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1、(10)授权公告号 CN 202370025 U(45)授权公告日 2012.08.08CN202370025U*CN202370025U*(21)申请号 201120360301.7(22)申请日 2011.09.23E02F 5/28(2006.01)E02F 3/34(2006.01)E02F 3/36(2006.01)E02F 3/43(2006.01)(73)专利权人淮安市苏通市政机械有限公司地址 223200 江苏省淮安市楚州经济开发区边寿民路28号(72)发明人夏永彬 章小键 王连 丁红兵(74)专利代理机构淮安市科文知识产权事务所 32223代理人谢观素(54) 实用新型名称一。
2、种智能化窨井清淤车(57) 摘要一种智能化窨井清淤车，包括由运动控制器（18）和输入模块构成的电气控制柜（14）、坐标定位平台（10）和电控液压阀块组（15），所述的坐标定位平台（10）安装在立柱（4）的侧壁上，用于采集窨井的位置信号，坐标定位平台（10）的信号输出端与运动控制器（18）的位置信号输入端相连，运动控制器（18）的控制信号输出端通过电控液压阀块组（15）控制转盘（3）、横臂（5）及抓斗（8）的动作。本实用新型填补了窨井清淤车的智能化空白，大大降低了劳动强度，节约了人力资源，提高了清淤效率，大大减少了清淤过程中的二次环境污染。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请。
3、发明专利 权利要求书2页 说明书4页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 4 页1/2页21.一种智能化窨井清淤车，它包括汽车底盘（1）、转盘（3）、淤泥厢（2）、立柱（4）、横臂（5）、抓斗（8）和变幅油缸（6），所述的转盘（3）安装在汽车底盘（1）上，立柱（4）的底部固定在转盘（3）上，横臂（5）的一端安装在立柱（4）的顶部，横臂（5）的另一端连接抓斗（8），变幅油缸（6）的输出轴连接横臂（5）的非漏斗端，淤泥厢（2）安装在汽车底盘（1）上，位于抓斗（8）的下方，其特征是所述的清淤车还包括由运动控制器（18）和输入模块构。
4、成的电气控制柜（14）、坐标定位平台（10）和电控液压阀块组（15），所述的坐标定位平台（10）安装在立柱（4）的侧壁上，用于采集窨井的位置信号，坐标定位平台（10）的信号输出端与运动控制器（18）的位置信号输入端相连，运动控制器（18）的控制信号输出端通过电控液压阀块组（15）控制转盘（3）、横臂（5）及抓斗（8）的动作。2.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是所述的清淤车的底盘（1）下部装有撑脚（7）。3.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是所述的坐标定位平台（10）包括激光传感器、伺服电机、伺服电机驱动器（21）和第一限位开关，所述的窨井上装有用于反射光的标志杆，激光。
5、传感器发射激光，同时，接收来自标志杆反射的光信号，激光传感器的信号输出端与运动控制器（18）的光信号输入端相连，运动控制器（18）的电机控制信号输出端通过伺服电机驱动器（21）控制伺服电机的运转，所述的伺服电机和运动控制器（18）之间串接第一限位开关。4.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是所述的坐标定位平台（10）为X-Y-Z三维坐标平台。5.根据权利要求4所述的智能化窨井清淤车，其特征是所述的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（21）、步进电机驱动器（20）、第一限位开关和第二限位开关，所述的窨井上装有用于反射光的标志杆，激光传感器发射激光，。
6、同时，接收来自标志杆反射的光信号，激光传感器的信号输出端与运动控制器（18）的光信号输入端相连，运动控制器（18）的电机控制信号输出端分别通过伺服电机驱动器（21）和步进电机驱动器（20）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（18）之间串接第一限位开关，步进电机和运动控制器（18）之间串接第二限位开关。6.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是所述的输入模块为触摸屏（19）。7.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是它还包括第一位移传感器（12）和第二位移传感器（13），所述的第一位移传感器（12）和第二位移传感器（13）分别安装在变幅油缸（6）和横臂（5）。
7、上作为变幅油缸（6）和横臂（5）的到位检测器，用于检测变幅油缸（6）和横臂（5）的位置信号，第一位移传感器（12）和第二位移传感器（13）的检测信号输出端与运动控制器（18）的对应位移信号输入端相连，运动控制器（18）的控制信号输出端通过电控液压阀块组（15）的对应比例电磁阀控制横臂（5）和变幅油缸（6）的动作。8.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是它还包括磁电机线圈（11）和红外接近开关（17），所述的磁电机线圈（11）安装在立柱（4）顶端的齿轮转子旁，当抓斗（8）下放至底部时，齿轮转子停止转动，磁电机线圈（11）不再切割磁感线，磁电机线圈（11）的感应信号输出至运动控制器（18。
8、）的对应电信号输入端；所述的红外接近开关（17）安装在抓斗（8）的顶部与横臂（5）的连接端上，当抓斗（8）上升至顶部时，红外接近开关（17）的感应权 利 要 求 书CN 202370025 U2/2页3信号输出至运动控制器（18）的对应电信号输入端，运动控制器（18）的控制信号输出端通过电控液压阀块组（15）的对应电磁换向阀控制抓斗（8）的动作。9.根据权利要求1所述的智能化窨井清淤车，其特征是它还包括编码器（16），所述的编码器（16）安装在转盘（3）下方的旋转轴上，编码器（16）用于采集转盘（3）的旋转到位信号，编码器（16）的感应信号输出至运动控制器（18）的对应电信号输入端；运动控制器。
9、（18）的控制信号输出端通过电控液压阀块组（15）的对应比例电磁阀控制转盘（3）的动作。权 利 要 求 书CN 202370025 U1/4页4一种智能化窨井清淤车技术领域0001 本实用新型涉及工程机械的自动控制领域，尤其是多自由度液压机器人技术，具体地说是一种智能化窨井清淤车。背景技术0002 清淤车是专用汽车的一种，目前广泛使用的是人工操作的抓斗式清淤车，其特点是结构简单，能简单的代替人工清淤；但是，由于采用的是人工操作的方式，操作缓慢难以推广；同时，由于视觉误差，在窨井清淤过程中存在定位精度差的问题，操作人员需要反复调整抓斗。抓斗动作的稳定性差，人工劳能强大、工作效率低。发明内容000。
10、3 本实用新型的目的是针对现有的清淤车存在的人工操作、智能化程度低、稳定性差和工作效率低的问题，提出一种智能化窨井清淤车，运用了自动控制技术，使其改进成为智能化设备，大大提高了工作效率，降低了能耗。0004 本实用新型的技术方案是：0005 一种智能化窨井清淤车，它包括汽车底盘、转盘、淤泥厢、立柱、横臂、抓斗和变幅油缸，所述的转盘安装在汽车底盘上，立柱的底部固定在转盘上，横臂的一端安装在立柱的顶部，横臂的另一端连接抓斗，变幅油缸的输出轴连接横臂的非漏斗端，淤泥厢安装在汽车底盘上，位于抓斗的下方，所述的清淤车还包括由运动控制器和输入模块构成的电气控制柜、坐标定位平台和电控液压阀块组，所述的坐标定。
11、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。0006 本实用新型的清淤车的底盘下部装有撑脚。0007 本实用新型的坐标定位平台包括激光传感器、伺服电机、伺服电机驱动器和第一限位开关，所述的窨井上装有用于反射光的标志杆，激光传感器发射激光，同时，接收来自标志杆反射的光信号，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通过伺服电机驱动器控制伺服电机的运转，所述的伺服电机和运动控制器之间串接第一限位开关。0008 本实用新型的。
12、坐标定位平台为X-Y-Z三维坐标平台。0009 本实用新型的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，所述的窨井上装有用于反射光的标志杆，激光传感器发射激光，同时，接收来自标志杆反射的光信号，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。0010 本实用新型的输入模块为触摸屏。说 明 书CN 202370025 U2/4页50。
13、011 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括第一位移传感器和第二位移传感器，所述的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块组的对应比例电磁阀控制横臂和变幅油缸的动作。0012 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括磁电机线圈和红外接近开关，所述的磁电机线圈安装在立柱顶端的齿轮转子旁，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。
14、号输入端；所述的红外接近开关安装在抓斗的顶部与横臂的连接端上，当抓斗上升至顶部时，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。0013 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括编码器，所述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。0014 本实用新型的有益效果：0015 本实用新型的智能化窨井清淤车在原来的清淤车基础上增加了X-Y-Z三维坐标定位平台，运动控。
15、制器，触摸屏控制模块、编码器，位移传感器等，实现了清淤车对窨井定位、清淤过程的自动化。0016 本实用新型填补了窨井清淤车的智能化空白，大大降低了劳动强度，节约了人力资源，提高了清淤效率，大大减少了清淤过程中的二次环境污染。智能化窨井清淤车是具有自主知识产权的工程机械，是集自动控制、运动控制、电磁学、液压设计、机械设计等领域的现代高科技智能化工程机械。附图说明0017 图1是智能化窨井清淤车的结构示意图。0018 图2是智能化窨井清淤车的电控系统结构图。0019 图3是智能化窨井清淤车定位完成后的清淤规划图。0020 图4是智能化窨井清淤车工作流程图。0021 其图中包括汽车底盘1、车厢2、转。
16、盘3、抓吊装置9、撑脚7、坐标定位平台10、磁电机线圈11、第一位移传感器12、第二位移传感器13、电气控制柜14、电控液压阀块组15、编码器16、红外接近开关17。其中抓吊装置9包括：立柱4、横臂5、抓斗8、变幅油缸6。具体实施方式0022 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。0023 如图1、2所示，一种智能化窨井清淤车，它包括汽车底盘1、转盘3、淤泥厢2、立柱4、横臂5、抓斗8和变幅油缸6，所述的转盘3安装在汽车底盘1上，立柱4的底部固定在转盘3上，横臂5的一端安装在立柱4的顶部，横臂5的另一端连接抓斗8，变幅油缸6的输出轴连接横臂5的非漏斗端，淤泥厢2安装在汽车底盘1上，位。
17、于抓斗8的下方，所述的清淤说 明 书CN 202370025 U3/4页6车还包括由运动控制器18（采用常规的CPU处理器）和输入模块构成的电气控制柜14、坐标定位平台10（可以采用定位雷达）和电控液压阀块组15，所述的坐标定位平台10安装在立柱4的侧壁上，用于采集窨井的位置信号，坐标定位平台10的信号输出端与运动控制器18的位置信号输入端相连，运动控制器18的控制信号输出端通过电控液压阀块组15控制转盘3、横臂5及抓斗8的动作。0024 本实用新型的坐标定位平台10为X-Y-Z三维坐标平台；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21、步进电机驱动器20、第一。
18、限位开关和第二限位开关，所述的窨井上装有用于反射光的标志杆，激光传感器发射激光，同时，接收来自标志杆反射的光信号，激光传感器的信号输出端与运动控制器18的光信号输入端相连，运动控制器18的电机控制信号输出端分别通过伺服电机驱动器21和步进电机驱动器20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18之间串接第一限位开关，步进电机和运动控制器18之间串接第二限位开关，。0025 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括第一位移传感器12和第二位移传感器13，所述的第一位移传感器12和第二位移传感器13分别安装在变幅油缸6和横臂5上作为变幅油缸6和横臂5的到位检测器，用于检测变幅油缸6和横。
19、臂5的位置信号，第一位移传感器12和第二位移传感器13的检测信号输出端与运动控制器18的对应位移信号输入端相连，运动控制器18的控制信号输出端通过电控液压阀块组15的对应比例电磁阀控制横臂5和变幅油缸6的动作。0026 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括磁电机线圈11和红外接近开关17，所述的磁电机线圈11安装在立柱4顶端的齿轮转子旁，当抓斗8下放至底部时，齿轮转子停止转动，磁电机线圈11不再切割磁感线，磁电机线圈11的感应信号输出至运动控制器18的对应电信号输入端；所述的红外接近开关17安装在抓斗8的顶部与横臂5的连接端上，当抓斗8上升至顶部时，红外接近开关17的感应信号输出至运动控制器1。
20、8的对应电信号输入端，运动控制器18的控制信号输出端通过电控液压阀块组15的对应电磁换向阀控制抓斗8的动作。0027 本实用新型中，智能化窨井清淤车还包括编码器16，所述的编码器16安装在转盘3下方的旋转轴上，编码器16用于采集转盘3的旋转到位信号，编码器16的感应信号输出至运动控制器18的对应电信号输入端；运动控制器18的控制信号输出端通过电控液压阀块组15的对应比例电磁阀控制转盘3的动作。0028 具体实施时：0029 整机通过螺丝连接的方式，首先把两个位移传感器12、13分别安装在横臂5与变幅油缸6上，在横臂5顶端安装红外接近开关17，在横臂5末端安装磁电机线圈及齿轮转子11，在转盘3下。
21、方的旋转轴上安装编码器16，X-Y-Z三维坐标定位平台10安装在立柱4右侧面上。电机驱动器20，21、运动控制器18、触摸屏19等都安装在电气控制柜14内。电气控制柜和电控液压阀块组15分别安装在转盘3右侧。0030 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，再通过串口通讯电缆连接触摸屏组成系统控制的人机交互界面。0031 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三维坐标定位平说 明 书CN 202370025 U4/4页7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距离。运动控制器通过控制。
22、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，实现清淤车自动化清淤。0032 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距离。0033 清淤任务规划实施时：0034 首先提升抓斗8至红外接近开关17报警，变幅油缸6伸出横臂5抬起，合上抓斗8，旋转转盘3，使横臂5旋到窨井中心的角度，变幅油缸6收缩至横臂5水平，抓斗8向下放1.1米。判断横臂5伸出的距离是否超过1.1米，如果没有超过，横臂5伸出到窨井上方。如果超过横臂5伸出1.1米，横臂5伸出1.1米，抓斗8向下放1.1米，横臂5伸出。
23、到窨井上方。放下抓斗8至井底，向上提升抓斗0.5S，打开抓斗8，放下抓斗8至井底，合上抓斗8，提升抓斗8至红外接近开关17报警，判断横臂5收缩是否超过1.1米，如果没有超过1.1米，横臂5完全回收，提升抓斗8至红外接近开关17报警。如果超过1.1米，横臂5收缩1.1米，提升抓斗8至红外接近开关17报警，横臂5完全回收，提升抓斗8至红外接近开关17报警。变幅油缸6伸出横臂5抬起，旋转横臂5至车厢2上方的初始位置，变幅油缸6收缩，横臂5放平，打开抓斗8放出淤泥，完成一次清淤过程。循环执行触摸屏19设定的抓取次数。0035 智能化窨井清淤车的工作流程简述如下，如附图4所示：0036 首先整机初始化；0037 通过触摸屏19选择工作模式；0038 手动工作模式：通过触摸屏19上对应的按钮控制相应的执行机构。0039 自动工作模式：首先通过X-Y-Z三维坐标定位平台10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。0040 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。说 明 书CN 202370025 U1/4页8图1说 明 书 附 图CN 202370025 U2/4页9图2说 明 书 附 图CN 202370025 U3/4页10图3说 明 书 附 图CN 202370025 U10。