CN108316460A - 一种节能管道清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于排水管道清洗的节能型管道机器人，利用压力源驱动清洗机器人，并实现清洗用水的回收，控制调节灵活，清洗效果好，节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于排水管道清洗的节能型管道机器人，属于机器人领域。
背景技术
随着城镇化建设的不断推进，以及对生活环境质量需求的持续提升，地下排水管道的建设在近年来得到持续加强，管道公里数不断提高。地下排水管道承担着疏通路面积水，沉淀污物的重任，由于暴雨、落叶、路面积尘的影响，管道处于相对恶劣的工作环境，需要定期清理。然而根据所处位置承担负荷的不同，地下排水管道的结构、尺寸都有不同，现有的清理方式为由人工下到涵井内，利用高压水枪对管道内壁进行冲洗，清洗完毕后采用电动小车携带摄像头逐段对管道进行检查，查看清洗效果。这个过程需要使用大型水罐车携带大量清水，冲洗后的水无法回收，同时需要蓄电池驱动配备携带摄像头的独立电动小车，续航时间短，成本较高。为解决上述问题，本发明提出节能型的管道清洗机器人，可节约水资源和电力，并且工作时间长。
发明内容
本发明提出的节能型管道清洗机器人，包括：可提供高压气体和/或高压水的外部压力源1，与外部压力源1通过电/流体一体管路9连接的机器人本体2，管路9中设有给电磁阀、摄像头等供电和传输信号的电路，以及供应高压气体和/或高压水的压力管路，设置在本体上部的摄像头3，设置在本体前方两侧对称、与本体轴线4成角度设置的两个喷环5，每个喷环中心设有孔11，分别通过球铰接头与固定在本体头部的Y型或T型喷射杆10的其中一个喷出口连接，每个喷环5沿轴线4方向设置有前后2组周向喷嘴，两个喷嘴组各通过1个电磁阀控制其与外部气源的通断，分别实现一组喷嘴向斜前方的周向喷射，以及另一组喷嘴的向斜后方的周向喷射。机器人本体底部沿其轴线两侧各设置有长条形可充气气囊6，本体后部设置有可分离的圆形充气气囊7，可通过气动抓手等公知的装置实现其与本体的分离，通过独立的充气管路从外部压力源对气囊7充气，圆形充气气囊中心设置通道8，供给本体供气和/或水的管路9从通道中穿过。管路9通过分支管路上的电磁阀与圆形充气气囊7连接对其供气，或通过与外部压力源1连接的独立管路对圆形可充气气囊7供气，管路9主管路连接射流泵的高压流体输入口12，射流泵的低压流体输入口13设于本体底部，稍突出于底部平面，使得当气囊6处于充气工作状态时，低压流体输入口位于管道内液面以下，低压流体输入口设有过滤装置。射流泵为常规样式射流泵，射流泵的排出管与喷射杆的喷入口连接，利用外部气源的射流作用将管道底部的积水吸入，并从喷环喷出，实现对管道壁面的冲洗，并且当需要前进时，接通电磁阀使两个喷环5向斜后方的喷嘴组喷射，当需要后退时，接通电磁阀使两个喷环5向斜前方的喷嘴组喷射。喷环5可固定在喷射杆10的其中一个喷出口所在端，这种情况下，位于本体左方的喷环5相对于本体轴线4朝向右前方成角度设置，位于本体右方的喷环5相对于本体轴线4朝向左前方成角度设置，工作时仅使用左方或右方的喷环单独喷射，对管道壁面进行清洗。也可使用电-气驱动器例如电控气缸对喷环5角度进行调节，配合喷嘴组的开闭实现喷射方式的灵活调节，例如使用一个喷环的前部喷嘴组和另一个喷嘴组的后部喷嘴组工作，或者相反。本体内部设置有与摄像头、电磁阀、气缸等连接的控制器，对各执行部件进行控制，并与设在地面上的人机交互界面和控制主机电连接，接收控制指令，并传输管道内相关信号。外部压力源可为具有高压气瓶组、水罐、清洗剂罐，以及通过阀、射流泵等设备将它们连接并控制供应的常规装置，其中高压气瓶组也可替换为燃油空压机。设于地面的人机交互界面、控制主机、高压气瓶组或空压机、水罐、清洗剂管等设备可集成于小型运输设备上，以避免了大型水罐车和蓄电池的使用。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明圆形可充气气囊的示意图；
图3为本发明喷环的示意图。
具体实施方式
本发明的管道清洗机器人包括可提供高压气体和/或高压水的外部压力源1，与外部压力源1通过电/流体一体管路9连接的机器人本体2，管路9中设有给电磁阀、摄像头等供电和传输信号的电路，以及供应高压气体和/或高压水的压力管路；设置在本体上部的摄像头3，设置在本体前方两侧对称、与本体轴线4成角度设置的两个喷环5，每个喷环中心设有孔11，分别通过球铰接头与固定在本体头部的Y型或T型喷射杆10的其中一个喷出口连接，每个喷环5沿轴线4方向设置有前后2组周向喷嘴，两个喷嘴组各通过1个电磁阀控制其与外部气源的通断，分别实现一组喷嘴向斜前方的周向喷射，以及另一组喷嘴的向斜后方的周向喷射。机器人本体底部沿其轴线两侧各设置有长条形可充气气囊6，本体后部设置有可分离的圆形可充气气囊7，圆形充气气囊中心设置通道8，供给本体供气的管路9从通道中穿过。管路9通过分支管路上的电磁阀与圆形充气气囊7连接对其供气，管路9主管路连接射流泵的高压流体输入口12，射流泵的低压流体输入口设于本体底部，稍突出于底部平面，使得当气囊6处于充气工作状态时，低压流体输入口13位于管道内液面以下，低压流体输入口设有过滤装置。射流泵为常规样式射流泵，射流泵的排出管与喷射杆的喷入口连接，利用外部气源的射流作用将管道底部的积水吸入，并从喷环喷出，实现对管道壁面的冲洗
本发明的具体工作方式为：从管道流向下游将机器人送入涵道内，打开电磁阀对后部圆形充气气囊7充气，使其膨胀堵住管道，然后对两侧设置的长条形可充气气囊6充气，根据摄像头实时监测情况，视情通过喷环5向管道内喷入气水混合物，以减轻气囊6与壁面的摩擦力。当管道内积水达到一定深度时，气囊6在浮力作用下与壁面脱离接触，此时仅通过管路9输入高压气体，高压气体的射流作用带动积水进入射流泵的低压流体输入口，最终从喷环输出气水混合物，对管道壁面进行清洗，将壁面上的附着物冲洗下来，喷出的水回流形成积水，可循环使用，节约资源。
优选地，位于本体左方的喷环5相对于本体轴线4朝向右前方成角度设置，位于本体右方的喷环5相对于本体轴线4朝向左前方成角度设置，仅使用左方或右方的喷环单独喷射，对管道壁面进行清洗。
优选地，使用一个喷环的前部喷嘴组和另一个喷环的后部喷嘴组工作。
优选地，接通电磁阀使两个喷环5向斜后方的喷嘴组喷射以前进，接通电磁阀使两个喷环5向斜前方的喷嘴组喷射以后退。
优选地，使用一个喷环的后部喷嘴组和另一个喷环工作。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种节能管道清洗机器人，包括：与外部压力源（1）管路连接的机器人本体（2），设置在本体上部的摄像头（3），设置在本体前方与本体轴线（4）成角度设置的喷环（5），其特征在于：机器人本体底部沿其轴线两侧设置有长条形可充气气囊（6），本体后部设置有可分离的圆形充气气囊（7），圆形充气气囊中心设置通道（8），给本体供气和/或水的管路（9）从通道中穿过，所供应的气和/或水通向射流泵的高压流体输入口（12），射流泵的低压流体输入口（13）设于本体底部，稍突出于底部平面，使得当气囊（6）处于充气工作状态时，低压流体输入口位于待清洗的管道内液面以下，低压流体输入口设有过滤装置，射流泵的排出管与Y形或T形喷射杆（10）的喷入口连接，喷环在本体（2）左右两侧各设有一个，通过Y形或T形喷射杆（10）与本体连接，气和/或水从喷环周向设置的前后部喷嘴组中喷出。
2.如权利要求1所述的节能管道清洗机器人，其特征在于：其工作方式为从管道流向下游将机器人送入涵道内，打开电磁阀对后部圆形充气气囊（7）充气，使其膨胀堵住管道，然后对两侧设置的长条形可充气气囊（6）充气，根据摄像头实时监测情况，视情通过喷环（5）向管道内喷入气水混合物，以减轻气囊（6）与壁面的摩擦力；当管道内积水达到一定深度时，气囊（6）在浮力作用下与壁面脱离接触，此时仅通过管路（9）输入高压气体，高压气体的射流作用带动积水进入射流泵的低压流体输入口，从喷环输出气水混合物，对管道壁面进行清洗，将壁面上的附着物冲洗下来，喷出的水回流形成积水循环使用。
3.如权利要求2所述的节能管道清洗机器人，其特征在于：位于本体左方的喷环（5）相对于本体轴线（4）朝向右前方成角度设置，位于本体右方的喷环（5）相对于本体轴线（4）朝向左前方成角度设置，仅使用左方或右方的喷环单独喷射，对管道壁面进行清洗。
4.如权利要求2所述的节能管道清洗机器人，其特征在于：使用一个喷环的前部喷嘴组和另一个喷环的后部喷嘴组工作。
5.如权利要求2所述的节能管道清洗机器人，其特征在于：使用一个喷环的后部喷嘴组和另一个喷环工作。
6.如权利要求1所述的节能管道清洗机器人，其特征在于：接通电磁阀使两个喷环（5）向斜后方的喷嘴组喷射以前进，接通电磁阀使两个喷环（5）向斜前方的喷嘴组喷射以后退。
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