本发明涉及清洗下水道的装置，尤其是一种自适应市政下水污泥混合机器。
背景技术：
下水管道是城市生活的重要部分之一，随着城市人口增多及工业的发展，老旧的下水管道逐步被改造成符合城市发展的结构，但国内的下水管道系统仍旧有很大的弊端，早期建设的考虑不成分，以及后期改造时由于资金短缺、改造难度大等问题，都制约了城市下水系统的长期健康发展。
狭窄的下水井时常发生堵塞的状况，尤其是餐饮区域的下水井和地势不合理的雨水井，这种公共下水管道需要市政部门清理，在管道疏通之前需要先打开井盖通风，然后结合高压水吸污车，将下水井中的污水吸出，再向水井中灌水，将淤泥搅拌稀释在水中、抽吸，淤泥清除以后才能开始截污疏通工作。
然而，稀释淤泥的过程需要人工借助工具伸入下水井中不断搅拌，且先抽水再注水稀释的过程太麻烦；另外，现有的能够进入下水井中进行清淤作业的设备不具备通用性，无法进入矩形截面的雨水井。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种自适应市政下水污泥混合机器，能够适应下水井和雨水井的形状结构，且能够代替人工下潜井中将淤泥或垃圾一同打碎、搅拌稀释。
其解决方案是，一种自适应市政下水污泥混合机器，包括上壳体和下壳体，上壳体包括一圆形的顶盖和四个侧壁，上壳体的下底面开放并与下壳体密封连接，下壳体为内部中空的筒状结构，其特征在于，所述上壳体内固定设有竖直的第一管道和第二管道，第一管道向下伸出下壳体并固定连接有旋转喷头，所述下壳体的下表面上设有向上凹陷的第一环槽，所述第二管道向下与第一环槽连通；所述上壳体内部两两对称设置有四个爬壁机构，爬壁机构包括与第一壳体内部滑动连接的主板，主板上转动连接有位于上壳体外部的第一杆，第一杆的两端均转动连接有第二杆的一端，两第二杆的另一端均转动连接有撑杆，两第二杆的杆身还均连接有第三杆的一端，第三杆的另一端与主板转动连接，两撑杆的一端转动连接有第四杆的一端，第四杆的另一端与主板转动连接，撑杆的另一端转动连接有撑板，所述主板通过弹性件连接有内与上壳体内部的挡板，临近的爬壁机构的挡板相邻设置，所述上壳体的外表面上开设有供爬壁机构运动的第一滑槽；所述下壳体上设有搅拌机构，搅拌机构包括沿第一环槽周向布置的若干搅拌器。
优选地，所述四个爬壁机构为两个一组，两组爬壁机构分别安装在上壳体相互平行的两个侧面上。
优选地，所述上壳体的内壁上开设有第二滑槽，所述挡板通过第二滑槽与上壳体滑动连接，挡板上端固定设有螺母，所述上壳体内还设有两个双向螺杆，双向螺杆的两端伸出上壳体并固定连接有旋钮，所述同一组爬壁机构中的两个螺母分别与双向螺杆的两段螺纹啮合。
优选地，所述顶盖上面固定设有气囊，所述主板内嵌设有铁件，上壳体内固定设有位于临近两个主板之间的电磁铁。
优选地，所述上壳体中设有两个传动轴，传动轴的一端固定连接一个爬壁机构中的第一杆，传动轴的另一端固定连接与前述爬壁机构相平行、对面的爬壁机构中的第一杆，其中一个爬壁机构的主板上固定设有承载板，承载板上安装有第一驱动装置，第一驱动装置与其对应的传动轴之间带连接或齿轮连接。
优选地，所述搅拌机构还包括位于下壳体内部的齿圈，齿圈啮合有若干齿轮，所述搅拌器与齿轮一一对应并同轴固定连接，其中一个齿轮上部连接有第二驱动装置。
优选地，所述齿圈的外侧靠近搅拌器的一端开设有第二环槽，所述下壳体内部可拆卸设有环形的固定环，所述第二环槽与固定环滑动连接；所述下壳体的底面开放并密封连接有底盖。
优选地，所述第一管道的轴线与下壳体的轴线共线。
本发明的有益效果：
1.下水井清淤工作开始前要打开井盖事先通风至少四十分钟，防止施工人员出现意外，机器施工相对于人工施工而言没有气体要求，开井后可直接下井作业，省去了事先通风时间，在机器作业的同时通风即可，降低工作人员发生意外的风险；
2.现有的清淤流程是要先抽吸污水，再往复喷射高压水人工搅拌稀释污泥、抽吸，现在用搅拌机构代替人工搅拌，节省劳动力，且直接打碎搅拌污泥，省去了现有流程中的第一次抽吸工作，简化了清淤工作流程；
3.爬壁机构具备伸缩浮动的特性，能适应下水井壁上有附着物的不平坦壁面，也适用于矩形的雨水井清淤工作，实现多用途、通用化。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明连接高压水管和吸污胶管时的示意图；
图3为爬壁机构的结构示意图；
图4为爬壁机构的机构运动简图；
图5为本发明的仰视图；
图6为搅拌机构的结构示意图；
图7为上壳体内部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-7给出，一种自适应市政下水污泥混合机器，包括上壳体1和下壳体2，上壳体1包括一圆形的顶盖101和四个侧壁，四个侧壁成类矩形布置，类矩形包括截面是矩形或与矩形相似的形状，上壳体1的下底面开放并与下壳体2密封连接，下壳体2为内部中空的筒状结构，其特征在于，所述上壳体1内固定设有竖直的第一管道3和第二管道4，第一管道3用于连接高压水管11，第二管道4用于连接吸污胶管12，第一管道3向下伸出下壳体2并固定连接有旋转喷头5，高压清洗吸污车上配备的高压水管11不具备旋转喷洒的功能，所以设立第一管道3，将高压水管11固定在第一管道3中，高压水经过第一管道3下端的旋转喷头5喷洒出去，使得高压水转动冲洗下水井的侧壁，不只是单纯的稀释淤泥，所述下壳体2的下表面上设有向上凹陷的第一环槽6，所述第二管道4向下与第一环槽6连通，将吸污胶管12固定在第二管道4内，开启吸污胶管12时，淤泥先进入第一环槽6中再进入第二管道4内被吸走；所述上壳体1内部两两对称设置有四个爬壁机构7，爬壁机构7包括与第一壳体内部滑动连接的主板701，主板701上转动连接有位于上壳体1外部的第一杆702，主板701与第一杆702的中部连接，第一杆702的两端均转动连接有第二杆703的一端，两第二杆703的另一端均转动连接有撑杆706，第二连杆与撑杆706的杆身连接，两第二杆703的杆身还均连接有第三杆704的一端，第三杆704的另一端与主板701转动连接，两撑杆706的一端转动连接有第四杆705的一端，第四杆705的另一端与主板701转动连接，撑杆706的另一端转动连接有撑板707，第一杆702为主动杆，在动力设备的驱动下第一杆702转动带动其余各杆动作，使撑板707完成类三角形路径的运动，实现爬壁的功能，为了增加撑板707与下水井壁面之间的摩擦力，不限于将撑板707的工作面设为滚花面，且撑板707与撑杆706是转动连接的，适应撑杆706在不同位置时撑板707均能与下水井壁面良好服帖接触，所述主板701通过弹性件708连接有内与上壳体1内部的挡板709，临近的爬壁机构7的挡板709相邻设置，所述上壳体1的外表面上开设有供爬壁机构7运动的第一滑槽102，当挡板709固定不动时，临近的两个爬壁机构7的撑板707遇到下水进壁面施加的压力，会直接作用于整个爬壁机构7，使各杆和主板701压缩弹性件708整体向着挡板709移动，形成主板701与挡板709之间的浮动连接，在遇到下水井壁面不平整时很好的保护了爬壁机构7的结构不受外部反作用力破坏，弹性件708的压缩限度即为撑板707的伸缩量，第一滑槽102设置在第三杆704、第四杆705与上壳体1连接的位置，方便第三杆704和第四杆705跟随爬壁机构7整体移动；所述下壳体2上设有搅拌机构8，搅拌机构8包括沿第一环槽6周向布置的若干搅拌器801，搅拌器801的搅拌范围覆盖第一环槽6的面积，让所有被抽吸的物质都必须经过搅拌器801打碎混合后才能进入第一环槽6，大于50mm的石头、棉纱、树叶等杂质会堵塞吸污胶管12，而搅拌其与第一环槽6配合保证进入吸污胶管12的污泥都是经过粉碎混合的，提高吸污胶管12的寿命。
第一杆702与第二杆703的连接点为a点，第二杆703与第三杆704的连接点为b点，第三杆704与撑杆706的连接点为c点，撑杆706与第四杆705的连接点为d点，其中第一杆702、第三杆704、第四杆705均为连架杆，撑杆706和第二杆703的形状依据实际使用情况而确定形状，不限于折线形，在一个爬壁机构7中，同一个第一杆702需要带动两个撑板707运动；根据常用机械公式：平面机构运动自由度计算公式，机构的自由度f=3n-2pl-ph，其中n为活动构件数，pl为低副数，ph为高副数，一个爬壁机构7中的活动构件有第一杆702、2个第二杆703、2个第三杆704、2个第四杆705和2个撑杆706，转动连接均为低副，无高副，即一个爬壁机构7中共有活动构件9个，低副数13个，则一个爬壁机构7的自由度为f=3*9-2*13=1，机构具有确定运动的条件是原动件数等于机构自由度数，原动件只有第一杆702，所以撑杆706是具唯一确定运动路径的。
由于两个第二杆703分别连接在第一杆702的两端，所以同一爬壁机构7中的两个撑板707做的运动具有半个运动周期的差异，即一个撑杆706下落时另一个撑杆706必抬起，实现向下的爬壁运动，当第一杆702反转的时候，两撑杆706的运动也相反，实现向上的爬壁运动。
所述四个爬壁机构7为两个一组，两组爬壁机构7分别安装在上壳体1相互平行的两个侧面上。两个爬壁机构7位于同一侧，则撑板707的运动方向也集中在两个方向上，相比周向布置来说，这样的结构设计使得爬壁机构7的行动同时使用于圆形井和方形井。
所述上壳体1的内壁上开设有第二滑槽103，所述挡板709通过第二滑槽103与上壳体1滑动连接，挡板709上端固定设有螺母713，所述上壳体1内还设有两个双向螺杆714，双向螺杆714的两端伸出上壳体1并固定连接有旋钮715，所述同一组爬壁机构7中的两个螺母713分别与双向螺杆714的两段螺纹啮合。双向螺杆714上具有两段对称反向的螺纹，两段螺纹的导程一致，一组爬壁机构7的两个挡板709均受同一个双向螺杆714控制；当本装置改变应用场合需要下潜雨水井或其他非标规格井时，撑板707的伸缩量无法满足井的内径要求，这时就可以转动双向螺杆714，与该双向螺杆714连接的两个挡板709相向滑动靠近，撑板707的伸缩量增大，反向转动双向螺杆714，则两个挡板709背离运动，撑板707的伸缩量减小，不转动双向螺杆714时，由于自锁两个挡板709无法自主运动；需要注意的是，弹性件708应一直处于压缩状态，让两个主板701在常态在一直处于相互远离的位置。
所述顶盖101上面固定设有气囊9，所述主板701内嵌设有铁件，上壳体1内固定设有位于临近两个主板701之间的电磁铁10。井下的堵塞物中包含塑料、坚硬物质、动物尸骨等，很多因素会造成机器在井下故障，为了防止此类情况发生时无法通过爬壁机构7上行，加装了电磁铁10和气囊9，当电磁铁10通电时，两侧主板701内的铁件受到磁力吸引向中间靠拢，这时弹性件708压缩、爬壁机构7离开下水井的内壁，整个机器处于悬浮状态，气囊9发挥作用开始上浮将机器向井口带动。
所述上壳体1中设有两个传动轴710，传动轴710的一端固定连接一个爬壁机构7中的第一杆702，传动轴710的另一端固定连接与前述爬壁机构7相平行、对面的爬壁机构7中的第一杆702，其中一个爬壁机构7的主板701上固定设有承载板711，承载板711上安装有第一驱动装置712，第一驱动装置712与其对应的传动轴710之间带连接或齿轮802连接。每个爬壁机构7的运动形式一致，为了简化装置内部结构，两个爬壁机构7用同一驱动装置进行驱动，第一驱动装置712不限于电机和马达，传动轴710与第一杆702的中部连接，不限于将传动轴710的端部伸出上壳体1与第一杆702连接，或者第一杆702的中部固定连接杆部，杆部穿多上壳体1与传动抽同轴连接；启动驱动装置后传动轴710转动，传动轴710带动面对面的两个爬壁机构7的第一杆702转动，完成爬壁机构7的动力输入。
所述搅拌机构8还包括位于下壳体2内部的齿圈803，齿圈803啮合有若干齿轮802，所述搅拌器801与齿轮802一一对应并同轴固定连接，其中一个齿轮802上部连接有第二驱动装置。第二驱动装置设置于圈上壳体1外部，第二驱动装置外部加设防护罩13；第二驱动装置启动后主动齿轮802带动齿803转动，再由齿圈803带动其余齿轮802转动。
所述齿圈803的外侧靠近搅拌器801的一端开设有第二环槽804，所述下壳体2内部可拆卸设有环形的固定环202，所述第二环槽804与固定环202滑动连接；所述下壳体2的底面开放并密封连接有底盖201。底盖201拆卸后能够检修搅拌机构8，齿圈803通过与固定环202周向滑动连接实现转动和定位。
所述第一管道3的轴线与下壳体2的轴线共线。即第一管道3位于下壳体2中间的位置，这样高压水通过旋转喷头5喷出后到圆形下水井内壁的距离都是一致的，冲击力均匀。
本发明在使用时，先将高压水管11固定在第一管道3内、吸污胶管12固定在第二管道4内，然后将机器放入下水井中，具有搅拌机构8的一端朝下，无需抽水，直接启动搅拌机构8和爬壁机构7，使机器下潜的同时打碎污泥中的杂物并将污泥与水体搅拌混合，不限于在机器上栓绑绳索来确定机器的下潜深度，当机器下潜到无法前进或管道图纸设计深度时，启动吸污车的吸污功能，混合了污泥的污水通过环槽进入吸污胶管12抽出，完成清淤工作；高压水可以在下潜时开起或在抽吸后喷射，下潜时喷射可以减少一次抽吸工作，但考虑到堵塞的下水井本身水位就很高，所以可以在抽吸之后喷射进行二次清洗；对于第一驱动装置712和第二驱动装置以及电磁铁的供电方式，不限于选择在上壳体1内部内置电池，或者通过直接采用导线与地面发电装置连接并利用伸缩软管外套保护，控制方面采用现有的遥控装置。
本发明的有益效果：
1.下水井清淤工作开始前要打开井盖事先通风至少四十分钟，防止施工人员出现意外，机器施工相对于人工施工而言没有气体要求，开井后可直接下井作业，省去了事先通风时间，在机器作业的同时通风即可，降低工作人员发生意外的风险；
2.现有的清淤流程是要先抽吸污水，再往复喷射高压水人工搅拌稀释污泥、抽吸，现在用搅拌机构代替人工搅拌，节省劳动力，且直接打碎搅拌污泥，省去了现有流程中的第一次抽吸工作，简化了清淤工作流程；
3.爬壁机构具备伸缩浮动的特性，能适应下水井壁上有附着物的不平坦壁面，也适用于矩形的雨水井清淤工作，实现多用途、通用化。
以上所述的实施例并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域所属技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应纳入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
1.一种自适应市政下水污泥混合机器，包括上壳体（1）和下壳体（2），上壳体（1）包括一圆形的顶盖（101）和四个侧壁，上壳体（1）的下底面开放并与下壳体（2）密封连接，下壳体（2）为内部中空的筒状结构，其特征在于，所述上壳体（1）内固定设有竖直的第一管道（3）和第二管道（4），第一管道（3）向下伸出下壳体（2）并固定连接有旋转喷头（5），所述下壳体（2）的下表面上设有向上凹陷的第一环槽（6），所述第二管道（4）向下与第一环槽（6）连通；所述上壳体（1）内部两两对称设置有四个爬壁机构（7），爬壁机构（7）包括与第一壳体内部滑动连接的主板（701），主板（701）上转动连接有位于上壳体（1）外部的第一杆（702），第一杆（702）的两端均转动连接有第二杆（703）的一端，两第二杆（703）的另一端均转动连接有撑杆（706），两第二杆（703）的杆身还均连接有第三杆（704）的一端，第三杆（704）的另一端与主板（701）转动连接，两撑杆（706）的一端转动连接有第四杆（705）的一端，第四杆（705）的另一端与主板（701）转动连接，撑杆（706）的另一端转动连接有撑板（707），所述主板（701）通过弹性件（708）连接有内与上壳体（1）内部的挡板（709），临近的爬壁机构（7）的挡板（709）相邻设置，所述上壳体（1）的外表面上开设有供爬壁机构（7）运动的第一滑槽（102）；所述下壳体（2）上设有搅拌机构（8），搅拌机构（8）包括沿第一环槽（6）周向布置的若干搅拌器（801）。
2.根据权利要求1所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述四个爬壁机构（7）为两个一组，两组爬壁机构（7）分别安装在上壳体（1）相互平行的两个侧面上。
3.根据权利要求2所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述上壳体（1）的内壁上开设有第二滑槽（103），所述挡板（709）通过第二滑槽（103）与上壳体（1）滑动连接，挡板（709）上端固定设有螺母（713），所述上壳体（1）内还设有两个双向螺杆（714），双向螺杆（714）的两端伸出上壳体（1）并固定连接有旋钮（715），所述同一组爬壁机构（7）中的两个螺母（713）分别与双向螺杆（714）的两段螺纹啮合。
4.根据权利要求2所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述顶盖（101）上面固定设有气囊（9），所述主板（701）内嵌设有铁件，上壳体（1）内固定设有位于临近两个主板（701）之间的电磁铁（10）。
5.根据权利要求2所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述上壳体（1）中设有两个传动轴（710），传动轴（710）的一端固定连接一个爬壁机构（7）中的第一杆（702），传动轴（710）的另一端固定连接与前述爬壁机构（7）相平行、对面的爬壁机构（7）中的第一杆（702），其中一个爬壁机构（7）的主板（701）上固定设有承载板（711），承载板（711）上安装有第一驱动装置（712），第一驱动装置（712）与其对应的传动轴（710）之间带连接或齿轮（802）连接。
6.根据权利要求1所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述搅拌机构（8）还包括位于下壳体（2）内部的齿圈（803），齿圈（803）啮合有若干齿轮（802），所述搅拌器（801）与齿轮（802）一一对应并同轴固定连接，其中一个齿轮（802）上部连接有第二驱动装置。
7.根据权利要求6所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述齿圈（803）的外侧靠近搅拌器（801）的一端开设有第二环槽（804），所述下壳体（2）内部可拆卸设有环形的固定环（202），所述第二环槽（804）与固定环（202）滑动连接；所述下壳体（2）的底面开放并密封连接有底盖（201）。
8.根据权利要求1所述的自适应市政下水污泥混合机器，其特征在于，所述第一管道（3）的轴线与下壳体（3）的轴线共线。
技术总结