可调节绿化带清洗喷头装置及方法
阅读说明：本技术 可调节绿化带清洗喷头装置及方法 (Adjustable greenbelt cleaning spray head device and method ) 是由 谌礼群 向康 廖芳珍 李春波 申文静 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于本发明环卫装备领域,具体涉及一种可调节绿化带清洗喷头装置及方法,其可实现对不同宽度城市道路绿化带的准确和自动清洗。该喷头出水锥度δ和出水角度θ可调,可实现对不同城市道路绿化带的准确清洗,有效节约用水资源；清洗策略提前制定,出水锥度δ和出水角度θ均由电机电动调节,无需人为操作,可有效节省人力；出水状为圆柱状,雾化作用小,水柱冲击力强,可有效冲洗植被表面堆积的灰尘。(The invention belongs to the field of environmental sanitation equipment, and particularly relates to an adjustable greenbelt cleaning nozzle device and method, which can accurately and automatically clean urban road greenbelts with different widths. The water outlet taper delta and the water outlet angle theta of the spray head are adjustable, so that green belts of different urban roads can be accurately cleaned, and water resources are effectively saved; the cleaning strategy is established in advance, the water outlet taper delta and the water outlet angle theta are both electrically adjusted by the motor, manual operation is not needed, and labor can be effectively saved; the water outlet is cylindrical, the atomization effect is small, the impact force of the water column is strong, and dust accumulated on the surface of the vegetation can be effectively washed.)
技术领域
本发明属于环卫装备领域，具体涉及一种可调节绿化带清洗喷头装置及方法。
背景技术
城市道路中通常设置有绿化带，绿化带通常设置于大马路两边，如果灰尘长时间不清理，植物叶面上的灰层太多会堵塞叶面上的呼吸孔，使得植物光合作用受阻，致使植物枯死。
城市道路绿化带以灌木为主，清洗方式主要为园林作业车移动式喷洒，即人工手持喷头喷洒。人工清洗过程中，由于人为操作的不稳定性，其出水范围难以准确控制，无法实现准确清洗，导致大量的水洒在绿化带之外。与此同时，现有的清洗设备自身结构的喷头设计存在不足，导致其出水形状为雾状空心锥，出水均匀性一般，冲击力小，易产生漂移损失，需多次清洗，水资源利用率低。
发明内容
本发明为解决现有的高位喷头喷洒效率低的问题，提供了一种可自动调节出水范围的城市道路绿化带清洗喷头装置及方法。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种可调节绿化带清洗喷头装置，包括喷水组件和旋转机构，所述喷水组件包括喷头内层装置，喷头外层装置和传动组件，所述喷头内层装置的喷头内层和喷头外层装置的喷头外层均设置有出水孔，所述传动组件的舵机用于控制喷头装置的出水锥度，所述旋转机构包括旋转装置和辅助装置，所述旋转装置包括步进电机，用于控制喷头装置的出水角度，所述水管两侧通过螺纹配合与所述喷水组件和旋转机构连接。
进一步地，所述喷头内层和喷头内层均设置成弧面结构，所述喷头内层固定，所述喷头外层贴合于喷头内层作相对旋转，控制所述喷头内层和喷头内层出水孔的对齐程度。
进一步地，所述喷头内层和喷头外层设置有五圈出水孔，从内到外各圈出水孔与圆心夹角范围为12°～30°，与其对应的出水孔的出水锥度范围为28°～98°。
进一步地，所述喷头外层旋转15°的整数倍调节对应出水档位。
进一步地，所述喷水组件通过所述舵机控制转动，在所述传动组件中的第一大齿轮的传动下带动所述喷头外层转动，完成不同出水锥度的变换。
进一步地，所述旋转机构通过所述步进电机控制所述旋转装置的第二大齿轮和空心管旋转，完成不同出水角度的调节。
进一步地，本发明还提供一种利用所述喷头装置清洗绿化带的方法，包括以下步骤：
1)确定喷头装置的高度和距绿化带的宽度；
2)确定绿化带的宽度；
3)调节与喷头装置位置和绿化带相对应所需的出水锥度和出水角度。
进一步地，所述步骤1)通过调研确定喷头装置安装高度为1.9m，所述距绿化带的宽度为0.5。
进一步地，所述步骤2)绿化带符合城市常规道路绿化带标准的宽度设置为2m、3m和4m。
与现有高位喷洒清洗装置相比，本发明的有益效果在于：
1)对不同宽度绿化带的准确清洗：通过调整喷头的出水锥度δ和出水角度θ，可实现对不同宽度城市道路绿化带的准确清洗，有效减少传统高位喷洒装置出水范围不准确带来的水量损失；
2)无需人工参与，节省人力：舵机通过联轴器与传动轴连接，传动轴通过键与齿轮连接，减速齿轮通过键与喷头外层连接，并通过卡簧进行定位，带动喷头外层旋转，通过控制喷头内外层的相对位置，控制出水孔的对齐情况，进而自动控制喷头的出水锥度δ；步进电机通过联轴器与传动轴连接，传动轴通过键与齿轮连接，减速齿轮通过键与空心轴连接，并通过卡簧进行定位，通过控制步进电机旋转，即可整体控制喷头模块旋转，从而自动调节喷头的出水角度θ。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1是本发明实施例中喷头装置结构示意图。
图2是本发明实施例中喷水组件示意图。
图3是本发明实施例中喷水组件爆炸结构图。
图4是本发明实施例中喷头内外层出水孔位置示意图。
图5是本发明实施例中不同档位出水孔对准示意图。
图6是本发明实施例中旋转机构示意图。
图7是本发明实施例中喷头装置出水范围调节示意图。
图中标记：喷水组件1，喷头内层装置11，喷头内层111，内层喷头下接头112，内层喷头上接头113，喷头外层装置12，喷头外层121，外层喷头接头122，传动组件13，第一大齿轮131，舵机132，联轴器133，传动轴134，第一小齿轮135，滚动轴承136，固定组件14，密封圈141，喷头卡簧142，舵机固定板143，轴套144，轴承盖145，键146，舵机固定焊板147，伸缩轴148，套环149，出水孔15，旋转机构2，旋转装置21，空心管211，第二大齿轮212，步进电机213，助动轴214，第二小齿轮215，辅助装置22，步进电机固定板221，旋转卡簧222，水管3。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种可调节绿化带清洗喷头装置，如图1-2所示，该装置包括：喷水组件1，旋转机构2和水管3，所述喷水组件1包括喷头内层装置11，喷头外层装置12，传动组件13，固定组件14和出水孔15，如图2-3所示，所述喷头内层装置11由喷头内层111，内层喷头下接头112和内层喷头上接头113组成；所述喷头外层装置12由喷头外层121与外层喷头接头122组成，所述喷头内层111和喷头外层121设置有出水孔15；所述传动组件13包括第一大齿轮131，舵机132，联轴器133，传动轴134，第一小齿轮135和滚动轴承136；所述固定组件14包括密封圈141，喷头卡簧142，舵机固定板143，轴套144，轴承盖145和键146，舵机固定焊板147，伸缩轴148，套环149。
在具体实施例中，所述喷头内层111与内层喷头下接头112通过螺钉连接，内层喷头下接头112与内层喷头上接头113通过螺栓连接，喷头外层装置12由喷头外层121与外层喷头接头122组成，二者通过螺栓连接，喷头内层111和喷头外层121通过密封圈141进行密封，保证水柱仅从对齐出水孔15输出。
具体地，如图2-3所示，喷头内层装置11整体固定，内层喷头上接头113与舵机固定悍板147通过螺栓固定，舵机固定悍板147与舵机固定板143同样通过螺栓连接，舵机固定悍板147上套有两个轴套144，轴套144之间由螺钉固定连接，伸缩轴148一端通过套环149设置于轴套内，另一端则将第一大齿轮131嵌套，其中伸缩轴148通过伸缩活动调节第一大齿轮131的位置，进而与第一小齿轮的齿轮135啮合。舵机132安装在舵机固定板143上，四角固定，舵机固定板143通过螺钉固定到侧板上，保证将舵机固定板143和滚动轴承136通过侧板相对固定，舵机132通过联轴器133带动传动轴134转动，其中，滚动轴承136对传动轴134起支撑作用，轴套144和轴承盖145对滚动轴承136起定位作用。传动轴134通过键146与小齿轮136连接，第一小齿轮135带动第一大齿轮131转动，进而带动喷头外层装置12转动，从而调节出水锥度δ。其中，第一大齿轮131与外层喷头接头122通过键146连接和喷头卡簧142限位。
优选地，所述喷头内层111和喷头外层121设置成弧面结构，保证喷水组件1出水状为锥形实流，并精准控制喷头的出水范围，提高其出水均匀性和冲击力；所述喷头内层111固定，喷头外层121贴合于喷头内层111并可相对旋转，以此控制每圈出水孔对齐与否，完成出水锥度δ变换，圆形出水孔可有效减小喷头出水面积，增加出水压力，使得出水状为圆柱状，雾化作用小，水柱冲击力强，达到更好的清洗效果。
进一步地，所述喷头内层111和喷头外层121均设置5圈出水孔15，喷头内外层对应圈数的孔径一致，如图4所示，从内到外各圈出水孔15与圆心夹角依次为15°、15°、30°、12°、18°，与其对应的出水孔15的出水锥度δ依次为28°、43°、60°、78°、98°；图5显示了四个档位出水孔15对准的情况，分别为喷头外层121旋转45°、30°、60°、90°的情况，以白色代表对齐孔，黑色代表封闭孔，通过控制舵机132转动，在第一大齿轮131的传动下带动喷头外层121转动，实现四个档位出水孔15的设置，从而实现不同出水锥度δ的变换。
具体地，如图6所示，所述旋转机构2包括旋转装置21和辅助装置22，所述旋转装置21包括空心管211，第二大齿轮212，步进电机213，助动轴214，第二小齿轮215，所述辅助装置22包括步进电机固定板221，旋转卡簧222。所述步进电机213与助动轴214连接并固定在步进电机固定板221，助动轴214通过步进电机213传动到第二小齿轮215，进而第二小齿轮215带动第二大齿轮212，空心管211与第二大齿轮212连接，利用旋转卡簧222进行定位，最终实现通过控制步进电机213的旋转，整体控制喷水组件1的旋转，从而自动调节喷头的出水角度θ。
具体地，喷水组件1与旋转机构2通过水管3连接，水管3一侧通过螺纹配合与空心管211连接，另一侧通过螺纹配合与内层喷头上接头113连接，当步进电机213带动空心管211转动时，进而带动水管3和喷水组件1整体转动，从而调节喷头模块的出水角度θ。
参考图7，本发明清洗方法通过喷水组件1，旋转机构2和水管3共同完成。在不同实施例下，若要实现对不同宽度道路绿化带的准确清洗，确定喷头高度h和距绿化带宽度l后，通过调节喷头的出水锥度δ和出水角度θ，实现对不同宽度绿化带的准确清洗，清洗过程无需人为操作，可有效节约人力资源。
根据对城市道路绿化带规格的调研，确定作业车与绿化带距离l大约为0.5m，喷头安装高度h大约为1.9m。通过实际测量和查询相关标准可以知道，城市常规道路绿化带宽度有2m、3m和4m。通过理论设计和实际实验，确定了针对2m、3m和4m三种宽度道路绿化带的清洗方法，如表1所示。
表1常见宽度道路绿化带清洗方法
如图7所示，该示意图为对宽度为2m和4m的绿化带进行作业，其中，δ1、θ1分别为绿化带宽度为2m时的出水角度和出水锥度，δ2、θ2分别代表绿化带宽度为4m时的出水角度和出水锥度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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