高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备及清理方法

技术领域

本发明涉及公路维护设备技术领域，具体为一种高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备。

背景技术

桥梁伸缩缝是为了适应桥梁的热胀冷缩而在两块桥梁板之间设置的一条构造缝，在正常车辆行驶过程中和自然条件下桥梁伸缩缝会积攒很多的灰尘和石子等杂质，需要定时清理。

现有技术中公开有多种伸缩缝清理设备，例如专利号：201810801058.4公开了一种桥梁伸缩缝清理设备，该清理设备与本申请相同，均在采用滚刷进行伸缩缝的清理，但存在明显缺陷，并不具有实用性，具体分析如下：1）该清理设备结构复杂，转向、操作均不便利，不适用于车辆往来的公路使用；2）现有技术中，目前很多公路、桥梁的两侧均安装有护栏，而该清理设备的滚刷安装在设备的中部，不便于对两端伸缩缝的清理。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备，可以有效解决背景技术中的问题。

实现上述目的的技术方案是：高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备，其特征在于：包括车架底盘，车架底盘的底部安装有位于四角位置的万向行走轮总成，车架底盘的后端安装有扶手，车架底盘上安装有吸风机、沉降桶以及清理刷总成，清理刷总成的前端连接有吸风连接管，所述清理刷总成沿前后方向安装在车架底盘前端，吸风机的吸风口连接沉降桶，沉降桶同时通过吸风管道连接清理刷总成前端的吸风连接管，吸风机的出风口连接有集尘滤袋；

清理刷总成前端转动安装在车架底盘上，清理刷总成的后端通过角度调节机构与车架底盘连接；

清理刷总成的前端铰接有位于清理设备最前端的拔头，拔头与吸风连接管之间还连接有复位弹簧，拔头在清理设备进入对伸缩缝进行清理的工况后具有两种位置状态，分别为初始位置状态和撞击护栏后的折弯清理位置状态，初始位置状态时，拔头向前倾斜向下设置、并向上远离地面；折弯清理位置状态时，拔头转动至伸缩缝内、并深入至伸缩缝的底部，折弯清理位置状态时的拔头向清理方向一侧倾斜，所述拔头还对应连接有用于在拔头转动至折弯清理位置状态时，对拔头位置进行锁定的锁定机构。

进一步地，所述角度调节机构包括下端铰接在清理刷总成后端的连接杆，车架底盘上通过门型架连接有垂直向上的安装架，安装架上安装有与连接杆配合的铰接孔板，铰接孔板上设置有从上向下布置的一排销轴孔，连接杆的上部通过螺栓、螺母与铰接孔板上不同销轴孔连接，实现清理刷总成的角度调节。

进一步地，所述锁定机构包括连接在安装架上的导向槽板以及下端通过第一销轴转动连接在拔头后侧的拉杆，导向槽板上还设置有从上向下延伸的导向槽，导向槽前侧的导向槽板上还设置有一排上下布置的定位孔；

拉杆向后倾斜向上设置、并且上端连接有第二销轴，拉杆通过第二销轴可分离的插设在定位孔内或导向槽内，第二销轴在插设在定位孔或导向槽中时伸出导向槽板、并且伸出端通过开口销限位；清理设备处于非工作状态时，第二销轴插入导向槽板上的定位孔中，拔头处于初始位置状态时，第二销轴位于导向槽的上端，拔头转动至折弯清理位置状态时，第二销轴向下滑移至导向槽的下端、并形成对拔头的位置锁定。

进一步地，导向槽包括相互连通的导向段和锁定段，所述导向段与拔头在由初始位置状态向折弯清理位置状态切换过程中第一销轴以拔头的转动中心为圆心的转动轨迹一致，锁定段沿导向段倾斜向下延伸、并设置为以拉杆下端的转动中心为圆心、以第一销轴和第二销轴的中心距为半径的弧形段。

进一步地，所述清理刷总成包括支架，支架上安装有开口朝下的罩壳，罩壳的上部为半圆形结构、底端为方向结构，罩壳内设置有向下凸出车架底盘、并用于伸缩缝清理的圆形刷片，支架上安装有驱动圆形刷片转动的减速电机，减速电机为可调速减速电机；

清理设备还包括电源开关，吸风机通过控制开关连接电源开关，减速电机通过可调速开关连接电源开关，所述电源开关的输入端连接供电电源；

吸风连接管沿圆形刷片的切线方向布置、并与罩壳内腔连通，吸风连接管的上端向后侧折弯。

进一步地，罩壳包括外侧开口的壳体，壳体的外侧开口通过螺栓连接有外侧板，所述减速电机安装在远离外侧板一侧的罩壳上、并且输出轴延伸至罩壳内，圆形刷片套装在延伸至罩壳内的输出轴上、并与输出轴之间通过键连接，圆形刷片的内侧通过设置在输出轴上的台阶限位、外侧的输出轴上螺纹连接有限位螺母。

进一步地，支架的后端还连接有支撑在伸缩缝一侧地面上的橡胶行走轮。

进一步地，清理刷总成的后端连接有倾斜向上的标识杆，位于后端的标识杆与刷片厚度方向的中心相对应。

进一步地，扶手采用T形管，车架底盘的后端中部连接有垂直向上的插接杆，T形管可调节高度的插装在插接杆上、并且之间通过锁定螺栓锁定连接。

本发明的另一个目的是提供一种高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备的清理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将清理设备移动至伸缩缝的起点位置，并通过标识杆调整刷片位置，使刷片与伸缩缝的上下位置对应，取出第二销轴端部的开口销，从导向槽板中拔出拉杆上端的第二销轴，调节连接杆与铰接孔板上的销轴孔连接位置，使圆形刷片向下深入至伸缩缝的底部，将拉杆上端的第二销轴插入导向槽板的导向槽的上端、并通过开口销锁定位置；

2）打开电源开关、控制开关、调速开关，启动减速电机和吸风机，手持扶手推动清理设备沿伸缩缝向前，减速电机驱动刷片旋转，扫出伸缩缝里面的垃圾，再被吸风管道吸进沉降桶，输入沉降桶中的灰尘在吸风机的作用下随空气输入集尘滤袋，实现灰尘的收集和空气的分离输出；

3）当行走至伸缩缝端部护栏位置时，拔头撞击护栏，并紧贴护栏向下转动至伸缩缝的端部内，在拔头转动过程中，带动拉杆上端的第二销轴沿导向槽向下滑动至槽底，形成对拔头的锁定，此时拔头向下伸入伸缩缝的底部；

4）向后拉动清理设备，通过拔头将伸缩缝前端的刷片清理死角位置的垃圾拔动至后侧非刷片清理死角位置，之后推动清理装置上清理刷总成对拔动至后侧的垃圾前后往复清理数次、直至拨动至非刷片清理死角位置的垃圾清理完；

5）手动拨动拉杆上端的第二销轴，使第二销轴向上移动至导向槽的最上端，同时拔头在弹簧作用下回位至初始状态；

6）将清理设备掉头，移动至伸缩缝的另一端，重复步骤3）、4），完成另一端刷片清理死角位置的垃圾清理。

本发明的有益效果：

本发明工作时，手持扶手推动清理设备沿伸缩缝向前，减速电机驱动刷片旋转，扫出伸缩缝里面的石子，灰尘等各种垃圾，再被吸风管道吸进沉降桶，每道伸缩缝清理耗时2分钟以内，有效减少工人劳动力同时大大减少了高速工作人员的安全隐患。

本发明的清理刷总成安装在最前端，便于对设置有护栏的公路、桥梁伸缩缝的快速清理，当行走至伸缩缝端部护栏位置时，拔头撞击护栏，并紧贴护栏向下转动至伸缩缝的端部内，在拔头转动过程中，带动拉杆上端的第二销轴沿导向槽向下滑动至槽底，形成对拔头的锁定；向后拉动清理设备，通过拔头将伸缩缝前端的刷片清理死角位置的垃圾拔动至后侧非刷片清理死角位置，之后推动清理装置上清理刷总成对拔动至后侧的垃圾前后往复清理数次，至后侧的垃圾清理完，因此，本发明的清理设备可以对清理死角位置进行自动清理，无需人工清理。

本发明的圆形刷片通过可调速电机驱动，而伸缩缝内垃圾在比较压实或者有雨水比较泥泞的情况下，比较难清理，可以通过调速开关控制圆形刷片高速转动将垃圾清扫掉，反之缩缝内垃圾比较好清理的可以将转速调小一些。

本发明的T形管可以上下移动，满足我们不同身高使用人员的要求。

本发明的清理刷总成的罩壳为装配式结构，便于刷片的更换。

清理刷总成的后端设置有标识杆，可以随时对照并调整刷片的中心，工作前将刷片中心与伸缩缝中心对齐，再调整刷罩的高度，将刷片的刷毛深入伸缩缝底部。

集成沉降桶限位设置在四个限位座之间，方便随时取出倒垃圾，沉降桶采用20L大容量，减少沉降桶倾倒次数。所述沉降桶可分离的支撑在车架底盘，沉降桶的环周均布有多个固定设置在车架底盘上的限位座，便于垃圾倾倒。

附图说明

图1为本发明非工作状态的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3本发明的第一局部立体图；

图4为图2中A部的局部放大图；

图5为图2中B部的局部放大图；

图6拉杆通过第二销轴与导向槽的连接状态示意图；

图7本发明的第二局部立体图；

图8为扶手的结构示意图；

图9为清理刷总成在车架底盘上的连接结构示意图；

图10为清理刷总成的立体图；

图11为清理刷总成的剖视图；

图12为本发明的控制原理图；

图13为本发明在非清理死区清洁工作的第一状态示意图；

图14本发明即将进入清理死区进行清理的第一状态示意图；

图15拔头对刷片清理死区进行清理的第一状态示意图；

图16拔头对刷片清理死区进行清理的第二状态示意图；

图17拔头对刷片清理死区进行清理的第三状态示意图；

图18拔头对刷片清理死区进行清理的第四状态示意图。

具体实施方式

如图1-12所示 ，本发明包括车架底盘1，车架底盘1包括呈左右布置的纵杆1.1以及连接在两侧纵杆1.1之间的横杆1.2，车架底盘1的底部四角位置安装有万向行走轮总成2，车架底盘1的后端安装有扶手3，扶手3采用T形管，车架底盘1的后端中部连接有垂直向上的插接杆4，扶手3的下端可调节高度的插装在插接杆4上、并且之间通过锁定螺栓5锁定连接，锁定螺栓5螺纹连接在扶手3上、并且螺杆端向前顶紧在插接杆4的外壁上，松开锁定螺栓5，可以对扶手3的高度进行调节，满足不同身高使用人员的要求。

车架底盘1上安装有吸风机6、沉降桶7以及清理刷总成8，所述沉降桶7支撑在车架底盘1的后侧，沉降桶7相对车架底盘1可分离设置，沉降桶7为封闭桶体，沉降桶7的环周均布有多个固定设置在车架底盘1上的限位座9，限位座9的顶端设置为向内侧倾斜斜面。

所述清理刷总成8沿前后方向安装在车架底盘1前端、并位于两侧纵杆1.1之间，所述清理刷总成8包括支架8.1，支架8.1的后端一侧有支撑在伸缩缝一侧地面上的行走轮8.7，支架8.1上安装有开口朝下的罩壳8.2，罩壳8.2的上部为半圆形结构、底端为下端开口的方向结构，罩壳8.2内设置有向下凸出车架底盘1、并用于伸缩缝清理的圆形刷片8.3，圆形刷片8.3的刷毛为尼龙刷毛，支架8.1上安装有驱动圆形刷片8.3转动的减速电机8.4，减速电机8.4为可调速减速电机；

清理设备还包括电源开关35，吸风机6通过控制开关36连接电源开关35，减速电机8.4通过可调速开关37连接电源开关35，所述电源开关35的输入端连接供电电源，电源开关35、控制开关36、可调速开关37分别安装在车架底盘1上。

进一步地，为便于圆形刷片8.3的更换，罩壳8.2采用装配式结构，具体包括外侧开口的壳体8.21，壳体8.21的外侧开口通过螺栓连接有外侧板8.22，所述减速电机8.4安装在远离外侧板8.22一侧的罩壳8.2上、并且输出轴延伸至罩壳8.2内，圆形刷片8.3套装在延伸至罩壳8.2内的输出轴上、并与输出轴之间通过键连接，圆形刷片8.3的内侧通过设置在输出轴上的台阶19限位、外侧的输出轴上螺纹连接有限位螺母20。

更换刷片时，打开外侧板8.22，松开限位螺母20，即可对圆形刷片8.3进行更换。

进一步地，清理刷总成8的前端底部固定连接有转轴8.5，清理刷总成8的前端通过转轴8.5转动安装在车架底盘1的两侧纵杆1.1之间，清理刷总成8的后端通过角度调节机构与车架底盘1连接，所述角度调节机构包括下端铰接在清理刷总成8的支架8.1后端的连接杆8.6，车架底盘1上通过门型架10连接有垂直向上的安装架31，安装架31上安装有与连接杆8.6配合的铰接孔板11，铰接孔板11上设置有从上向下布置的一排销轴孔11.1，连接杆8.6的上部通过螺栓、螺母与铰接孔板11上不同销轴孔11.1连接，实现清理刷总成8的角度调节。

通过对清理刷总成8的角度调节，可以调节刷片8.3的离地高度，从而在非工作状态时带动清理刷总成8抬高、并向上远离地面；另一方面在工作状态时，使刷片8.3深入伸缩缝。

清理刷总成8的后端连接有倾斜向上的标识杆12，位于后端的标识杆12与刷片8.3厚度方向的中心相对应，位于后端的标识杆12连接在支架8.1上、并位于清理设备操作人员的视线之内在，工作前将刷片8.3中心与伸缩缝中心对齐，并在清理过程中可以随时对照并调整刷片8.3的中心。

罩壳8.2的前端下部连接有沿圆形刷片8.3的切线方向布置、并与罩壳8.2内腔连通的吸风连接管13，吸风连接管13的上端向后侧折弯、并通过吸风管道17连接沉降桶7，吸风机6安装在门型架10上，吸风机6的吸风口通过连接管道15连接沉降桶7，吸风机6的出风口连接有集尘滤袋14。

作为本实施例的进一步改进，吸风管道17、连接管道15采用可折弯、伸缩的波纹管，吸风管道17、连接管道15的两端均连接有硬质插口，吸风管道17与吸风连接管13之间采用可分离式的插拔连接结构。

安装架31上还连接有导向槽板18，导向槽板18上还设置有从上向下延伸的导向槽19，导向槽19前侧的导向槽板18上还设置有一排上下布置的定位孔32，罩壳8.2的前端铰接有位于清理设备最前端的拔头21，拔头21与吸风连接管13之间还连接有复位弹簧22，拔头21后侧还通过第一销轴23转动连接有向后侧倾斜向上的拉杆24，拉杆24的另一端连接有第二销轴25，拉杆24通过第二销轴25可分离的插设在定位孔32内或导向槽19内，第二销轴25在插设在定位孔32或导向槽19中时伸出导向槽板18、并且伸出端通过开口销30限位。

进一步地，为避免拉杆24与连接杆8.6中间产生干涉，拉杆24与连接杆8.6分别设置在铰接孔板11的两侧，同时拉杆24、连接杆8.6与吸风机6在车架底盘1宽度方向上错开设置。

在清理设备处于非工作状态时，调节连接杆8.6与铰接孔板11上的销轴孔11.1连接位置(调节前使拉杆24上端的第二销轴25与导向槽板18处于分离状态)，使拔头21和清理刷总成8向上远离地面，之后再将拉杆24上端的第二销轴25插入定位孔32中、并通过开口销30锁定。

在清理设备进入工作状态时，调节连接杆8.6与铰接孔板11的连接位置(调节前使拉杆24上端的第二销轴25与导向槽板18处于分离状态)，使圆形刷片8.3深入清洁缝，调节完成后，将拉杆24的第二销轴25插入导向槽19中、并通过开口销30锁定。

清理设备处于非工作状态时，第二销轴25插入导向槽板18上的定位孔32中，拔头21在清理设备进入工作状态后具有两种位置状态，分别为初始位置状态和撞击护栏后的折弯清理位置状态，初始位置状态时，拔头21向前倾斜向下设置、并向上远离地面，此时，第二销轴25位于导向槽19的上端。

折弯清理位置状态，拔头21转动至伸缩缝内、并向清理方向一侧倾斜，折弯清理位置状态的拔头与水平线之间的夹角a小于90°，在拔头由初始位置状态转动至折弯清理状态过程中，拉杆24上端的第二销轴25沿导向槽19向下滑动至槽底，进一步地，导向槽板18上的导向槽19包括相互连通的导向段19.1和锁定段19.2，所述导向段19.1与拔头21在由初始位置状态向折弯清理位置状态切换过程中第一销轴23以拔头21的转动中心为圆心的转动轨迹一致，锁定段19.2沿导向段19.1倾斜向下延伸、并设置为以拉杆24下端的转动中心为圆心、以第一销轴23和第二销轴25的中心距为半径的弧形段，使得第二销轴25在进入锁定段19.2后，使得拔头21与拉杆24上端之间形成互拉力，避免拔头在弹簧22的作用下反向回位。

进一步地，为便于拔头21更好的对缝隙端部的清理，所述拔头21的前端设置为沿宽度方向逐渐收窄的尖端，更进一步地，拔头21的尖端顶面设置为向下弯曲的弧形面21.2，便于在拔头21触碰到护栏后在弧形面的过渡下向下转动，尖端的底面设置为斜面21.1，使拔头21尖端的厚度向前逐渐减小。

上述高速公路桥梁伸缩缝快速清理设备的清理方法，包括如下步骤：

1）如图13所示，将清理设备移动至伸缩缝的起点位置，并通过标识杆12调整刷片8.3位置，使刷片8.3与伸缩缝26的上下位置对应，取出第二销轴25端部的开口销30，从导向槽板18中拔出拉杆24上端的第二销轴25，调节连接杆8.6与铰接孔板11上的销轴孔11.1连接位置，使圆形刷片8.3向下深入至伸缩缝26的底部，将拉杆24上端的第二销轴25插入导向槽板18的导向槽19的上端、并通过开口销30锁定位置；

2）打开电源开关35、控制开关36、调速开关37，启动减速电机8.4和吸风机6，手持扶手推动清理设备沿伸缩缝26向前，减速电机8.4驱动刷片8.3旋转，扫出伸缩缝26里面的垃圾，再被吸风管道17吸进沉降桶7，输入沉降桶7中的灰尘在吸风机6的作用下随空气输入集尘滤袋14，实现灰尘的收集和空气的分离输出，同时使大颗粒、小颗粒垃圾与灰尘的分离，也减少沉降桶7和集尘滤袋14的倾倒次数。

3）如图14-17所示，当行走至伸缩缝端部护栏位置时，拔头21撞击护栏28，并紧贴护栏28向下转动至伸缩缝26的端部内，在拔头21转动过程中，带动拉杆24上端的第二销轴25沿导向槽19向下滑动至槽底，形成对拔头21的锁定，此时拔头21的向下伸入伸缩缝26的底部；

4）如图18所示，向后拉动清理设备，通过拔头24将伸缩缝前端的刷片清理死角位置（即如图13所示，清理设备运行至前端与护栏28贴合状态时，刷片8.3与对应端护栏28之间伸缩缝区域27）的垃圾拔动至后侧非刷片清理死角位置，之后推动清理装置上清理刷总成8对拔动至后侧的垃圾前后往复清理数次、直至拨动至非刷片清理死角位置的垃圾清理完；

5）手动拨动拉杆24上端的第二销轴25，使第二销轴25向上移动至导向槽19的最上端，同时拔头在弹簧22作用下回位至初始状态；

6）将清理设备掉头，移动至伸缩缝26的另一端，重复步骤3）、4），完成另一端刷片清理死角位置的垃圾清理。