【技术实现步骤摘要】
本技术涉及轨道交通除尘设备，具体涉及一种低惯量自动旋转冲洗水炮。
技术介绍
1、接触网绝缘子是铁路接触网的重要组成部分，露天使用，很容易受到污染而致使绝缘性能降低，在阴雨或雾霾天气极易发生闪络事故，一旦发生污闪事故，会对铁路运输系统造成巨大经济损失，严重影响铁路线路的正常运行。因此，需要对接触网绝缘子进行定期进行清洁，以确保其处于良好的绝缘状态。
2、铁路接触网绝缘子的清洁工作目前逐渐采用高压水冲洗技术。水冲洗技术一般采用水炮作为清洗终端，水炮通常具备水平和旋转两个方向的自由度，通过车辆装载到作业区域，由操作人员手动操作水炮上的手柄进行水炮方位的调节，将水炮的炮口对准需要冲洗的绝缘子。这种操作模式下，操作人员会暴露在环境中，例如冲洗时溅落的水会滴落到操作人员身上，会带来导电的风险；在高温环境下作业时，穿戴全套作业设备的操作人员非常闷热；在低温环境下作业时，溅落的水会在操作人员衣服上形成冰凌，又湿又冷。由此可见，目前对绝缘子进行高压水冲洗时工作条件差、工作效率低。
3、现有技术中进行了自动化水冲洗的尝试，在水炮上增加俯仰和旋转方向的电机，以实现水炮的自动控制，通过摄像头对作业场景内的绝缘子进行动态识别，自动控制水炮对准绝缘子进行冲洗。但是现有的作业模式仍然存在以下缺陷：由于冲洗时距离较远，需要使用大口径水炮，水压也相对较高，水炮本身需要承受较大的反作用力，水炮结构较为复杂，重量较重，惯性较大，加减速所需力矩大，难以准确定位，从而影响清洗效果。
技术实现思路
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2、本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种低惯量自动旋转冲洗水炮，包括：底板、控制器、设置在底板上的安装架、设置在安装架上的水平旋转机构、设置在水平旋转机构上的俯仰旋转机构、设置在俯仰旋转机构上的炮杆、设置在安装架上的水路系统以及设置在安装架上且分别与水平旋转机构和俯仰旋转机构电性连接的驱动器，水路系统远离安装架的端部伸入俯仰旋转机构内并与炮杆连通，驱动器与控制器通信连接；
4、炮杆上设置有与控制器通信连接的摄像机构，摄像机构的两端分别与俯仰旋转机构的侧壁转动配合。
5、本技术的水路系统解决了水路在水平方向和俯仰方向的旋转问题，旋转角度不会因为水路或水管问题受到限制，水路系统中的水管在使用过中不需要运动，供水的稳定性和密封性得到了保证；由于摄像机构与俯仰旋转机构的两侧转动配合，通过控制器控制驱动器驱使俯仰旋转机构启动，并通过俯仰旋转机构带动炮杆在俯仰方向旋转，进而通过炮杆带动摄像机构跟随转动，摄像机构用于定位冲洗目标，并记录冲洗过程，从而高效完成清洗作业。本技术通过设置水平旋转机构、俯仰旋转机构、水路系统以及摄像机构，减少了传统运动模块的重量和体积，降低了水炮的转动惯量，从而提升了运动的流畅性和反应的灵敏性，配合摄像机构，达到对冲洗目标准确、迅速定位的目的。
6、进一步地，上述水平旋转机构包括设置在安装架的内壁且与驱动器电性连接的第一电机、与第一电机的输出轴连接的减速器以及位于安装架的顶部的中空旋转台，减速器的输出轴穿过安装架并与中空旋转台连接，俯仰旋转机构设置在中空旋转台上。
7、本技术通过驱动器驱动第一电机旋转，进而通过减速器带动中空旋转台旋转，通过中空旋转台带动俯仰旋转机构整体旋转，并实现了在水平方向上的转动。
8、进一步地，上述俯仰旋转机构包括设置在中空旋转台的顶部的外壳、设置在外壳内且与驱动器电性连接的第二电机、与第二电机的输出轴连接的斜齿减速器以及设置在外壳的内侧壁且与斜齿减速器的输出端连接的垂直中空旋转台，垂直中空旋转台的输出端与相对的外壳的内壁之间连接有角通旋转接头；
9、外壳上开设有将角通旋转接头裸露的通槽，炮杆伸入外壳的通槽中并通过角通旋转接头与水路系统连通。
10、本技术通过驱动器驱动第二电机旋转，斜齿减速器改变第二电机的旋转方向，垂直中空旋转台内设有锥齿轮并进一步改变旋转方向，通过垂直中空旋转台带动角通旋转接头的一端旋转，进而带动炮杆旋转，并实现了炮杆的俯仰角度调节；角通旋转接头作为俯仰旋转机构的输出轴，且第二电机、斜齿减速器以及垂直中空旋转台的设计，合理化地利用了外壳内部空间，降低了安装所需空间要求，进一步减小了转动惯量，形成一个稳定、低阻力的俯仰旋转机构，这种结构方式最大程度减少了俯仰旋转运动时所需部件，第二电机通过垂直中空旋转台带动角通旋转接头的旋转管以及炮杆旋转即可，所需驱动力小。
11、进一步地，上述角通旋转接头包括固定管以及旋转管，固定管的一端通过安装座与外壳的内壁连接，固定管的另一端与旋转管的一端转动且密封连接，旋转管的另一端与垂直中空旋转台的输出端连接，水路系统与依次通过固定管和旋转管并与炮杆连通。
12、进一步地，上述水路系统包括由上至下依次连通的第一管道、直通旋转接头、第二管道以及第三管道，第一管道远离直通旋转接头的端部与固定管连通，第三管道设置在底板上。
13、进一步地，上述摄像机构包括设置在炮杆的外壁的u形支架、分别设置在u形支架的两端且用于定位冲洗目标的摄像头，u形支架的两端分别与外壳的侧壁转动连接，摄像头与控制器通信连接。
14、进一步地，上述u形支架的旋转轴心与炮杆的旋转轴心重合。
15、进一步地，上述炮杆的喷水端连接有喷嘴，炮杆的外壁连接有用于照明的射灯。
16、进一步地，上述喷嘴与炮杆的喷水端螺纹连接。
17、进一步地，上述射灯活动设置在炮杆上且可沿炮杆轴向转动。
18、本技术具有以下有益效果：
19、1、本技术将水平旋转机构和俯仰旋转机构采用上下分界式的设计化，将体积大、重量重的水平旋转机构以及驱动器等部件安装在下部的安装架上，同时将俯仰旋转机构的体积和重量大幅减小，因此，水炮在进行水平方向运动时所需克服的转动惯量大幅降低，加速时所需的驱动力相应减小，提升了水炮在水平运动时的响应速度，通过与摄像机构配合使用，可以更快、更准备对目标进行跟踪。
20、2、本技术通过设置角通旋转接头，在实现水路系统连通的同时又作为俯仰方向的旋转轴使用，简化了结构，减轻了重量；第二电机与角通旋转接头相互平行，减小安装所需空间，减小尺寸；将炮杆直接安装在角通旋转接头的旋转管上，减小第二电机所需驱动力，从而减小了水平和俯仰方向的转动惯量，使水炮在目标对准和跟踪的速度和精度得到提高。
21、3、本技术的摄像机构，通过u形支架与外壳的侧壁转动配合，并在u形支架的两侧分别设置摄像头，并使u形支架的旋转轴心与炮杆的旋转轴心重合，减小了俯仰方向的转动惯量，水炮在对目标进行对准和跟踪时的速度和精度得到提升。
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1.一种低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，包括：底板(1)、控制器、设置在所述底板(1)上的安装架(2)、设置在所述安装架(2)上的水平旋转机构(3)、设置在所述水平旋转机构(3)上的俯仰旋转机构(4)、设置在所述俯仰旋转机构(4)上的炮杆(5)、设置在所述安装架(2)上的水路系统(6)以及设置在所述安装架(2)上且分别与所述水平旋转机构(3)和所述俯仰旋转机构(4)电性连接的驱动器(7)，所述水路系统(6)远离所述安装架(2)的端部伸入所述俯仰旋转机构(4)内并与所述炮杆(5)连通，所述驱动器(7)与所述控制器通信连接；
2.根据权利要求1所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述水平旋转机构(3)包括设置在所述安装架(2)的内壁且与所述驱动器(7)电性连接的第一电机(31)、与所述第一电机(31)的输出轴连接的减速器(32)以及位于所述安装架(2)的顶部的中空旋转台(33)，所述减速器(32)的输出轴穿过所述安装架(2)并与所述中空旋转台(33)连接，所述俯仰旋转机构(4)设置在所述中空旋转台(33)上。
3.根据权利要求2所述的低惯量自动旋转冲
4.根据权利要求3所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述角通旋转接头(45)包括固定管(451)以及旋转管(452)，所述固定管(451)的一端通过安装座(453)与所述外壳(41)的内壁连接，所述固定管(451)的另一端与所述旋转管(452)的一端转动且密封连接，所述旋转管(452)的另一端与所述垂直中空旋转台(44)的输出端连接，所述水路系统(6)与依次通过所述固定管(451)和所述旋转管(452)并与所述炮杆(5)连通。
5.根据权利要求4所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述水路系统(6)包括由上至下依次连通的第一管道(61)、直通旋转接头(62)、第二管道(63)以及第三管道(64)，所述第一管道(61)远离所述直通旋转接头(62)的端部与所述固定管(451)连通，所述第三管道(64)设置在所述底板(1)上。
6.根据权利要求3所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述摄像机构(8)包括设置在所述炮杆(5)的外壁的U形支架(81)、分别设置在所述U形支架(81)的两端且用于定位冲洗目标的摄像头(82)，所述U形支架(81)的两端分别与所述外壳(41)的侧壁转动连接，所述摄像头(82)与所述控制器通信连接。
7.根据权利要求6所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述U形支架(81)的旋转轴心与所述炮杆(5)的旋转轴心重合。
8.根据权利要求1至7任一项所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述炮杆(5)的喷水端连接有喷嘴(51)，所述炮杆(5)的外壁连接有用于照明的射灯(52)。
9.根据权利要求8所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述喷嘴(51)与所述炮杆(5)的喷水端螺纹连接。
10.根据权利要求8所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述射灯(52)活动设置在所述炮杆(5)上且可沿所述炮杆(5)轴向转动。
...【技术特征摘要】
1.一种低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，包括：底板(1)、控制器、设置在所述底板(1)上的安装架(2)、设置在所述安装架(2)上的水平旋转机构(3)、设置在所述水平旋转机构(3)上的俯仰旋转机构(4)、设置在所述俯仰旋转机构(4)上的炮杆(5)、设置在所述安装架(2)上的水路系统(6)以及设置在所述安装架(2)上且分别与所述水平旋转机构(3)和所述俯仰旋转机构(4)电性连接的驱动器(7)，所述水路系统(6)远离所述安装架(2)的端部伸入所述俯仰旋转机构(4)内并与所述炮杆(5)连通，所述驱动器(7)与所述控制器通信连接；
2.根据权利要求1所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述水平旋转机构(3)包括设置在所述安装架(2)的内壁且与所述驱动器(7)电性连接的第一电机(31)、与所述第一电机(31)的输出轴连接的减速器(32)以及位于所述安装架(2)的顶部的中空旋转台(33)，所述减速器(32)的输出轴穿过所述安装架(2)并与所述中空旋转台(33)连接，所述俯仰旋转机构(4)设置在所述中空旋转台(33)上。
3.根据权利要求2所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述俯仰旋转机构(4)包括设置在所述中空旋转台(33)的顶部的外壳(41)、设置在所述外壳(41)内且与所述驱动器(7)电性连接的第二电机(42)、与所述第二电机(42)的输出轴连接的斜齿减速器(43)以及设置在所述外壳(41)的内侧壁且与所述斜齿减速器(43)的输出端连接的垂直中空旋转台(44)，所述垂直中空旋转台(44)的输出端与相对的所述外壳(41)的内壁之间连接有角通旋转接头(45)；
4.根据权利要求3所述的低惯量自动旋转冲洗水炮，其特征在于，所述角通旋转接头(45)包括固定管(451)以及旋转管(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏孔河，李攀，范伟，彭小洋，李想，
申请(专利权)人：成都新一驱动技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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