CN108253228A - 一种用于解决管道清洁的机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于解决管道清洁的机器人，包括用于装置主体部、清洗模块部、控制模块部、移动模块部、压力驱动部和连接架部；可360°回转的清洗模块部安装在存储清洗材料的装置主体部上，控制模块部连接分别连接压力驱动部和清洗模块部，并分别控制压力驱动部和清洗模块部动作，在装置主体部与管道内壁之间垂直或者水平往复移动的移动模块部通过连接架部分别与压力驱动部和装置主体部连接，压力驱动部设置在装置主体部和连接架部之间，压力驱动部调节连接架部的展开角度并为移动模块部提供驱动力，装置主体部储存的清洗材料为海绵磨料。本发明不仅能够自动清洗管道，并且能够适用于不同形状口径的管道，让清洗无死角。
Description
技术领域
本发明属于机器人的技术领域，特别涉及一种用于解决管道清洁的机器人。
背景技术
生活中，人们对于管道可能比较少关注，安装后很少去打理，其实管道清洗十分有必要，管道在经过长期使用后，内部表面肯定会产生许多污垢、异物会造成管道堵塞，如果是输送化学物品的管道，管道表面还会有酸碱物质对管道壁产生腐蚀。所以管道清洗技术有着广阔的发展前景，市场潜力较大，它广泛应用于冶金、化工、石油、电力、机械、纺织等多个行业领域。
目前，市面上管道清洗主要采用化学方法或者物理方法对管道内部表面污垢进行清除，目前的清洗技术普遍耗时费力，自动化程度不高，依赖人工操作，清洗效率不高，因此需要改进，本发明人对此做进一步研究，研发出一种用于解决管道清洁的机器人，本案由此产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于解决管道清洁的机器人，该装置不仅能够自动清洗管道，并且能够适用于不同形状口径的管道，让清洗无死角。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种用于解决管道清洁的机器人，包括用于装置主体部、清洗模块部、控制模块部、复数个移动模块部、复数个压力驱动部和复数个连接架部；可360°回转的清洗模块部安装在存储清洗材料的装置主体部上，控制模块部连接分别连接压力驱动部和清洗模块部，并分别控制压力驱动部和清洗模块部动作，在装置主体部与管道内壁之间垂直或者水平往复移动的移动模块部通过连接架部分别与压力驱动部和装置主体部连接，压力驱动部设置在装置主体部和连接架部之间，压力驱动部调节连接架部的展开角度并为移动模块部提供驱动力，装置主体部储存的清洗材料为海绵磨料。
进一步，装置主体部包括用于存储清洗材料的储物罐、用于安装所述清洗模块部的前部框架、用于安装所述压力驱动部的侧方固定托架和用于在线记录检测清洗状态的实时摄像机，前部框架、侧方固定托架和实时摄像机安装在储物罐的外部。
进一步，移动模块部包括用于带动整个机器人移动的履带、用于缓冲履带与支重轮和导向轮之间的压力的避震装置、用于驱动履带控制履带的正反转的伺服电机、驱动轮、导向轮、传动杆和支重轮，支重轮和导向轮被履带包覆，伺服电机连接驱动轮，驱动轮驱动履带，传动杆分别连接导向轮、避震装置和支重轮。
进一步，清洗模块部包括喷嘴机构、转接口、导管、连接件、齿轮、圆柱齿轮、光滑杆、连轴器、减速器和步进电机，喷嘴机构连接转接口，转接口连接导管，导管通过连接件与齿轮相连，齿轮与圆柱齿轮啮合，圆柱齿轮、光滑杆、连轴器、减速器和步进电机依次连接。
进一步，喷嘴机构包括多个内径大小不一的喷嘴口。
进一步，连接架部由副支架与两个主支架组成，主支架连接装置主体部，副支架连接两个主支架。
进一步，压力驱动部为六组，且以辐射状配置装置主体部上。
进一步，移动模块部为六组，每组之间的夹角为60°。
采用上述方案后，本发明具有以下优点：
1、通过控制模块部使本发明全程采用电气控制完成自动化运作，压力驱动部调节连接架部的展开角度，可独立控制伸缩行程，在确保机器人在自动清洗的条件下，还能适应各种不同形状的管道；
2、由于本发明的海绵磨料本身具有柔软、稳定、绝缘、无毒、无味等特性，从而实现了传统清洗方法无法实现的操作；
3、连接在机器人前部框架处的喷嘴机构可以360°旋转，以保证清洗无死角；
4、移动模块部使得本发明可在管道内壁之间水平或者垂直往复移动，具有较好的灵活性，可提高了可清洗范围；
5、实时摄像机可进行视觉监测，了解实时清洗状况。
附图说明
图1是本发明的管道清洗机器人的立体图；
图2是本发明的管道清洗机器人的俯视图；
图3是本发明的管道清洗机器人的侧视图；
图4是本发明装置主体和压力驱动部的结合示意图；
图5是本发明清洗模块部的示意图一；
图6是本发明清洗模块部的示意图二；
图7是本发明移动模块部的示意图。
标号说明
装置主体部100 侧方固定托架101 储物罐102
前部框架103 实时摄像机104 移动模块部200
伺服电机201 履带202 驱动轮203
避震装置204 导向轮205 传动杆206
支重轮207 压力驱动部300 清洗模块部400
喷嘴口401 转接口402 喷头连接件403
导管404 圆形螺母405 连接件406
齿轮407 圆柱齿轮411 光滑杆412
连轴器413 减速器414 步进电机415
连接架部500 主支架501 副支架502
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明所揭示的是一种用于解决管道清洁的机器人，如图1、图2和图3所示，为本发明的较佳实施例，包括用于装置主体部100、复数个移动模块部200、复数个压力驱动部300、清洗模块部400、控制模块部(图中未画出)和复数个连接架部500。
装置主体部100进入管道内部，用于存储清洗材料和装载其他各模块部。连接架部500，用于连接移动模块部200和装置主体部100。移动模块部200可以在装置主体部100与管道内壁之间垂直或者水平往复移动。移动模块部200通过连接架部500与压力驱动部300相连，移动模块部200通过连接架部500与装置主体部100连接，可以控制装置主体部100进行移动。压力驱动部300与装置主体部100连接，且以辐射状配置，设置在装置主体部100和连接架部500之间，可调节与连接架部500的展开角度，并提供将所述移动模块部200紧贴到管道内部的驱动力(即通过压力驱动部300受压，连接架部500可向压力驱动部300伸张的方向展开，而与连接架部500连接，展开的移动模块部200可对管道进行施压)。
清洗模块部400安装在所述装置主体部100上，可去除形成在管道内部的异物。清洗模块部400可进行360°旋转清洗，安装在装置主体部100的前部。
控制模块部连接分别连接压力驱动部300和清洗模块部400，控制模块部控制压力驱动部300开始提供驱动力，控制模块部控制清洗模块部400进行清洗动作。
装置主体部100中储存的清洗材料为海绵磨料。利用海绵磨料(环保介质)对管道进行清洗，因为具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50℃下仍能够具有较好的可挠性，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性、着色性和成型加工性好。海绵磨料还具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化学腐蚀等优点，且无毒、不吸水。符合环保要求，是清洗介质的不二选择。此外，由于海绵磨料本身具有柔软、稳定、绝缘、无毒、无味等特性，从而实现了传统清洗方法无法实现的操作。海绵磨料清洗作为一项新兴技术，与传统的物理或化学清洗工艺相比具有高效、安全、无损伤、环保等优点。
如图4所示，装置主体部100包括侧方固定托架101、储物罐102、前部框架103和实时摄像机104。侧方固定托架101用于安装所述压力驱动部300，储物罐102用于存储清洗材料，前部框架103用于安装所述清洗模块部，实时摄像机104用于在线记录检测清洗状态。侧方固定托架101、前部框架103和实时摄像机104均安装在储物罐102的外部。实时摄像机104可实时传输管道内部图像通过控制模块部，传输至管道外部的控制中心，可根据管道内实时情况对机器人的进一步的清洗动作、对连接架部500的展开角度进行调整。
如图7所示，移动模块部200包括伺服电机201、履带202、驱动轮203、避震装置204、导向轮205、传动杆206和支重轮207。伺服电机201连接驱动轮203，驱动轮203驱动履带202，履带202用于带动整个机器人前后移动。即伺服电机201用于驱动履带202并且控制履带202的正反转。避震装置204用于缓冲履带202与支重轮207之间的压力，以及履带202和导向轮205之间的压力。支重轮207和导向轮205被履带202包覆，传动杆206分别连接导向轮205、避震装置204和支重轮207。
如图5和图6所示，清洗模块部400包括喷嘴机构、转接口402、导管404、连接件406、齿轮407、圆柱齿轮411、光滑杆412、连轴器413、减速器414和步进电机415。圆柱齿轮411、光滑杆412、连轴器413、减速器414和步进电机415安装在装置主体部100内部，喷嘴机构、转接口402、导管404、连接件406、齿轮407安装在装置主体部100外部(在本实施例中，齿轮407连接在装置主体部100的前部)。喷嘴机构连接转接口402，转接口402连接导管404，导管404通过连接件406与齿轮407相连，齿轮407与圆柱齿轮411啮合，圆柱齿轮411、光滑杆412、连轴器413、减速器414和步进电机415依次连接。使用时，步进电机415带动减速器414，通过联轴器413和光滑杆412带动圆柱齿轮411转动，圆柱齿轮411带动齿轮407转动，齿轮407依次带动转接口402、导管404、连接件406和喷嘴机构转动，即喷嘴机构呈360°旋转。
在本实施例中，导管404通过圆形螺母405与连接件406连接。为了更加方便转接口402连接导管404，在本实施例中，转接口402通过喷头连接件403连接导管404。喷嘴机构包括多个内径大小不一的喷嘴口401，喷嘴口401具有不同规格，以便对应于多种不同的海绵磨料清洗介质，以及适用于不同管道内径大小，这样，在使用时就可以选择合适的喷嘴口401连接转接口402即可。
如图2所示，连接架部500由副支架502与两个主支架501组成，主支架501连接装置主体部100，副支架502分别连接两个主支架501，以保证所述连接架部500的稳定性。主支架501用于调节移动模块部200相对于装置主体部100的展开角度，副支架502起固定主支架501，平衡移动模块部200的作用。
在本实施例中，压力驱动部300为六组，且以辐射状配置装置主体部100上。移动模块部200为六组，每组之间的夹角为60°，这样进一步提高了移动模块部200的稳定性，从而提高机器人运行的稳定性。六组压力驱动部300分别控制六组移动模块部200，带动装置主体部100(即本机器人)运动，也对装置主体部100在管道中起到支撑作用(六个履带202分别由六个伺服电机201控制，六条履带202通过六个连接架部500连接在机器主体部100，六个支架分别由单独的电机控制)，可以实现0-80°转向，使每个移动模块部200可独立控制伸缩行程，确保机器人适应各种不同形状的管道。
在使用本发明时，装置主体部100进入管道，控制模块部控制压力驱动部300和清洗模块部400动作，清洗模块部400进行360°旋转，对管道内部进行清洗，可去除形成在管道内部的异物，同时移动模块部200在装置主体部100与管道内壁之间垂直或者水平往复移动，以便保证清洗无死角，当遇到不同内径管道时，控制模块部控制压力驱动部300，压力驱动部300调节连接架部500的展开角度，使本发明的机器人能够适应于管道的内径变化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (8)
1.一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：包括用于装置主体部、清洗模块部、控制模块部、复数个移动模块部、复数个压力驱动部和复数个连接架部；可360°回转的清洗模块部安装在存储清洗材料的装置主体部上，控制模块部连接分别连接压力驱动部和清洗模块部，并分别控制压力驱动部和清洗模块部动作，在装置主体部与管道内壁之间垂直或者水平往复移动的移动模块部通过连接架部分别与压力驱动部和装置主体部连接，压力驱动部设置在装置主体部和连接架部之间，压力驱动部调节连接架部的展开角度并为移动模块部提供驱动力，装置主体部储存的清洗材料为海绵磨料。
2.根据权利要求1所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：装置主体部包括用于存储清洗材料的储物罐、用于安装所述清洗模块部的前部框架、用于安装所述压力驱动部的侧方固定托架和用于在线记录检测清洗状态的实时摄像机，前部框架、侧方固定托架和实时摄像机安装在储物罐的外部。
3.根据权利要求1所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：移动模块部包括用于带动整个机器人移动的履带、用于缓冲履带与支重轮和导向轮之间的压力的避震装置、用于驱动履带控制履带的正反转的伺服电机、驱动轮、导向轮、传动杆和支重轮，支重轮和导向轮被履带包覆，伺服电机连接驱动轮，驱动轮驱动履带，传动杆分别连接导向轮、避震装置和支重轮。
4.根据权利要求1所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：清洗模块部包括喷嘴机构、转接口、导管、连接件、齿轮、圆柱齿轮、光滑杆、连轴器、减速器和步进电机，喷嘴机构连接转接口，转接口连接导管，导管通过连接件与齿轮相连，齿轮与圆柱齿轮啮合，圆柱齿轮、光滑杆、连轴器、减速器和步进电机依次连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：喷嘴机构包括多个内径大小不一的喷嘴口。
6.根据权利要求1所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：连接架部由副支架与两个主支架组成，主支架连接装置主体部，副支架连接两个主支架。
7.根据权利要求1所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：压力驱动部为六组，且以辐射状配置装置主体部上。
8.根据权利要求7所述的一种用于解决管道清洁的机器人，其特征在于：移动模块部为六组，每组之间的夹角为60°。
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