CN108262315A - 管道行走清污机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城市管道清污设备领域，具体涉及管道行走清污机器人，解决了现有的清污装置结构复杂、智能化程度低、操作安全度差的问题，其包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置。本发明整体结构简单，智能化程度高、操作安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及车辆救助设备领域，特别是一种结构简单、智能化程度高、操作安全可靠的管道行走清污机器人。
背景技术
随着城市化的速度，越来越多的人选择留在城市生活，城市配套建设设备压力越来越大，城市污水因不通畅而外溢的问题也日益严重，为了解决城市看海的痛点问题,了解到主要原因是因为管道内的污物废弃物、油污和其他生活垃圾等长期沉淀后形成的堆积体影响了过水面，该堆积体很大部分在大水流的作用下都不能松散是形成看海的主要原因之一，这结论的得出是在大降雨量发生时，污水管道同时是雨水的过水通道。为了解决城市看海的雨水管道不通畅的问题，了解到管道不通畅的原因有以下几个方面：1、城市道路表面及集水面的泥尘；2、树叶、树枝；3、废弃物(如塑料膜及塑料袋，纸、布等)由于各种废弃物与泥沙进入雨水管道后与水流共同作用形成阻碍体，影响果断面或断流。
为了解决上述问题，需要对管道进行清淤或清污处理，管道清淤是将管道进行疏通，清理管道里面的淤泥和堵点，保持长期畅通，以防止城市发生内涝。
伴随着城市化的进程，管道消淤工作己成为排水部门一项不可忽视的重要工作。在排水管道中排入大量杂物和基建工地水泥和砂发生沉淀、淤积就会造成管道堵塞。不进行管道疏通、清淤就会造成污水滥流，污染环境，给人民生活带来麻烦。
现有的管道清淤或清污方法主要是：对于直径较大的管道，通常是利用高压清洗车或者人工牵引，推拉等方法把管道内淤泥清理到管道外，然后运到指定地方，如果管道需要清理到无淤泥情况，就要反复清洗管道内壁。对于直径较小的管道，现目前的清淤方法是用高压水枪对管道进行冲水清洗，但是有些污物由于长时间的沉积，高压水的作用效果并不明显，而且现有的清污机械比较传统，智能化程度低，因此怎样对直径较小的管道以及管道内存在有毒气体的管道进行清淤是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构稳定、可以适用于不同管道的智能行走清污机器人。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：管道行走清污机器人，包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置。
作为优选：所述智能清污机器人包括外壳，所述外壳上设有两组行走爪和一组专用固定爪，所述外壳内部设有夹持装置，所述夹持装置内设有高压喷射头，所述外壳内还设有负压吸附装置，所述负压吸附装置上连接有负压吸附头，所述外壳内还设有负压吸附与活塞泵转换槽，所述负压吸附头的一端延伸到外壳外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽，所述负压吸附与活塞泵转换槽上设有活塞泵。
作为优选：所述外壳为圆柱状，所述每组行走爪设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪之间设有行车与固定锁固机构，所述行车与固定锁固机构内部设有轴向气动推杆与弹簧系统,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统，所述一组专用固定爪设置为三根固定抓手、且以外壳的中心为原点等角度均布于圆周上。所述六根行走抓手和三根固定抓手，在径向伸出的长度以抓牢污水管内壁为准，在行走的过程中，九根抓手不在同一圆切面上，以实际气动力与弹簧作用力大小及轴向伸缩行程来调整距离。
作为优选：所述外壳的前端设有障碍检测红外探头，所述障碍检测红外探头、高压喷射头和负压吸附头均位于外壳的前端。
作为优选：所述两组行走爪之间保持平行，所述一组专用固定爪与两组行走爪错开设置与外壳上，所述一组专用固定爪位于两组行走爪之间。所述两组行走爪和一组专用固定爪协同工作，作为行走动作所必须和稳定支撑和动作过渡，可以让清污机器人在行进过程中所处的位置保持稳定。
作为优选：所述污物收集处理装置包括平台车，所述平台车上设有工作机构，所述工作机构包括工作机构控制系统、废弃物吊装机构和脱水分拣打包装置，所述脱水分拣打包装置一侧设有脱水废弃物拖车，所述脱水分拣打包装置的输出口位于脱水废弃物拖车上方。
作为优选：所述污物收集处理装置包括的平台车上还设有高压空气管道、控制与传感器信号弱电线缆、动力线缆和活塞泵送管道，所述高压空气管道连接有气动泵，所述控制与传感器信号弱电线缆和动力线缆连接在工作机构控制系统上，所述活塞泵送管道连接在工作机构上。
作为优选：所述高压喷射头与高压空气管道连接。保证与地面的污物收集处理装置保持联动。
作为优选：所述高压空气管道连接到活塞泵上。
工作原理：
本发明依靠气动力作直接动力源的在地下管道内壁行走的智能清污机器人，智能清污机器人行走一段后，固定在污水管内壁，智能清污机器人前端的高压喷射头喷出高压空气，搅动、吹松管道中的障碍物，然后由智能清污机器人前方的负压吸附头将管道内的所有能吸走的污水、泥土、树叶、纤维物等等吸附后并转接到活塞泵送管道送进平台车上的工作机构中，通过工作机构控制系统的控制，经过废弃物吊装机构、脱水分拣打包装置输送至脱水废弃物拖车中，等待转运。
本发明包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置，地上通过管道、线缆连通到地下智能清污机器人和污物清理装置上。所述智能清污机器人包括外壳，所述外壳上设有两组行走爪和一组专用固定爪，所述外壳内部设有夹持装置，所述夹持装置内设有高压喷射头，所述外壳内还设有负压吸附装置，所述负压吸附装置上连接有负压吸附头，所述外壳内还设有负压吸附与活塞泵转换槽，所述负压吸附头的一端延伸到外壳外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽，所述负压吸附与活塞泵转换槽上设有活塞泵。所述外壳为圆柱状，所述每组行走爪设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪之间设有行车与固定锁固机构，所述行车与固定锁固机构内部设有轴向气动推杆与弹簧系统,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统。两组行走爪与一组专用固定爪协同工作，让智能清污机器人采用蜈蚣式步进实现前进或后退，全部三组九根抓手所处位置及动作以满足支撑和实现行走需要进行动作，由工作机构控制系统控制动作的实现。其前端的一组行走爪设有三根行走抓手，后端的一组行走爪也设有三根行走抓手，当智能清污机器人进行冲污、吸污作业时前后两组行走爪由气动推杆与弹簧系统向外撑出固定在污水管内壁。当前工作面作业完成需前进或后退到下一工作面时，一组专用固定爪的三根固定抓手外撑固定在管壁上形成支撑。根据情况松掉前(或后)组行走爪，松掉的行走爪径向缩回并打开固定锁固机构，同时起动两组行走爪之间的轴向气动推杆与弹簧系统，前(或后)组行走爪沿智能清污机器人导轨也是污水管轴向移动一定距离后，前(或后)组行走爪再向管道径向撑开，此时三根固定抓手解除支撑气动撑杆回缩，后(或前)组行走爪再卸载气压，但与外壳端固定机构此时锁固，起动气动推杆从径向缩回，由于支撑于壁端固定，因外壳端属于可滑动固定端从而达到实现外壳体向前推进的目的。重复前述动作蜈蚣式步进，就可实现机器人在污水管内壁前进或后退。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明系统集成性好、智能化程度高、使用方便、安全可靠。
附图说明
图1是本发明的污物收集处理装置的结构示意图。
图2为本发明管道清污装置的主视图。
图3为图2的左视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
管道行走清污机器人，包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置。
所述智能清污机器人包括外壳20，所述外壳20上设有两组行走爪17和一组专用固定爪21，所述外壳20内部设有夹持装置19，所述夹持装置19内设有高压喷射头9，所述外壳20内还设有负压吸附装置11，所述负压吸附装置11上连接有负压吸附头13，所述外壳20内还设有负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附头13的一端延伸到外壳20外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附与活塞泵转换槽12上设有活塞泵10。
所述外壳20为圆柱状，所述每组行走爪17设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪17之间设有行车与固定锁固机构14，所述行车与固定锁固机构14内部设有轴向气动推杆与弹簧系统15,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统16，所述一组专用固定爪21设置为三根固定抓手、且以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上。
所述外壳20的前端设有障碍检测红外探头22，所述障碍检测红外探头22、高压喷射头9和负压吸附头13均位于外壳20的前端。
所述污物收集处理装置包括平台车1，所述平台车1上设有工作机构3，所述工作机构3包括工作机构控制系统31、废弃物吊装机构32和脱水分拣打包装置33，所述脱水分拣打包装置33一侧设有脱水废弃物拖车2，所述脱水分拣打包装置33的输出口位于脱水废弃物拖车2上方。
所述污物收集处理装置包括的平台车1上还设有高压空气管道7、控制与传感器信号弱电线缆5、动力线缆6和活塞泵送管道8，所述高压空气管道7连接有气动泵4，所述控制与传感器信号弱电线缆5和动力线缆6连接在工作机构控制系统31上，所述活塞泵送管道8连接在工作机构3上。
所述高压喷射头9与高压空气管道7连接。保证与地面的污物收集处理装置保持联动。
所述高压空气管道7连接到活塞泵10上。
本发明依靠气动力作直接动力源的在地下管道内壁行走的智能清污机器人，智能清污机器人行走一段后，固定在污水管内壁，智能清污机器人前端的高压喷射头喷出高压空气，搅动、吹松管道中的障碍物，然后由智能清污机器人前方的负压吸附头将管道内的所有能吸走的污水、泥土、树叶、纤维物等等吸附后并转接到活塞泵送管道送进平台车上的工作机构中，通过工作机构控制系统的控制，经过废弃物吊装机构、脱水分拣打包装置输送至脱水废弃物拖车中，等待转运，脱出污水回流管道。
本发明包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置，地上通过管道、线缆连通到地下智能清污机器人和污物清理装置上。所述智能清污机器人包括外壳20，所述外壳20上设有两组行走爪17，所述外壳20内部设有夹持装置19，所述夹持装置19内设有高压喷射头9，所述外壳20内还设有负压吸附装置11，所述负压吸附装置11上连接有负压吸附头13，所述外壳20内还设有负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附头13的一端延伸到外壳20外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附与活塞泵转换槽12上设有活塞泵10。所述外壳20为圆柱状，所述每组行走爪17设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪17之间设有行车与固定锁固机构14，所述行车与固定锁固机构14内部设有轴向气动推杆与弹簧系统15,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统16。两组行走爪17让智能清污机器人采用蜈蚣式步进实现前进或后退，其前端的一组行走爪17设有三根行走抓手，后端的一组行走爪17也设有三根行走抓手，当智能清污机器人进行冲污、吸污作业时前后两组行走爪17由气动推杆与弹簧系统向外撑出固定在污水管内壁。当前工作面作业完成需前进或后退到下一工作面时，根据情况松掉前(或后)组行走爪，松掉的行走爪径向缩回并打开固定锁固机构，同时起动两组行走爪之间的轴向气动推杆与弹簧系统，前(或后)组行走爪沿智能清污机器人导轨也是污水管轴向移动一定距离后，前(或后)组行走爪再向管道径向撑开，此时三根固定抓手解除支撑气动撑杆回缩，后(或前)组行走爪再卸载气压，但与外壳端固定机构此时锁固，起动气动推杆从径向缩回，由于支撑于壁端固定，因外壳端属于可滑动固定端从而达到实现外壳体向前推进的目的。重复前述动作蜈蚣式步进，就可实现机器人在污水管内壁前进或后退。
实施例2
管道行走清污机器人，包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置。
所述智能清污机器人包括外壳20，所述外壳20上设有两组行走爪17和一组专用固定爪21，所述外壳20内部设有夹持装置19，所述夹持装置19内设有高压喷射头9，所述外壳20内还设有负压吸附装置11，所述负压吸附装置11上连接有负压吸附头13，所述外壳20内还设有负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附头13的一端延伸到外壳20外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附与活塞泵转换槽12上设有活塞泵10。
所述外壳20为圆柱状，所述每组行走爪17设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪17之间设有行车与固定锁固机构14，所述行车与固定锁固机构14内部设有轴向气动推杆与弹簧系统15,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统16，所述一组专用固定爪21设置为三根固定抓手、且以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上。
所述外壳20的前端设有障碍检测红外探头22，所述障碍检测红外探头22、高压喷射头9和负压吸附头13均位于外壳20的前端。
所述两组行走爪17之间保持平行，所述一组专用固定爪21与两组行走爪17错开设置与外壳20上，所述一组专用固定爪21位于两组行走爪17之间。所述两组行走爪和一组专用固定爪协同工作，作为行走动作所必须和稳定支撑和动作过渡。
所述污物收集处理装置包括平台车1，所述平台车1上设有工作机构3，所述工作机构3包括工作机构控制系统31、废弃物吊装机构32和脱水分拣打包装置33，所述脱水分拣打包装置33一侧设有脱水废弃物拖车2，所述脱水分拣打包装置33的输出口位于脱水废弃物拖车2上方。
所述污物收集处理装置包括的平台车1上还设有高压空气管道7、控制与传感器信号弱电线缆5、动力线缆6和活塞泵送管道8，所述高压空气管道7连接有气动泵4，所述控制与传感器信号弱电线缆5和动力线缆6连接在工作机构控制系统31上，所述活塞泵送管道8连接在工作机构3上。
所述高压喷射头9与高压空气管道7连接。保证与地面的污物收集处理装置保持联动。
所述高压空气管道7连接到活塞泵10上。
本发明依靠气动力作直接动力源的在地下管道内壁行走的智能清污机器人，智能清污机器人行走一段后，固定在污水管内壁，智能清污机器人前端的高压喷射头喷出高压空气，搅动、吹松管道中的障碍物，然后由智能清污机器人前方的负压吸附头将管道内的所有能吸走的污水、泥土、树叶、纤维物等等吸附后并转接到活塞泵送管道送进平台车上的工作机构中，通过工作机构控制系统的控制，经过废弃物吊装机构、脱水分拣打包装置输送至脱水废弃物拖车中，等待转运，脱出污水回流管道。
本发明包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置，地上通过管道、线缆连通到地下智能清污机器人和污物清理装置上。所述智能清污机器人包括外壳20，所述外壳20上设有两组行走爪17，所述外壳20内部设有夹持装置19，所述夹持装置19内设有高压喷射头9，所述外壳20内还设有负压吸附装置11，所述负压吸附装置11上连接有负压吸附头13，所述外壳20内还设有负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附头13的一端延伸到外壳20外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽12，所述负压吸附与活塞泵转换槽12上设有活塞泵10。所述外壳20为圆柱状，所述每组行走爪17设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳20的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪17之间设有行车与固定锁固机构14，所述行车与固定锁固机构14内部设有轴向气动推杆与弹簧系统15,所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统16。两组行走爪17让智能清污机器人采用蜈蚣式步进实现前进或后退，其前端的一组行走爪17设有三根行走抓手，后端的一组行走爪17也设有三根行走抓手，当智能清污机器人进行冲污、吸污作业时前后两组行走爪17由气动推杆与弹簧系统向外撑出固定在污水管内壁。当前工作面作业完成需前进或后退到下一工作面时，根据情况松掉前(或后)组行走爪，松掉的行走爪径向缩回并打开固定锁固机构，同时起动两组行走爪之间的轴向气动推杆与弹簧系统，前(或后)组行走爪沿智能清污机器人导轨也是污水管轴向移动一定距离后，前(或后)组行走爪再向管道径向撑开，此时三根固定抓手解除支撑气动撑杆回缩，后(或前)组行走爪再卸载气压，但与外壳端固定机构此时锁固，起动气动推杆从径向缩回，由于支撑于壁端固定，因外壳端属于可滑动固定端从而达到实现外壳体向前推进的目的。重复前述动作蜈蚣式步进，就可实现机器人在污水管内壁前进或后退。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.管道行走清污机器人，包括位于地面的污物收集处理装置和位于地下管道内的管道清污装置，其特征在于：所述管道清污装置包括智能清污机器人和污物清理装置。
2.根据权利要求1所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述智能清污机器人包括外壳(20)，所述外壳(20)上设有两组行走爪(17)和一组专用固定爪(21)，所述外壳(20)内部设有夹持装置(19)，所述夹持装置(19)内设有高压喷射头(9)，所述外壳(20)内还设有负压吸附装置(11)，所述负压吸附装置(11)上连接有负压吸附头(13)，所述外壳(20)内还设有负压吸附与活塞泵转换槽(12)，所述负压吸附头(13)的一端延伸到外壳(20)外，另一端接入到负压吸附与活塞泵转换槽(12)，所述负压吸附与活塞泵转换槽(12)上设有活塞泵(10)。
3.根据权利要求2所述的管道行走清污机器人，其特征在于：外壳(20)为圆柱状，所述每组行走爪(17)设有三根行走抓手，所述三根行走抓手以外壳(20)的中心为原点等角度均布于圆周上，所述两组行走爪(17)之间设有行车与固定锁固机构(14)，所述行车与固定锁固机构(14)内部设有轴向气动推杆与弹簧系统(15),所述每根行走抓手上均设有径向气动推杆与弹簧系统(16)，所述一组专用固定爪(21)设置为三根固定抓手、且以外壳(20)的中心为原点等角度均布于圆周上。
4.根据权利要求2或3所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述外壳(20)的前端设有障碍检测红外探头(22)，所述障碍检测红外探头(22)、高压喷射头(9)和负压吸附头(13)均位于外壳(20)的前端。
5.根据权利要求2或3所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述两组行走爪(17)之间保持平行，所述一组专用固定爪(21)与两组行走爪(17)错开设置与外壳(20)上，所述一组专用固定爪(21)位于两组行走爪(17)之间。
6.根据权利要求1所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述污物收集处理装置包括平台车(1)，所述平台车(1)上设有工作机构(3)，所述工作机构(3)包括工作机构控制系统(31)、废弃物吊装机构(32)和脱水分拣打包装置(33)，所述脱水分拣打包装置(33)一侧设有脱水废弃物拖车(2)，所述脱水分拣打包装置(33)的输出口位于脱水废弃物拖车(2)上方。
7.根据权利要求1或6所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述污物收集处理装置包括的平台车(1)上还设有高压空气管道(7)、控制与传感器信号弱电线缆(5)、动力线缆(6)和活塞泵送管道(8)，所述高压空气管道(7)连接有气动泵(4)，所述控制与传感器信号弱电线缆(5)和动力线缆(6)连接在工作机构控制系统(31)上，所述活塞泵送管道(8)连接在工作机构(3)上。
8.根据权利要求7所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述高压喷射头(9)与高压空气管道(7)连接。
9.根据权利要求7所述的管道行走清污机器人，其特征在于：所述高压空气管道(7)连接到活塞泵(10)上。
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