CN104815827B - 一种排水管网清淤机器人及其清淤方法 - Google Patents

一种排水管网清淤机器人及其清淤方法 Download PDF

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    • B08B9/049Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • B08B9/051Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled the cleaning devices having internal motors, e.g. turbines for powering cleaning tools

Abstract

本发明公开了一种排水管网清淤机器人及其清淤方法,包括清淤执行组件、淤泥输送组件、行进组件、地面控制箱、控制电缆、电控箱、信号反馈组件;所述清淤执行组件将污泥搅散输送至淤泥输送组件,经过淤泥输送组件增压处理输送至路面;所述地面控制箱通过控制电缆控制行进组件,通过行进组件机器人进行前进、后退以及转向等动作;所述电控箱接收来自地面控制箱的控制指令,并执行指令控制机器人的启停、清淤、清障等动作。本发明能够实现带水作业,不影响下水管网的正常排水,智能化、自动化程度及其作业效率高。

Description

一种排水管网清淤机器人及其清淤方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种排水管网清淤装置,具体涉及一种排水管网清淤机器人及其清淤 方法。
背景技术
[0002] 每年汛期,由于排水管网污泥淤积影响排水畅通,天下暴雨后,越来越多的城市都 会出现因城市排水管网污泥淤积所致的路面严重积水,严重的甚至导致该路段的交通中 断,严重的影响了人民的生活、生产。地下排水管网的定期清理,常规圆形排水管道有专用 维护设备,箱涵的清淤则普遍采用人工清淤的方式进行清淤,然而人工清淤需要截流、排 水、排气,同时效率低下,最主要的是不安全。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是,提供一种排水管网清淤机器人及其清淤方法,能 够在水下进行清淤工作,只要将机器人放入管道内进行污泥清理,操作人员在地面进行清 淤操作,取代人工下井,提高作业效率。
[0004] 本发明的技术方案如下:
[0005] 一种排水管网清淤机器人,包括清淤执行组件、淤泥输送组件、行进组件、地面控 制箱、控制电缆、电控箱、信号反馈组件,清淤执行组件将搅散的淤泥通过软管挤送至淤泥 输送组件的污泥泵中,污泥泵将淤泥增压输送至地面,清淤执行组件、淤泥输送组件均安装 在腔体内,行进组件通过螺栓安装在腔体下部,腔体内部还安装有电控箱,电控箱通过控制 电缆与地面控制箱连接以及通讯,信号反馈组件对机器人工作环境进行视频监控,采用安 装在清淤执行组件、淤泥输送组件、行进组件内部的传感器和摄像头了解清淤机器人的状 况以及工作环境。
[0006] 清淤执行组件包括搅拌执行机构、搅拌调整机构、搅拌动力端;其中,搅拌执行机 构包括搅拌马达、搅拌轴、铲斗、铲斗油缸,搅拌马达输出端装有第一链轮,搅拌轴的右端装 有第二链轮,搅拌马达通过链条与搅拌轴连接,搅拌马达转动,带动搅拌轴转动,由于在水 下作业,第一链轮、第二链轮、链条安装有保护罩,防止异物卡死链条、链轮;搅拌轴左半轴 固定安装有左旋搅拌叶片,搅拌轴右半轴固定安装有右旋搅拌叶片,左旋搅拌叶片和右旋 搅拌叶片与铲斗贴合但留有一定的间隙;搅拌轴安装在铲斗内,在铲斗两端装有轴承,铲斗 两端还安装有铲斗油缸,铲斗油缸对铲斗起限定作用,确保搅拌轴旋转时铲斗保持不动,搅 拌马达驱动搅拌轴,搅拌轴将污泥搅散,通过铲斗输送至污泥管内。
[0007] 其中,搅拌调整机构包括摆臂、摆臂油缸;摆臂末端通过销轴安装在腔体上且可绕 销轴转动,摆臂前端通过铲斗油缸与铲斗连接,摆臂下部安装有摆臂油缸,摆臂油缸通过销 轴安装在腔体上,摆臂油缸伸出使摆臂上升,摆臂油缸缩回使摆臂下降,通过摆臂的上升、 下降来调整铲斗的位置:油缸伸出,铲斗向上摆动;油缸缩回,铲斗向下摆动。
[0008]其中,搅拌动力端包括电机、液压栗、液压油箱,电机通过联轴器与液压泵连接,在 电机作用下液压泵产生压力油驱动搅拌马达、摆臂油缸、铲斗油缸、污泥栗进行工作。
[0009]淤泥输送组件包括污泥泵、污泥管、软管、管接头,污泥泵通过液压栗提供的压力 油驱动,铲斗后下部安装有管接头,且管接头与铲斗内部连通,污泥泵通过软管与铲斗管接 头连接,搅拌轴转动将污泥搅动输送至管接头处,再通过软管输送至污泥栗,污泥在污泥泵 的增压作用下,通过污泥泵输出端的两条污泥管输出至地面。
[0010]行进组件包括履带、履带底盘、履带马达;履带、履带马达各有两个,履带的行走通 过履带马达控制:履带马达同时正转,机器人前进;履带马达同时反转,机器人后退;履带马 达一个正转一个反转,机器人转向;其中,履带底盘通过螺栓与机器人腔体连接。
[0011]信号反馈组件包括液压传感障碍预警、油缸伸缩量位移反馈、视频监控、机器人倾 斜角度反馈;
[0012]其中,液压传感障碍预警主要通过安装在铲斗油缸、摆臂油缸、搅拌马达、履带马 达以及污泥栗的油管油路上的压力传感器实时采集管路压力油压力值,机器人在清淤过程 中遇到障碍物,首先搅拌马达转速下降,油管油路中压力油的压力升高,压力传感器将采集 到的压力信号通过通讯电缆传送至地面控制箱,地面控制箱接收到数据并进行处理,在显 示屏显示管路压力值;
[0013]其中,油缸伸缩量位移反馈主要通过安装在铲斗油缸、摆臂油缸内部的位移传感 器,铲斗油缸、摆臂油缸伸出或缩进,位移传感器采集伸出或缩进位移量,通过通讯电缆传 送至地面控制箱进行处理并将伸缩量显示在显示屏上;
[0014]其中,视频监控主要是通过在机器人顶部安装摄像头,通过通讯电缆将视频信号 实时传送至地面控制箱处理并将视频显示在显示屏上;
[0015]其中,机器人倾斜角度反馈主要是通过安装在机器人腔体上的双轴倾角传感器, 当机器人倾斜或者爬坡时,实时显示角度变化。
[0016] 地面控制箱包括操纵控制部分、显示屏、信号处理单元;其中,操纵控制部分包括 履带马达手柄、液压阀组手柄、机器人启、停控制键;履带马达手柄用于控制行进组件中履 带马达,履带马达手柄有两个,一个履带马达手柄控制一个马达;液压阀组手柄主要用于控 制铲斗油缸、摆臂油缸、搅拌马达动作的快慢以及方向;
[0017] 其中,显示屏用于显示油管管路压力值、机器人实时作业监控视频、机器人倾斜角 度值;
[0018] 其中,信号处理单元一方面用于将操纵人员的操作命令进行处理,并通过控制电 缆传送至机器人电控箱实现相应的操作指令;信号处理单元另一方面用于对机器人采集到 的压力传感器、双轴倾角传感器数字信号、油缸伸缩量信号以及摄像头的视频信号进行处 理,信号处理单元将处理后的数据、信号传送至显示屏进行显示。通过地面控制箱操作人员 可以对机器人进行控制并实时了解设备的运行状况,以便做出判断进行下一步操作。
[0019] 电控箱安装在腔体内,主要用于接收来自地面控制箱的控制信号,并执行地面控 制箱的控制命令。
[0020] 进一步地,腔体通过螺栓与履带底盘连接,腔体内安装有电机、液压泵、液压阀、液 压油箱、污泥泵以及电控箱,腔体上安装有摆臂、摆臂油缸。
[0021] 进一步地,液压阀组安装在液压栗压力油输送管路上,压力油通过液压阀组分配 到各个组件。
[0022] 进一步地,电机电源通过外接电缆对电机以及电控箱的供电。
[0023] 一种排水管网清淤机器人清齡方法,具体步骤如下:
[0024] 污泥初步清理步骤:先将排水管网清淤机器人放入箱涵中,操纵地面控制箱启动 电机,操作液压阀组手柄使摆臂油缸缩进,摆臂向下摆动;操作液压阀组手柄使铲斗油缸缩 进,使得铲斗调整到搅拌轴上部,而搅拌轴朝下;操作液压阀组手柄使得搅拌马达开始工 作,搅拌马达带动第一链轮,第一链轮带动第二链轮使得搅拌轴开始转动,固定安装在搅拌 轴上的左旋、右旋叶片转动,叶片搅散污泥至铲斗下部的管接头,污泥通过管接头再经过软 管挤送至污泥泵,污泥泵将污泥增压并通过污泥管输送至路面。
[0025] 污泥深度清理步骤:
[0026] 完成污泥初步清理步骤后,污泥逐渐被清理直至搅拌轴的叶片贴近箱涵底部进行 污泥深度清理步骤,查看地面控制箱上显示屏履带倾斜角度,当履带倾斜角接近零度,履带 行驶至箱涵底部,进一步缩进摆臂油缸以及铲斗油缸,使搅拌轴的叶片进一步贴近箱涵底 部,同时搅拌轴面向前方污泥进行清淤作业,进行深层次的污泥的清理,减少箱涵底部污泥 的残留;
[0027] 过厚污泥清理步骤:
[0028]由视频监控判断出污泥厚度过厚时,在完成污泥初步清理步骤后,操作地面控制 箱,使摆臂油缸伸出,摆臂向上摆动,结合视频监控摆臂摆动使得搅拌轴到合适的高度进行 污泥清理;完成上部污泥清理后,由上往下调整搅拌轴的高度逐步进行污泥清理,循环上述 过程直至全部污泥清理完成。
[0029] 大块石头或障碍物的清理步骤:
[0030] 通过视频监控发现大块石头或障碍物时,操作地面控制箱上的液压阀组手柄,使 摆臂油缸缩进,铲斗油缸伸出,使铲斗接近大块石头或障碍物的底部,进一步使摆臂油缸伸 出,将大块石头或障碍物铲至铲斗内,再操作履带马达手柄,将机器人开至窨井检查口并采 用其他设备将大块石头或障碍物运送至路面。
[0031] 履带行走障碍预警步骤:
[0032] 机器人履带受障碍物阻挡而无法前进时,履带履带马达管路中压力油压力增大, 安装在管路中的压力传感器采集到压力值并通过通讯电缆传送至地面控制箱,操作人员通 过操作地面控制箱上的履带马达手柄控制两个履带马达同时反转,机器人后退,后退至从 视频监控中能够看到障碍物,并按照上述障碍物清理步骤进行清理。
[0033] 搅拌障碍预警步骤:
[0034] 管道中污泥内含有大量泥沙、固定废弃物等,当搅拌轴被障碍物卡住时,搅拌轴的 转速下降甚至于停止搅拌,同时搅拌马达、液压泵以及管路中压力油的压力增大,安装在各 个部件中的压力传感器将采集到的压力值通过电缆传送至路面,操作人员通过地面控制箱 上显示屏显示的压力数值大小对机器人工作状态进行调整或使机器人停止工作 [0035] 本发明的有益效果是:
[0036] 通过本发明可以解决人工下井清淤的难题。同时机器人为全密封,能够在水下作 业,可以实现带水作业,从而不影响下水管网的正常排水,通过本发明自身带有的传感器和 摄像头能够了解到清淤机器人的状况以及清淤情况。相比机械化设备进行清淤,大大提高 了作业效率,同时也降低了作业成本和工人的劳动强度。
附图说明
[0037] 图1为本发明排水管网清淤机器人结构示意图;
[0038] 图2为本发明排水管网清淤机器人污泥初步清理示意图;
[0039]图3为本发明排水管网清淤机器人污泥深度清理示意图;
[0040] 图4为本发明排水管网清淤机器人过厚污泥清理示意图;
[0041] 附图标记说明:1 •污泥管;2 •污泥栗;3 •电机;4 •液压栗;5 •液压油箱;6.搅拌马达; 7.铲斗(搅拌轴保护罩);8.搅拌轴;9.链轮;1〇•链轮、链条保护罩;11.铲斗油缸;12.摆臂; 13•摆臂油缸;14.履带;15.腔体;16•电控箱;17.地面控制箱;18•控制电缆;19.清淤机器 人;20.窨井;21.箱涵;22.路面。
具体实施方式
[0042]以下结合附图和具体实施方式,对本发明作详细描述。
[0043]如图1所示,一种排水管网清淤机器人,包括清淤执行组件、淤泥输送组件、行进组 件、电控箱16、地面控制箱17、控制电缆18、信号反馈组件。
[0044]清淤执行组件包括搅拌执行机构、搅拌调整机构、搅拌动力端;
[0045]搅拌执行机构包括搅拌马达6、铲斗7、搅拌轴8、铲斗油缸11,搅拌马达6输出端装 有第一链轮9-1,搅拌轴的右端装有第二链轮9-2,搅拌马达6通过链条与搅拌轴8连接,保护 罩10安装在铲斗7上,防止异物卡死链轮9;搅拌轴8左端固定安装有左旋搅拌叶片,搅拌轴8 右端固定安装有右旋搅拌叶片,左旋搅拌叶片和右旋搅拌叶片与铲斗7贴合但留有一定的 间隙;搅拌轴8安装在铲斗7内,在铲斗7两端装有轴承,铲斗7两端还安装有铲斗油缸11; [0046]搅拌调整机构包括摆臂I2、摆臂油缸13;摆臂12末端通过销轴安装在腔体15上且 可绕销轴转动,摆臂I2前端通过铲斗油缸11与铲斗7连接,摆臂12下部安装有摆臂油缸13, 摆臂油缸13通过销轴安装在腔体15上,其中,摆臂12以及摆臂油缸13均有两个,对称布置在 腔体15的两侧;
[0047]搅拌动力端包括电机3、液压泵4、液压油箱5,电机3通过联轴器与液压泵4连接,在 电机3作用下液压泵4产生压力油驱动污泥泵2、搅拌马达6、铲斗油缸11、摆臂油缸13工作。 [0048]淤泥输送组件包括污泥管1、污泥泵2,液压泵4提供的压力油驱动污泥栗2,铲斗7 后下部安装有管接头,且管接头与铲斗7内部连通,污泥泵2通过软管与铲斗7下部的管接头 连接。
[0049]行进组件包括履带14、履带底盘、履带马达;履带14、履带马达各有两个,履带14的 行走通过履带马达控制,履带底盘通过螺栓与机器人腔体15连接。
[00S0]信号反馈组件包括液压传感障碍预警、油缸伸缩量位移反馈、视频监控、机器人倾 斜角度反馈;液压传感障碍预警主要通过安装在铲斗油缸11、摆臂油缸13、搅拌马达6、履带 马达以及污泥泵2的油管油路上的压力传感器实时采集管路压力油压力值,压力传感器通 过通讯电缆将压力值数据传送至地面控制箱17的显示屏上显示,操作人员根据压力值的大 小确定机器人的后续动作;
[0051]油缸伸缩量位移反馈主要通过安装在铲斗油缸7、摆臂油缸13内部的位移传感器 采集铲斗油缸7、摆臂油缸13伸出或缩进位移量,通过通讯电缆传送至地面控制箱17进行处 理并将伸缩量显示在显示屏上,操作人员根据伸缩量的大小掌握机器人工作状态,并做出 合理的操作;
[0052]视频监控主要是通过在机器人顶部安装摄像头,通过通讯电缆将视频信号实时传 送至地面控制箱17处理并将视频显示在显示屏上供操作人员实时了解机器人的工作环境; [0053]机器人倾斜角度反馈主要是通过安装在机器人腔体上的双轴倾角传感器,实时采 集机器人倾斜角度并在显示屏上显示角度变化,预防机器人倾覆。
[OOM]地面控制箱17包括操纵控制部分、显示屏、信号处理单元;其中,操纵控制部分包 括履带马达手柄、液压阀组手柄、机器人启、停控制键;履带马达手柄控制行进组件中履带 马达,履带马达手柄有两个,一个履带马达手柄控制一个马达;液压阀组手柄控制铲斗油缸 7、摆臂油缸13、搅拌马达6动作的快慢以及方向;显示屏显示油管管路压力值、机器人实时 作业监控视频、机器人倾斜角度;信号处理单元一方面将操纵人员的操作命令进行处理,并 通过控制电缆传送至机器人电控箱实现相应的操作指令;信号处理单元另一方面对机器人 采集到的压力传感器、双轴倾角传感器数字信号、油缸伸缩量信号以及摄像头的视频信号 进行处理,信号处理单元将处理后的数据、信号传送至显示屏进行显示。
[0055]电控箱16安装在腔体内,接收来自地面控制箱17的控制信号,并执行地面控制箱 17的控制命令。
[0056] 腔体15通过螺栓与履带底盘连接,腔体15内安装有电机5、液压泵4、液压阀、液压 油箱5、污泥栗2以及电控箱16,腔体上安装有摆臂12、摆臂油缸16。
[0057] 液压阀组安装在液压泵4压力油输出管路上,压力油通过地面控制箱17上的液压 阀组手柄控制液压阀组将压力油分配到各个组件。
[0058]电机5的电源通过外接电缆对电机5以及电控箱16进行供电。
[0059] 污泥初步清理步骤:如图2所示,将清淤机器人放置在需要清淤的管道内,操纵地 面控制箱17启动电机5,通过控制液压阀组手柄使摆臂油缸13缩进,摆臂12向下摆动;通过 控制液压阀组手柄使铲斗油缸11缩进,使得铲斗7调整到搅拌轴8上部,而搅拌轴8朝下;通 过控制液压阀组手柄使得搅拌马达6开始工作,搅拌马达6带动第一链轮9-1,第一链轮9-1 带动第二链轮9-2从而使得搅拌轴8开始转动,搅拌轴8转动,固定安装在搅拌轴8上的左旋、 右旋叶片转动,从而叶片搅散污泥至铲斗7下部的管接头,污泥通过管接头再经过软管挤送 至污泥泵2,污泥栗2将污泥增压并通过污泥管1输送至路面22。
[0060] 污泥深度清理:如图2所示,按照污泥初步清理步骤,污泥逐渐被清理直至搅拌轴8 的叶片贴近箱涵21底部,当履带行驶至箱涵21底部时,进一步缩进摆臂油缸13以及铲斗油 缸11,使得搅拌轴8的叶片进一步贴近箱涵21底部,同时搅拌轴7面向前方污泥进行清淤作 业,从而确保深层次地进行污泥的清理,减少箱涵21底部污泥的残留。
[0061] 过厚污泥清理:
[0062] 如图3所示,通过视频监控发现污泥厚度过厚时,在完成污泥初步清理步骤后,摆 臂油缸13伸出,摆臂12向上摆动,结合视频监控摆臂12摆动使得搅拌轴8到合适的高度进行 污泥清理;完成上部污泥清理后,由上往下调整搅拌轴8的高度逐步进行污泥清理,循环上 述过程直至全部污泥清理完成。
[0063] 大块石头或障碍物的清理:
[0064] 如图4所示,通过视频监控发现大块石头或障碍物时,操作地面控制箱上的液压阀 组手柄,使摆臂油缸I3缩进,铲斗油缸11伸出,确保铲斗7接近大块石头或障碍物的底部,再 使摆臂油缸13伸出,将大块石头或障碍物铲至铲斗7内,再操作履带马达手柄,将机器人开 至窨井20检查口并采用其他设备将大块石头或障碍物运送至路面22。
[0065] 履带行走障碍预警:
[0066]机器人履带受障碍物阻挡而无法前进时,履带履带马达管路中压力油压力增大, 安装在管路中的压力传感器采集到压力值并通过通讯电缆传送至地面控制箱17,操作人员 通过操作地面控制箱17上的履带马达手柄控制两个履带马达同时反转,机器人后退,后退 至从视频监控中能够看到障碍物,并按照上述障碍物清理步骤进行清理。
[0067] 搅拌障碍预警:
[0068] 管道中污泥内含有大量泥沙、固定废弃物等,当搅拌轴8被障碍物卡住时,搅拌轴8 的转速下降甚至于停止搅拌,同时搅拌马达6、液压杲4以及管路中压力油的压力增大,安装 在各个部件中的压力传感器将采集到的压力值通过电缆传送至路面22,操作人员通过地面 控制箱17上显示屏显示的压力数值大小对机器人工作状态进行调整或使机器人停止工作。
[0069] 以上是对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限 制,只要采用了本发明技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案 直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1. 一种排水管网清淤机器人,其特征在于,包括清淤执行组件、淤泥输送组件、行进组 件、地面控制箱、控制电缆、电控箱、信号反馈组件,清淤执行组件将搅散的淤泥通过软管挤 送至淤泥输送组件的污泥泵中,污泥栗将淤泥增压输送至地面,清淤执行组件、淤泥输送组 件均安装在腔体内,行进组件通过螺栓安装在腔体下部,腔体内安装有电机、液压泵、液压 阀组、液压油箱、污泥泵以及电控箱,腔体上安装有摆臂、摆臂油缸,电控箱通过控制电缆与 地面控制箱连接以及通讯,信号反馈组件对机器人工作环境进行视频监控,采用安装在清 淤执行组件、淤泥输送组件、行进组件内部的传感器和摄像头了解清淤机器人的状况以及 工作环境;所述清淤执行组件包括搅拌执行机构、搅拌调整机构、搅拌动力端,搅拌执行机 构与搅拌调整机构连接,且两者分别通过油管与搅拌动力端中的液压阀组连接,所述液压 阀组安装在液压栗压力油输送管路上,压力油通过液压阀组分配到各个组件,所述地面控 制箱通过控制液压泵、液压阀组操作搅拌执行机构、搅拌调整机构。
2.根据权利要求1所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述搅拌执行机构包 括搅拌马达、搅拌轴、铲斗、铲斗油缸; 所述搅拌马达输出端装有第一链轮,搅拌轴的右端装有第二链轮,搅拌马达通过链条 与搅拌轴连接,搅拌马达转动,带动搅拌轴转动,第一链轮、第二链轮、链条安装有保护罩; 所述搅拌轴左半轴固定安装有左旋搅拌叶片,搅拌轴右半轴固定安装有右旋搅拌叶 片,左旋搅拌叶片和右旋搅拌叶片与铲斗贴合但留有一定的间隙,搅拌轴安装在铲斗内,在 铲斗两端装有轴承,铲斗两端还安装有铲斗油缸,铲斗油缸限定铲斗在搅拌轴旋转过程中 保持不动; 所述搅拌调整机构包括摆臂、摆臂油缸; 所述摆臂末端通过销轴安装在腔体上且可绕销轴转动,摆臂前端通过铲斗油缸与|产斗 连接,摆臂下部安装有摆臂油缸,摆臂油缸通过销轴安装在腔体上,摆臂油缸伸出使摆臂上 升同时摆臂上的铲斗上升,摆臂油缸缩回使摆臂下降同时摆臂上的铲斗下降; 所述搅拌动力端包括电机、液压泵、液压油箱,电机通过联轴器与液压栗连接,电机的 电源通过外接电缆对电机以及电控箱供电,电机驱动液压泵产生压力油,压力油通过液压 阀组以及油管驱动搅拌马达、摆臂油缸、铲斗油缸、污泥泵工作。
3. 根据权利要求2所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述淤泥输送组件包 括污泥栗、污泥管、软管、管接头; 所述污泥泵由液压泵提供的压力油驱动,污泥栗通过软管与安装在|产斗后下部的管接 头连接,且官接头与纟产斗内部连通,揽摔轴转动将污泥揽动输送至管接头处,再通过软管输 送至污泥栗,污泥在污泥泵的增压作用下,通过污泥泵输出端的两条污泥管输出至地面。
4. 根据权利要求3所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述行进组件包括履 带、履带底盘、履带马达; 所述履带以及所述履带马达各有两个,履带的行走通过履带马达控制;履带马达同时 正转,机器人前进;履带马达同时反转,机器人后退;履带马达一个正转一个反转,机器人转 向; 所述履带底盘通过螺栓与机器人腔体连接。
5.根据权利要求4所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述信号反馈组件包 括液压传感障碍预警、油缸伸缩量位移反馈、视频监控、机器人倾斜角度反馈; 所述液压传感障碍预警由安装在铲斗油缸、摆臂油缸、搅拌马达、履带马达以及污泥泵 的油管油路上的压力传感器实时采集管路压力油压力信号,压力传感器将采集到的压力信 号通过通讯电缆传送至地面控制箱,地面控制箱接收到数据并进行处理,在显示屏显示管 路压力值; 所述油缸伸缩量位移反馈由安装在铲斗油缸、摆臂油缸内部的位移传感器实时采集铲 斗油缸、摆臂油缸的伸出或缩进位移量,并通过通讯电缆传送至地面控制箱进行处理,然后 将伸缩量显示在显示屏上; 所述视频监控是在机器人顶部安装摄像头,摄像头通过通讯电缆将视频信号实时传送 至地面控制箱处理并将视频显示在显示屏上; 所述机器人倾斜角度反馈是由安装在机器人腔体上的双轴倾角传感器实时采集机器 人倾斜或者爬坡时与地面所成的角度变化,并通过通讯电缆将信号实时传送至地面控制箱 处理并将视频显示在显示屏上。
6. 根据权利要求5所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述地面控制箱包括 操纵控制部分、显示屏、信号处理单元; 所述操纵控制部分包括履带马达手柄、液压阀组手柄、机器人启、停控制键; 所述履带马达手柄用于控制行进组件中履带马达,履带马达手柄有两个,一个履带马 达手柄控制一个马达; 所述液压阀组手柄用于控制铲斗油缸、摆臂油缸、搅拌马达动作的快慢以及方向; 所述显示屏用于显示油管管路压力值、机器人实时作业监控视频、机器人倾斜角度值; 所述信号处理单元一方面将操纵人员的操作命令进行处理,并通过控制电缆传送至机 器人电控箱实现相应的操作指令; 所述信号处理单元另一方面对机器人采集到的压力传感器、双轴倾角传感器数字信 号、油缸伸缩量信号以及摄像头的视频信号进行处理,信号处理单元将处理后的数据、信号 传送至显示屏进行显示。
7. 根据权利要求1所述的一种排水管网清淤机器人,其特征在于,所述电控箱安装在腔 体内,用于接收来自地面控制箱的控制信号,并执行地面控制箱的控制命令。
8. —种排水管网清淤机器人清淤方法,所述排水管网清淤机器人为权利要求6所述的 排水管网清淤机器人,排水管网清淤机器人清淤方法包括污泥初步清理步骤、污泥深度清 理步骤、过厚污泥清理步骤、大块石头或障碍物的清理步骤、履带行走障碍预警步骤以及搅 拌障碍预警步骤: 所述污泥初步清理步骤包括,操纵地面控制箱启动电机,操作液压阀组手柄使摆臂油 缸缩进,摆臂向下摆动;操作液压阀组手柄使铲斗油缸缩进,使得铲斗调整到搅拌轴上部, 而搅拌轴朝下;操作液压阀组手柄使得搅拌马达开始工作,搅拌马达带动第一链轮,第一链 轮带动第二链轮使得搅拌轴开始转动,固定安装在搅拌轴上的左旋、右旋叶片转动,叶片搅 散污泥至铲斗下部的管接头,污泥通过管接头再经过软管挤送至污泥栗,污泥泵将污泥增 压并通过污泥管输送至路面; 所述污泥深度清理步骤包括,完成污泥初步清理步骤后,污泥逐渐被清理直至搅拌轴 的叶片贴近箱涵底部,查看地面控制箱上显示屏履带倾斜角度,当履带倾斜角接近零度,履 带行驶至箱涵底部,进一步缩进摆臂油缸以及铲斗油缸,使搅拌轴的叶片进一步贴近箱涵 底部,同时搅拌轴面向前方污泥进行清淤作业,进行深层次的清理,减少箱涵底部污泥的残 留; 所述过厚污泥清理步骤包括,由视频监控判断出污泥厚度过厚时,在完成污泥初步清 理步骤后,操作地面控制箱,使摆臂油缸伸出,摆臂向上摆动,结合视频监控摆臂摆动使得 搅拌轴到合适的高度进行污泥清理;完成上部污泥清理后,由上往下调整搅拌轴的高度逐 步进行污泥清理,循环上述过程直至全部污泥清理完成; 所述大块石头或障碍物的清理步骤包括,通过视频监控发现大块石头或障碍物时,操 作地面控制箱上的液压阀组手柄,使摆臂油缸缩进,铲斗油缸伸出,使铲斗接近大块石头或 障碍物的底部,进一步使摆臂油缸伸出,将大块石头或障碍物铲至铲斗内,再操作履带马达 手柄,将机器人开至窨井检查口并采用其他设备将大块石头或障碍物运送至路面; 所述履带行走障碍预警步骤包括,机器人履带受障碍物阻挡而无法前进时,履带履带 马达管路中压力油压力增大,安装在管路中的压力传感器采集到压力值并通过通讯电缆传 送至地面控制箱,操作人员通过操作地面控制箱上的履带马达手柄控制两个履带马达同时 反转,机器人后退,后退至从视频监控中能够看到障碍物,并按照上述障碍物清理步骤进行 清理; 所述搅拌障碍预警步骤包括,管道中污泥内含有大量泥沙、固定废弃物等,当搅拌轴被 障碍物卡住时,搅拌轴的转速下降甚至于停止搅拌,同时搅拌马达、液压泵以及管路中压力 油的压力增大,安装在各个部件中的压力传感器将采集到的压力值通过电缆传送至路面, 操作人员通过地面控制箱上显示屏显示的压力数值大小对机器人工作状态进行调整或使 机器人停止工作。
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