定在四自由度并联机构上，移动滑轨沿底板的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨两端分别设置有挡板，滑块安装在移动滑轨上，限位弹簧位于滑块与移动滑轨的挡板之间，且限位弹簧一端通过锁紧柱与移动滑轨的挡板相连接，限位弹簧另一端通过锁紧柱与滑块相连接，且移动滑轨的挡板内侧面和滑块的前后端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱一端设置有用于固定限位弹簧的锁紧扣，锁紧柱另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹；所述的四自由度并联机构包括定平台、虎克铰、伸缩杆、球铰链和动平台，且虎克铰、伸缩杆和球铰链的数量均为四；所述的定平台和动平台均为圆盘状结...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴燕，
申请(专利权)人：安庆市蒲公英水电安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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