CN106368306B - 一种市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车，包括管道机器人、用于提供机器人系统能源及控制线缆的动力线组、控制动力管组卷曲伸缩的卷管器。本发明所述市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车能适应多种淤塞情况，利用清淤疏通装置打撒及铣削淤泥并将其刮致窨井，清淤疏通装置需要的动力及控制线缆通过卷管器能绕回转驱动轴线正、负360度旋转，并能在卷管器底座套管内伸缩，作业半径大且能有效对准施工工位为管道机器人的行走提供良好条件。

Description

一种市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车

技术领域

本发明涉及一种市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车。

背景技术

目前市政下水管道大多采用人工掏挖或人工配合吸污车进行，工作环境恶劣，空间狭窄，如遇突发情况无法及时避让，危及施工人员的人身安全。采用机械掏挖和使用联合疏通车，其中机械掏挖工作效率低且清理不彻底。虽然联合疏通车能反冲洗，但是对于大管径横管里面的淤泥效果不佳，无法彻底清淤疏通。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车，能对市政下水管道进行有效疏通，无需人工掏挖，提高效率和工作的安全性，改善工作人员的工作环境。

本发明的技术方案为，一种市政管道清淤疏通装置，包括管道机器人、用于提供机器人系统能源及控制线缆的动力线组、控制动力线组卷曲伸缩的卷管器；所述管道机器人包括机器人箱体、机器人箱体下方的两条平行的行走履带、机器人箱体前端的可绕自身轴线旋转的铣削头、机器人箱体前端的喷头、机器人箱体后端的刮板；所述机器人箱体的后端设有与动力线组连接的动力线接口，所述刮板的顶端与机器人箱体铰接，并在机器人箱体的下方设有调整刮板位置的刮板定位机构。

优选地，铣削头安装在铣削摆臂上，铣削摆臂通过销轴与机器人箱体连接，并在机器人箱体内设有控制铣削摆臂旋转的铣削摆臂旋转机构。

优选地，机器人箱体的前端设有摄像头。

优选地，刮板定位机构包括设在刮板前方的刮板定位板、伸缩杆与刮板定位板连接的刮板定位油缸。

优选地，机器人箱体顶部设有与行走履带平行的传力履带，所述传力履带通过顶升机构与机器人箱体连接；顶升机构包括剪叉臂和传力油缸，所述剪叉臂的顶端与传力履带连接，剪叉臂的底端与传力油缸连接。

优选地，行走履带由第一液压马达驱动，并通过减振杆与机器人箱体底部连接。

优选地，卷管器包括水平的滚筒安装座、滚筒、驱动滚筒转动的滚筒转动机构、吸污管引导支撑机构、卷管器底座、一级伸缩油缸，所述滚筒通过轴承座安装在滚筒安装座上，动力线组绕装在滚筒上，所述一级油缸的一端连接卷管器底座，另一端连接滚筒安装座。

优选地，滚筒顶面还设有压紧绕装在滚筒上的动力线组的压管器，压管器一端铰接于滚筒安装座，并设有气缸推动压管器压紧动力线组。

优选地，动力线组包括动力油管、高压水管及控制线缆。

优选地，吸污管引导支撑机构包括向滚筒安装座外侧伸出的吸污管引导架、安装在吸污管引导架上的滚轮、二级伸缩油缸，所述二级伸缩油缸的一端连接滚筒安装座，二级伸缩油缸的另一端连接吸污管引导架。

优选地，滚筒的外侧设有万向轮，所述万向轮与吸污管引导架连接，所述动力线组的一端绕过万向轮。

优选地，滚筒转动机构包括固定在滚筒外周的外齿圈、固定在轴承座上的第二液压马达，所述外齿圈与第二液压马达通过小齿轮啮合传动。

本发明的另一个技术方案为：一种市政管道清淤疏通车，包括副车架，包括上述清淤疏通装置、安装在车架上的吸污罐、与吸污罐连接的吸污管。

优选地，所述卷管器底座通过回转驱动安装在吸污罐上。

本发明所述市政管道清淤疏通装置及市政管道清淤疏通车能适应多种淤塞情况，利用清淤疏通装置打撒及铣削淤泥并将其刮致窨井，清淤疏通装置需要的动力及控制线缆通过卷管器能绕回转驱动轴线正、负360度旋转，并能在卷管器底座套管内伸缩，作业半径大且能有效对准施工工位为管道机器人的行走提供良好条件。

附图说明

图1为本发明所述管道机器人的结构主视图；

图2为本发明所述管道机器人的结构侧视图；

图3为本发明所述管道机器人的结构俯视图；

图4为本发明所述管道机器人的顶升机构的结构示意图；

图5为本发明所述卷管器的结构主视图；

图6为本发明所述卷管器的结构侧视图；

图7为本发明所述卷管器的结构俯视图；

图8为本发明所述压管器的示意图；

图9为本发明所述市政管道清淤疏通车的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，管道机器人包括机器人箱体52、机器人箱体52下方的两条平行的行走履带48、机器人箱体48前端的可绕自身轴线旋转的铣削头55、机器人箱体前端的喷头54、机器人箱体后端的刮板57，刮板57的顶端与机器人箱体52铰接，并在机器人箱体52的下方设有调整刮板57位置的刮板定位机构，，两条行走履带48能正、反转，实现管道机器人前进及后退要求，；所述铣削头55安装在铣削摆臂56上，铣削摆臂56通过销轴与机器人箱体52连接，并在机器人箱体52内设有控制铣削摆臂56旋转的铣削摆臂旋转机构，铣削摆臂旋转机构包括第三液压马达及减速齿轮，通过第三液压马达驱动减速齿轮，进而绕机器人箱体52轴线360度转动。

高压水通过安装在管道机器人前部的两个喷头54喷出并打撒淤泥。第三液压马达驱动的铣削头55安装于铣削摆臂56，铣削摆臂56通过第三液压马达及齿轮减速绕管道机器人轴线360度旋转，并带动铣削55头一起旋转(铣削头55既能自转铣削，又能公转铣削)。铣削及打撒的淤泥通过铣削头55锥体到达管道机器人下部，为淤泥刮送做好准备。铣削一定距离后，反转行走马达，进行淤泥刮送。

机器人箱体52的前端设有摄像头47，能实时传输管道内的情况为操作者提供依据及时调整施工方案。

刮板定位机构包括设在刮板前方的刮板定位板58、伸缩杆与刮板定位板连接的刮板定位油缸59。当管道机器人后退时，铰接于机器人箱体的刮板57在重力及淤泥反作用力的推动下，紧贴刮板定位板58，实现刮泥。如遇刮泥阻力大时，推出刮板定位油缸59使得刮板57处的淤泥往前移动，再退回到合适的位置以确保刮泥是的系统压力在规定值以内。

如图4所示，机器人箱体52顶部设有与行走履带48平行的传力履带49，所述传力履带49通过顶升机构与机器人箱体52连接；所述顶升机构包括剪叉臂51和传力油缸53，所述剪叉臂51的顶端与传力履带49连接，剪叉臂51的底端与传力油缸53连接。通过传力油缸53控制传力履带49举升的高度，使其紧贴管道臂以保证行走的摩擦力及不同管径的要求。传力油缸53带有压力传感器，通过调定压力控制油缸的拉力，使得传力履带49实时传递给管道机器人适当的压力。

行走履带48由第一液压马达驱动，并通过减振杆50与机器人箱体52底部连接；减震杆50能吸收一部分障碍。

传力履带49由施力油缸推动剪叉臂51使其与管道顶部紧贴，并实时传递给管道机器人需要的行走摩擦力。当遇到障碍时施力油缸自动调节，以确保管道机器人安全。管道机器人带有水下摄像头，能实时传输管道内的情况为操作者提供依据及时调整施工方案。管道机器人打撒淤泥的方式有两种，一种是利用管道机器人前面的高压喷头54喷射出的高压水流打撒较细软的淤泥，另一种是利用铣削头55铣削板结或结块的淤泥。铣削摆臂56绕管道机器人轴线旋转的同时铣削头绕自身轴线旋转并铣削的方式铣削淤泥。根据管道内的具体情况确定行走及铣削的工作方式。铣削头55带锥面，被铣削的淤泥沿锥面到达管道机器人行走履带48下面，当达到一定的量时，管道机器人往后行走并进行刮泥。刮板57铰接于管道机器人后面，当管道机器人前进时不会给行走带来多余的阻力，当后退时则在自身重力及淤泥的切向分力的作用下紧贴刮板定位板58，实现刮泥。刮板定位板58由刮板定位油缸59控制，当后退行走阻力大时，推出刮板定位板58并带动刮板翻转一定的角度，把刮板57处的淤泥往前送，然后退回定位板继续行走。刮致窨井内的淤泥由真空吸污管9进行抽吸。

如图5、图6、图7所示，卷管器包括水平的滚筒安装座26、滚筒27、驱动滚筒27转动的滚筒转动机构、吸污管引导支撑机构、卷管器底座、一级伸缩油缸，所述滚筒27通过轴承座31安装在滚筒安装座26上，动力线组21绕装在滚筒27上，一级油缸的一端连接卷管器底座，另一端连接滚筒安装座26。

如图8所示，滚筒顶面还设有压紧绕装在滚筒上的动力线组21的压管器41，压管器一端铰接于滚筒安装座26，并设有气缸42推动压管器41压紧动力线组21。

动力线组21包括动力油管、高压水管及控制线缆，所述动力油管与高压水管通过3通路的旋转接头35与主系统连接，控制线缆通过电器滑环36与主系统连接。

管道机器人由液压绞车43将其掉入窨井，通过动力线接口44将动力及控制线缆连接到管道机器人内部的多路阀块45及相应的接口。通过控制线缆将信号传输到主系统，通过控制面板46实现对管道机器人的控制及监视。带灯摄像头47提供管道内照明及视频拍摄。

吸污管引导支撑机构包括向滚筒安装座26外侧伸出的吸污管引导架29、安装在吸污管引导架29上的滚轮、二级伸缩油缸28，所述二级伸缩油缸28的一端连接滚筒安装座26，二级伸缩油缸26的另一端连接吸污管引导架29。

滚筒27的外侧设有万向轮40，所述万向轮40与吸污管引导架29连接，动力线组21的一端绕过万向轮40。

滚筒转动机构包括固定在滚筒27外周的外齿圈32、固定在轴承座31上的第二液压马达，所述外齿圈32与第二液压马达通过小齿轮33啮合传动。

动力线组21缠绕在卷管器上，通过旋转接头与主系统连接。当管道机器人前进时，卷管器与动力自动脱开，管道机器人带着动力线组21在管道内拖动，当管道机器人后退时，卷管器通过第四液压马达带动并回拉动力线组21并缠绕。卷管器的旋转速度与管道机器人的行走速度匹配，并由系统控制，如遇行走障碍时系统会自动调节卷管器马达的转速，从而实现自动收放线管。

如图9所示，一种市政管道清淤疏通车，包括车架、上述清淤疏通装置、安装在车架上的吸污罐6、与吸污罐6连接的吸污管9。

卷管器底座23通过回转驱动24安装于真空罐6上，回转驱动24能带动卷管器左右摆动。一级伸缩油缸25一端铰接卷管器底座23，另一端铰接滚筒安装座26并控制滚筒27伸缩，以便调节施工范围。二级伸缩油缸28一端铰接滚筒安装座26，另一端铰接吸污管引导架29进一步提高施工范围。吸污管引导架29安装有尼龙滚轮30支撑吸污管09以保证吸污管的弯曲半径及伸缩顺畅。滚筒27通过轴承座连31接滚筒安装座26。固定在滚筒上的外齿圈32与固定在轴承座31上的第二液压马达通过小齿轮33啮合驱动滚筒27旋转。链条34带动往复丝杆37旋转，往复丝杆螺母38带动动力线管拨杆39随着滚筒27的旋转同步摆动，实现从滚筒27到拨杆39处的动力线管34基本垂直于滚筒27轴线，保证排管整齐。动力线组21从拨杆39出来后经万向轮40到达管道机器人。

Claims (2)

1.一种市政管道清淤疏通装置，其特征是，包括管道机器人、用于提供机器人系统能源及控制线缆的动力线组(21)、控制动力线组(21)卷曲伸缩的卷管器；所述管道机器人包括机器人箱体(52)、机器人箱体(52)下方的两条平行的行走履带(48)、机器人箱体(52)前端的可绕自身轴线旋转的铣削头(55)、机器人箱体前端的喷头(54)、机器人箱体后端的刮板(57)；所述机器人箱体(52)的后端设有与动力线组(21)连接的动力线接口(44)，所述刮板(57)的顶端与机器人箱体(52)铰接，并在机器人箱体(52)的下方设有调整刮板位置的刮板定位机构；

所述铣削头(55)安装在铣削摆臂(56)上，铣削摆臂(56)通过销轴与机器人箱体(52)连接，并在机器人箱体(52)内设有控制铣削摆臂旋转的铣削摆臂旋转机构；

所述机器人箱体(52)的前端设有摄像头(47)；

所述刮板定位机构包括设在刮板前方的刮板定位板(58)、伸缩杆与刮板定位板连接的刮板定位油缸(59)；

机器人箱体(52)顶部设有与行走履带(48)平行的传力履带(49)，所述传力履带(49)通过顶升机构与机器人箱体(52)连接；所述顶升机构包括剪叉臂(51)和传力油缸(53)，所述剪叉臂(51)的顶端与传力履带(49)连接，剪叉臂(51)的底端与传力油缸(53)连接；

所述行走履带(48)由第一液压马达驱动，并通过减振杆(50)与机器人箱体(52)底部连接；

所述卷管器包括水平的滚筒安装座(26)、滚筒(27)、驱动滚筒(27)转动的滚筒转动机构、吸污管引导支撑机构、卷管器底座、一级伸缩油缸，所述滚筒(27)通过轴承座(31)安装在滚筒安装座(26)上，动力线组(21)绕装在滚筒(27)上；所述一级伸缩油缸的一端连接卷管器底座，另一端连接滚筒安装座(26)；

所述滚筒顶面还设有压紧绕装在滚筒上的动力线组(21)的压管器(41)，压管器一端铰接于滚筒安装座(26)，并设有气缸(42)推动压管器(41)压紧动力线组(21)；

所述动力线组(21)包括动力油管、高压水管及控制线缆；

吸污管引导支撑机构包括向滚筒安装座(26)外侧伸出的吸污管引导架(29)、安装在吸污管引导架(29)上的滚轮、二级伸缩油缸(28)，所述二级伸缩油缸(28)的一端连接滚筒安装座(26)，二级伸缩油缸(26)的另一端连接吸污管引导架(29)；

所述滚筒(27)的外侧设有万向轮(40)，所述万向轮(40)与吸污管引导架(29)连接，所述动力线组(21)的一端绕过万向轮(40)；

所述滚筒转动机构包括固定在滚筒(27)外周的外齿圈(32)、固定在轴承座(31)上的第二液压马达，所述外齿圈(32)与第二液压马达通过小齿轮(33)啮合传动。

2.一种市政管道清淤疏通车，包括车架，其特征是，包括权利要求1所述的清淤疏通装置、安装在车架上的吸污罐(6)、与吸污罐(6)连接的吸污管(9)；

所述卷管器底座通过回转驱动安装在吸污罐(6)上。