CN103861851A - 一种用于管道清洗的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管道清洗的机器人,包括用于驱动整机移动的行走装置,所述行走单元的顶部转动连接机械臂,所述机械臂包括旋转支架,所述旋转支架的底部设有水平旋转装置,所述旋转支架的顶部旋转连接清洗刷装置,所述旋转支架内设有竖直旋转装置。本发明的有益效果为:本发明通过设有水平旋转装置与竖直旋转装置使清洗刷实现了上下左右四个方位的移动,随着机器人在管道中的移动,清洗刷可以一次完成管道中四个面的清洗,提高了清洗效率,避免了二次污染,整机结构紧凑,拆卸与维修方便,可以重复更换清洗刷。

Description

—种用于管道清洗的机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及清洗装置,尤其涉及一种用于管道清洗的机器人。
背景技术
[0002] 管道是用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常,流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后,从管道的高压处流向低压处,也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛,主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置。例如,现在建筑中利用管道实现通风换气,这种管道一般称为通风管道,另外,宾馆、酒楼及饭店厨房等利用管道实现排油烟等,这种管道一般称为油烟管道。
[0003] 然而,对于所述管道长时间使用后,其内壁具有层积有较多的粉尘颗粒或油烟等,需要定期进行管道清理,但是现有的管道清洗机器人清洗时都是针对一个表面,因此清洗时一次只能清洗一个表面,多个表面就需要多次清洗,效率低;同时,在现有的管道清洗机器人的清洗刷的宽度小于部分管道的壁宽,因此机器人清洗每一个表面时都需要机器人带着清洗刷往复运动以进行清洗,效率低,劳动强度大;第三,由于不能避免往复清洗,就不能避免二次污染。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种用于管道清洗的机器人,以克服现有技术存在的上述不足。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
[0006] 一种用于管道清洗的机器人,包括车体,所述车体的两侧均设有若干通过车轮电机驱动的车轮,所述车体的顶部通过连接杆转动连接机械臂,所述机械臂包括设在其中部的旋转支架,所述旋转支架的底部设有用于驱动机械臂水平旋转的水平旋转装置,所述旋转支架的顶部转动连接清洗刷装置,所述旋转支架内设有用于驱动清洗刷装置竖直旋转的竖直旋转装置;
[0007] 所述水平旋转装置包括设在车体顶面上的水平驱动电机,所述水平驱动电机固定连接水平摆杆,所述旋转支架的底部设有与所述水平摆杆相配合的滑槽;
[0008] 所述竖直旋转装置包括设在所述旋转支架侧壁上的竖直驱动电机,所述竖直驱动电机固定连接竖直摆杆,所述旋转支架的顶部旋转连接过渡架,所述过渡架的底部设有与所述竖直摆杆相配合的滑槽,所述过渡架固定连接清洗刷装置;以及
[0009] 所述水平驱动电机、竖直驱动电机、车轮电机及清洗刷装置通过导线连接控制装置。
[0010] 进一步的,所述连接杆的下端固定连接所述行走装置,所述连接杆的上端转动连接所述机械臂。
[0011] 进一步的,所述车轮电机与车轮之间设有轮毂。[0012] 进一步的,所述水平滑槽与竖直滑槽均为条形滑槽。
[0013] 进一步的,所述清洗刷装置包括套筒,所述套筒的一端固定连接清洗刷电机,所述清洗刷电机的输出端通过传动轴固定连接清洗刷,所述传动轴与清洗刷之间设有联轴器,所述清洗刷电机通过导线连接所述控制装置。
[0014] 进一步的,所述过渡架包括设在其一侧的旋转块,所述旋转块通过轴旋转连接所述旋转支架,所述旋转块的中部通过紧固件固定连接所述套筒,所述旋转块固定连接支架,所述支架的底部设有与所述竖直摆杆相配合的竖直滑槽。
[0015] 进一步的,所述控制装置包括设在机器人内的机内控制器与远程控制器,所述机内控制器与远程控制器均为单片机,所述机内控制器与远程控制器均通过脉冲宽度调制控制。
[0016] 进一步的,所述水平驱动电机、竖直驱动电机与清洗刷电机均设有减速机,所述水平驱动电机与竖直驱动电机均为舵机。
[0017] 本发明的有益效果为:本发明通过设有水平旋转装置与竖直旋转装置使清洗刷实现了上下左右四个方位的移动,随着机器人在管道中的移动,清洗刷可以一次完成管道中四个面的清洗,提高了清洗效率,避免了二次污染,整机结构紧凑,拆卸与维修方便,可以重复更换清洗刷。
附图说明
[0018] 下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
[0019] 图1是本发明实施例所述一种用于管道清洗机器人的结构示意图;
[0020] 图2是图1的A向视图;
[0021] 图3是图1放大图C的结果示意图;
[0022] 图4是图1中B-B的剖视结构示意图;
[0023] 图5是本发明实施例所述一种用于管道清洗机器人的控制装置的结构示意图。
[0024] 图中:
[0025] 1、车体;2、车轮;3、轮毂;4、车轮电机;5、连接杆;6、旋转支架;7、水平驱动电机;
8、水平摆杆;9、水平滑槽;10、竖直驱动电机;11、竖直摆杆;12、竖直滑槽;13、支架;14、转动块14 ;15、轴;16、套筒;17、清洗刷电机;18、传动轴;19、联轴器;20、清洗刷;21、紧固件;22、机内控制器;23、远程控制器。
具体实施方式
[0026] 如图1所示,本发明实施例所述的一种用于管道清洗的机器人,包括用于驱动整机移动的行走装置与用于完成清洗工作的机械臂。
[0027] 如图2所示,所述行走装置包括车体I,所述车体I的两侧均设有2个车轮2,所述车轮2内固定连接轮毂3,所述轮毂3固定连接车轮电机4,所述车轮电机4固定连接在车体I的下端面上,所述车轮电机4通过导线连接控制装置,用于控制车轮电机4的转速。
[0028] 如图1所示,所述机械臂包括旋转支架6,所述旋转支架6设在所述机械臂的中部,所述旋转支架6的底部设有用于驱动机械臂水平旋转的水平旋转装置,所述旋转支架6的顶部转动连接清洗刷装置,所述旋转支架6内设有用于驱动清洗刷装置竖直旋转的竖直旋转装置。
[0029] 如图1、3所示,所述水平旋转装置包括设在所述车体I顶部的水平驱动电机7,所述水平驱动电机7为舵机,舵机内设有位置检测器,带有位置反馈功能;所述水平驱动电机7的输出端固定连接水平摆杆8,所述水平驱动电机7通过导线连接所述控制装置,用于控制水平驱动电机7的转速与位置,所述旋转支架6的下端面上设有与所述水平摆杆8相配合的水平滑槽9,优选为条形滑槽。
[0030] 如图1、4所示,所述清洗刷装置包括套筒16,所述套筒16的一端固定连接清洗刷电机17,所述清洗刷电机17的输出端通过传动轴18固定连接清洗刷20,所述传动轴18与清洗刷20之间设有联轴器19,用于更换清洗刷20,所述清洗刷电机17通过导线连接控制装置,用于控制清洗刷电机17的转速。
[0031] 所述竖直旋转装置包括设在所述旋转支架6侧壁上的竖直驱动电机10,所述竖直驱动电机10为舵机,舵机内设有位置检测器,带有位置反馈功能;所述竖直驱动电机10固定连接竖直摆杆11,所述旋转支架6的顶部通过轴15转动连接转动块14,所述转动块14的侧面固定连接支架13,所述支架13上设有与竖直摆杆11相配合的竖直滑槽12,优选为条形滑槽,所述转动块14的中部间隙连接所述套筒16,所述套筒16的两侧设有紧固件21,优选为紧固螺丝,用于调节清洗刷装置两端的平衡,套筒16在转动块14中滑动到指定位置,拧紧紧固螺丝,固定套筒16 ;所述竖直驱动电机10通过导线连接所述控制装置,用于控制竖直驱动电机10的转速与位置。
[0032] 如图1所示,所述行走装置与机械臂之间设有竖直设置的连接杆5,所述连接杆5的下端固定连接所述车体1,所述连接杆5的顶端转动连接所述旋转支架6。
[0033] 所述水平驱动电机7、竖直驱动电机10与清洗刷电机17均设有减速机,用于减小转速,使清洗刷20的定位更精确,增加转矩,增加清洗刷20的清洗质量。
[0034] 如图5所示,所述控制装置包括设在机器人内的机内控制器22与远程控制器23,所述机内控制器22与远程控制器23均为单片机,所述机内控制器22与远程控制器23均通过脉冲宽度调制控制。
[0035] 如图1-5所示,具体使用时,将清洗机器人放置到初始位,远程控制器23发出PWM信号给机内控制器22,机内控制器22控制车轮电机4、清洗刷电机17、水平驱动电机7与竖直驱动电机10,步骤如下:
[0036] 第一步,控制水平驱动电机7与竖直驱动电机10启动,水平驱动电机7带动动水平摆杆8旋转,水平摆杆8在水平滑槽9中延滑槽往复滑动,使旋转支架6以连接杆5为支点水平旋转,实现了清洗刷20水平移动到待刷管道的顶部内壁;竖直驱动电机10带动竖直摆杆11旋转,竖直摆杆11在竖直滑槽12中延滑槽往复滑动,使支架13带动固定在转动块14中的套筒16以轴15为支点竖直旋转,实现了清洗刷20竖直移动到待刷管道的右侧内壁,到达待刷管道的右上角,确定了清洗刷20的初始位置;
[0037] 第二步,车轮电机4、清洗刷电机17与水平驱动电机7同时启动,竖直驱动电机10不启动,车轮电机4带动机器人延管道移动,清洗刷电机17通过传动轴18带动清洗刷20转动,水平驱动电机7带动水平摆杆8旋转,所述水平摆杆8绕电机轴15旋转并在水平滑槽9中延滑槽滑动,所述旋转支架6以连接杆5为支点的摆动,实现了清洗刷20向左水平移动,到达待刷管道的左上角,清洗管道的顶部内壁;[0038] 第三步,水平驱动电机7停止,竖直驱动电机10启动,竖直驱动电机10带动竖直摆杆11旋转,竖直摆杆11在竖直滑槽12中往复滑动,使支架13带动固定在旋转快中的套筒16以轴15为支点竖直旋转,实现了清洗刷20向下移动,到达管道的左下角,清洗管道的左侧内壁;
[0039] 第四部,竖直驱动电机10停止,水平驱动电机7反向旋转,实现了清洗刷20向右水平移动,到达管道的右下角,清洗管道的底部内壁;
[0040] 第五部,水平驱动电机7停止,竖直驱动电机10反向旋转,实现了清洗刷20向上竖直移动,回到初始位置,完成清洗管道内壁一周,然后再重复二到五步,直到清洗完整个
管道内壁。
[0041 ] 本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于管道清洗的机器人,包括车体(1),所述车体(1)的两侧均设有若干通过车轮电机(4)驱动的车轮(2),其特征在于:所述车体(1)的顶部通过连接杆(5)转动连接机械臂,所述机械臂包括设在其中部的旋转支架(6),所述旋转支架(6)的底部设有用于驱动机械臂水平旋转的水平旋转装置,所述旋转支架(6)的顶部转动连接清洗刷(20)装置,所述旋转支架出)内设有用于驱动清洗刷(20)装置竖直旋转的竖直旋转装置; 所述水平旋转装置包括设在车体(1)顶面上的水平驱动电机(7),所述水平驱动电机(7)固定连接水平摆杆(8),所述旋转支架(6)的底部设有与所述水平摆杆(8)相配合的滑槽; 所述竖直旋转装置包括设在所述旋转支架(6)侧壁上的竖直驱动电机(10),所述竖直驱动电机(10)固定连接竖直摆杆(11),所述旋转支架(6)的顶部旋转连接过渡架,所述过渡架的底部设有与所述竖直摆杆(11)相配合的滑槽,所述过渡架固定连接清洗刷(20)装置;以及 所述水平驱动电机(7)、竖直驱动电机(10)、车轮电机(4)及清洗刷装置通过导线连接控制装置。
2.根据权利要求1所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述连接杆(5)的下端固定连接所述行走装置,所述连接杆(5)的上端转动连接所述机械臂。
3.根据权利要求1所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述车轮电机(4)与车轮⑵之间设有轮毂⑶。
4.根据权利要求1所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述水平滑槽(9)与竖直滑槽(12)均为条形滑槽。
5.根据权利要求1所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述清洗刷装置包括套筒(16),所述套筒(16)的一端固定连接清洗刷电机(17),所述清洗刷电机(17)的输出端通过传动轴(18)固定连接清洗刷(20),所述传动轴(18)与清洗刷(20)之间设有联轴器(19),所述清洗刷电机(17)通过导线连接所述控制装置。
6.根据权利要求1所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述过渡架包括设在其一侧的转动块(14),所述转动块(14)通过轴(15)旋转连接所述旋转支架(6),所述转动块(14)的中部通过紧固件(21)固定连接所述套筒(16),所述转动块(14)固定连接支架(13),所述支架(13)的底部设有与所述竖直摆杆(11)相配合的竖直滑槽(12)。
7.根据权利要求1或5中任意一种所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述控制装置包括设在机器人内的机内控制器(22)与远程控制器(23),所述机内控制器(22)与远程控制器(23)均为单片机,所述机内控制器(22)与远程控制器(23)均通过脉冲宽度调制控制。
8.根据权利要求1或5中任意一种所述用于管道清洗的机器人,其特征在于:所述水平驱动电机(7)、竖直驱动电机(10)与清洗刷电机(17)均设有减速机,所述水平驱动电机(7)与竖直驱动电机(10)均为舵机。
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