CN106368305A - 管道清淤机器人 - Google Patents

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Abstract

一种管道清淤机器人，包括地面控制站、水下淤泥监测系统、强力智能吸盘系统、前臂智能伸缩杆系统、智能驱动轮组系统和搭载台，搭载台的前端设有清淤设备，监测系统监测淤泥所在位置并通过通信电缆传送给地面控制站，地面控制站控制启动吸盘系统吸附到管道的顶壁上，同时控制伸缩杆伸长抵住管道两侧的侧壁，并启动所述清淤设备进行清淤，智能驱动轮组系统设于所述搭载台的后侧，所述前臂智能伸缩杆系统位于所述智能驱动轮组系统的前端。本发明以三角形结构形式在管道中行走，把管道底部淤泥所产生的阻力有效的避开，使机器人的大部分设备在转移到了管道上方，而且三角形是最牢固的结构，在高压作业时可有效地稳定机器人。

Description

管道清淤机器人
技术领域
本发明属于管道清理设备领域，尤其是涉及管道清淤机器人。
背景技术
目前，国内管道清淤都采用人工作业的方式进行，由于管道作业环境受限，人工清淤存在着：1、无法边清淤边观测；2、清淤不彻底，3、作业长度受限；4、高压操作不当会发生工伤事件；5、人工作业效率低。总之，技术在发展，但是管道清淤行业还在用原始和传统的方式工作，这必然和当今社会不符。
国内管道清淤机器人还处于空白状态，现在有几个企业采购的是国外的设备，在应用上不仅价格高、操作复杂、适用环境有限，而且还面临维修不便的问题。自主研发此类项目势在必行。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种操作简单有效的管道清淤机器人。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种管道清淤机器人，包括地面控制站、水下淤泥监测系统、强力智能吸盘系统、前臂智能伸缩杆系统、智能驱动轮组系统和搭载台，所述前臂智能伸缩杆系统包括两个伸缩杆，两个伸缩杆设于所述搭载台的两侧且以所述搭载台为中心对称设置，所述强力智能吸盘系统设于所述搭载台的顶部，所述搭载台的前端设有清淤设备，所述水下淤泥监测系统监测淤泥所在位置并通过通信电缆传送给所述地面控制站，所述地面控制站控制启动吸盘系统吸附到管道的顶壁上，同时控制伸缩杆伸长抵住管道两侧的侧壁，并启动所述清淤设备进行清淤，所述智能驱动轮组系统设于所述搭载台的后侧，所述前臂智能伸缩杆系统位于所述智能驱动轮组系统的前端。
所述智能驱动轮组系统的顶部与所述搭载台铰接。
所述水下淤泥监测系统为水下摄像系统。
所述强力智能吸盘系统为电磁铁。
所述前臂智能伸缩杆系统为前臂智能液压杆系统。
所述智能轮组系统包括连接杆、电机和电机壳，所述电机设于所述连接杆的底部，所述电机壳设于所述电机的外部，所述电机壳为轮式结构。
所述电机壳外周设有斜切式叶片。
所述伸缩杆的底部设有轮子。
所述清淤设备为智能高压喷头。
所述两个伸缩杆分别由所述地面控制站单独控制。
相对于现有技术，本发明所述的管道清淤机器人具有以下优势：
由于采用上述技术方案：1.本发明机器人以锥形三角结构形式在管道中清淤，结构牢固，在高压作业时可有效地稳定机器人；驱动轮组系统位于后端，把管道底部淤泥所产生的阻力有效的避开，节能且动力足；使机器人的大部分设备位于管道上方，方便使用和维护，使用寿命长；
2.智能驱动轮组系统的顶部与搭载台铰接，配合伸缩杆，使得本发明可以适用不同口径的管道，提高适应性；
3.智能轮组系统的具体结构使得设备在淤泥中的通过性更强；
4.两个伸缩杆分别由地面控制站单独控制，可以对其中的一个伸缩杆进行伸缩，使得机器人在重力的作用下进行拐弯，使用操作方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明顶视图；
图3是本发明前视图；
图4是本发明侧视图；
图5是本发明三维立体图；
图6是本发明斜切式叶片轮子结构示意图；
图7是本发明在管道内的作业图。
附图标记说明：
1.第一液压臂，2.摄像头，3.喷头，4.搭载台，5.吸盘，6.电缆，7.水管，8.第二液压臂，9.连接杆，10.叶片，11.轮子，12.电机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-7所示，一种管道清淤机器人，包括地面控制站、水下淤泥监测系统、强力智能吸盘5系统、前臂智能伸缩杆系统、智能驱动轮组系统和搭载台4，所述前臂智能伸缩杆系统包括两个伸缩杆，两个伸缩杆设于所述搭载台4的两侧且以所述搭载台4为中心对称设置，所述强力智能吸盘5系统设于所述搭载台4的顶部，所述搭载台4的前端设有清淤设备，所述水下淤泥监测系统监测淤泥所在位置并通过通信电缆6传送给所述地面控制站，所述地面控制站控制启动吸盘5系统吸附到管道的顶壁上，同时控制伸缩杆伸长抵住管道两侧的侧壁，并启动所述清淤设备进行清淤，所述智能驱动轮组系统设于所述搭载台4的后侧，所述前臂智能伸缩杆系统位于所述智能驱动轮组系统的前端。本发明机器人以锥形三角结构形式在管道中清淤，结构牢固，在高压作业时可有效地稳定机器人；驱动轮组系统位于后端，把管道底部淤泥所产生的阻力有效的避开，节能且动力足；使机器人的大部分设备位于管道上方，方便使用和维护，使用寿命长。
所述智能驱动轮组系统的顶部与所述搭载台4铰接。配合伸缩杆，使得本发明可以适用不同口径的管道，提高适应性。
所述水下淤泥监测系统为水下摄像系统。也可以为红外探测系统。摄像系统相较于红外探测系统更直观，对于设备故障也更容易排查。
所述强力智能吸盘5系统为电磁铁。也可以为负压吸盘5系统。电磁铁相较于负压吸盘5系统结构简单，成本低。
所述前臂智能伸缩杆系统为前臂智能液压杆系统(包括第一液压臂1和第二液压臂8)。也可以为气动伸缩杆，相较于气动伸缩杆，液压杆系统平稳、噪音小，负重大。
所述智能轮组系统包括连接杆9、电机12和电机12壳，所述电机12设于所述连接杆9的底部，所述电机12壳设于所述电机12的外部，所述电机12壳为轮式结构。智能轮组系统的具体结构使得设备在淤泥中的通过性更强。
所述电机12壳外周设有斜切式叶片10。斜切式叶片10使得智能轮组系统的抓地力更强，更容易穿过淤泥。
所述伸缩杆的底部设有轮子11。方便行走。
所述清淤设备为智能高压喷头3。也可以为其他清淤设备。喷头3结构简单，重量轻，使用方便。
所述两个伸缩杆分别由所述地面控制站单独控制。可以对其中的一个伸缩杆进行伸缩，使得机器人在重力的作用下进行拐弯，使用操作方便。
工作原理：根据管道口径大小，把液压臂调到小于管道半径的尺寸，可以轻松地进入管道。打开监测设备(摄像头2)，同时也具有照明功能，把机器人放入管道口内。启动智能轮组系统的电机12，带动机器人到达作业位置，启动磁力吸盘5吸到管道顶部，同时伸开两侧液压臂，使机器人固定在管道内。控制阀门，打开高压水枪喷头3，喷头3会旋转喷水，清除杂物。当清洗完毕，使吸盘5放开，收缩液压臂，断续前行。其中强力吸盘5在作业时可固定在管道壁上，防止作业时由于高压产生的摆动；水下监测是用来观察管道中的环境变化，以便即时高效的作业；两个液压臂是带小轮子11可伸缩的，在作业时伸长臂长，以增加机器人的牢固度，前行时可缩短双臂，以使机器人变小，有利行走；智能轮组是采用的特殊的轮式结构(斜切式叶片10)，能克服管道中淤泥、杂物的阻碍，通过率强；智能搭载平台可以搭载各种高压水枪，并可操控转动。
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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道清淤机器人，其特征在于：包括地面控制站、水下淤泥监测系统、强力智能吸盘系统、前臂智能伸缩杆系统、智能驱动轮组系统和搭载台，所述前臂智能伸缩杆系统包括两个伸缩杆，两个伸缩杆设于所述搭载台的两侧且以所述搭载台为中心对称设置，所述强力智能吸盘系统设于所述搭载台的顶部，所述搭载台的前端设有清淤设备，所述水下淤泥监测系统监测淤泥所在位置并通过通信电缆传送给所述地面控制站，所述地面控制站控制启动吸盘系统吸附到管道的顶壁上，同时控制伸缩杆伸长抵住管道两侧的侧壁，并启动所述清淤设备进行清淤，所述智能驱动轮组系统设于所述搭载台的后侧，所述前臂智能伸缩杆系统位于所述智能驱动轮组系统的前端。
2.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述智能驱动轮组系统的顶部与所述搭载台铰接。
3.根据权利要求1或2所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述水下淤泥监测系统为水下摄像系统。
4.根据权利要求1-3任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述强力智能吸盘系统为电磁铁。
5.根据权利要求1-4任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述前臂智能伸缩杆系统为前臂智能液压杆系统。
6.根据权利要求1-5任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述智能轮组系统包括连接杆、电机和电机壳，所述电机设于所述连接杆的底部，所述电机壳设于所述电机的外部，所述电机壳为轮式结构。
7.根据权利要求6所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述电机壳外周设有斜切式叶片。
8.根据权利要求1-7任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述伸缩杆的底部设有轮子。
9.根据权利要求1-8任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述清淤设备为智能高压喷头。
10.根据权利要求1-9任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述两个伸缩杆分别由所述地面控制站单独控制。
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