CN108772389A - 一种管道清理机器人 - Google Patents

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梅瑞麟
晏涛
汪青
王中任
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    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
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Abstract

本发明公开了一种管道清理机器人，包括机架、清理装置和运动机构；清理装置包括：连杆滑台、连杆、保持架和清理器，所述连杆滑台通过驱动连杆滑台旋转的第一电机连接于机架上；所述连杆一端铰接于保持架上，另一端连接所述清理器；所述连杆滑台上还连接有第二电机，第二电机驱动保持架带动连杆于连杆滑台中运动以调节清理器的清理半径；运动机构包括：行进装置、摇杆、连接杆、滑动连接件和驱动组件，摇杆的两端分别铰接于行进装置和机架上，连接杆的两端分别铰接于行进装置和滑动连接件上，驱动组件通过滑动连接件驱动连接杆以使行进装置紧贴管道内壁行进。本发明具有清理半径可调节，自动化程度高、成本低，安全便利的特点。

Description

一种管道清理机器人
技术领域
本发明涉及一种清理机器人，尤其涉及一种管道清理机器人。
背景技术
管道运输在现代工业生产和物资运输中举足轻重，例如西气东输、南水北调等大型工程。伴随着中国经济的腾飞，我国的管道运输行业也在飞速发展，同时也带来了巨大的管道清理市场需求。输油管内壁的管内垢层主要以油蜡，沥青胶质为主，垢层较软，但垢层厚度累积迅速。输气管内壁垢层主要以水合物，冰堵，铁的氧化物为主，长期不清理会腐蚀管壁，造成严重的安全隐患。 目前，常见的工业运输管道清理方法主要有清管器法、化学试剂法，但普遍有着易卡堵、成本高、工期长、效率低的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种管道清理机器人，解决现有技术中管道清理存在易卡堵、成本高、工期长、效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种管道清理机器人，包括机架、设于机架前端的清理装置和连接于机架外侧的运动机构；
所述清理装置包括：连杆滑台、连杆、保持架和清理器，所述连杆滑台通过驱动连杆滑台旋转的第一电机连接于机架上；所述连杆一端铰接于保持架上，另一端连接所述清理器；所述连杆滑台上还连接有第二电机，第二电机驱动保持架带动连杆于连杆滑台中运动以调节清理器的清理半径；
所述运动机构包括：行进装置、摇杆、连接杆、滑动连接件和驱动组件，所述摇杆的两端分别铰接于行进装置和机架上，所述连接杆的两端分别铰接于行进装置和滑动连接件上，所述驱动组件通过滑动连接件驱动连接杆以使行进装置紧贴管道内壁行进。
所述机架上还设有视觉装置以及PLC控制器，所述视觉装置通过机械臂连接于机架上，视觉装置实时观测管道内情况并传送至PLC控制器，PLC控制器管道内情况对运动机构进行运动控制。
所述运动机构设有多个，多个运动机构呈环形均匀分布于机架外侧。
所述机架的后端与运动机构相对应的设有平衡装置，所述平衡装置包括：设于机架上的固定座、一端与固定座铰接的平衡支架和与平衡支架滑动连接的第二液压杆。
所述清洁器包括卸料槽和设于卸料槽槽口处的清理用筋条。
所述清理器设有多个，多个清理器呈环形均匀分布于保持架周围。
所述驱动组件包括：液压缸、为液压缸提供液压能的液压泵，所述液压缸的液压杆与滑动连接件传动连接。
所述行进装置采用履带式行走装置。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：可取代人工清理管道，改善管道清理工人的工作环境、降低工人的劳动强度、降低清理成本、降低管道安全隐患、提高管道的清理效率，以及避免使用化学药品清理导致的高成本、高污染和使用清管器清理造成的易卡堵、工期长；
清理器清理半径可调节、运动机构与机架之前的间隙可调节，能够适用于不同直径大小管道的清理；
设置了平衡装置，具有良好的平衡性能和清理效果；
设置了视觉装置，能够应对管道内各种突发状况，避免卡堵；
本发明适用于长距离输油管、输气管道的清理且集成了智能化视觉设备，操作性强，效率较高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的另一结构示意图；
图3是本发明清理装置的结构示意图；
图中：1、机架；
201、连杆滑台；202、连杆；203、清理器；203a、卸料槽；203b、筋条；204、第一电机；205、第二电机；206、保持架；
3、运动机构；301、行进装置；301a、履带；301b、行进轮；301c、驱动轴；301d、第三电机；302、摇杆；303、连接杆；304、滑动连接件；305、液压缸；306、液压泵；
4、平衡装置；401、固定座；402、平衡支架；403、第二液压杆；
501、视觉装置；502、机械臂；
6、PLC控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2所示，一种管道清理机器人，包括机架1、设于机架1外围的运动机构3、连接于机架1前端的清理装置和连接于机架1后端的平衡装置4。
机架1采用圆柱形金属框架结构。运动机构3设置有多个，呈环形均匀分布于机架1外侧。运动机构3具体包括：行进装置301、摇杆302、连接杆303、滑动连接件304和驱动滑动连接件304前后运动的驱动组件。摇杆302的两端分别与机架1、行进装置301铰接，连接杆303的两端分别与滑动连接件304、行进装置301铰接。驱动组件包括设于机架1外侧的液压缸305和设置于机架1内部的为液压缸305提供液压能的液压泵306，液压缸305的液压杆与滑动连接件304传动连接。液压缸305通过滑动连接件304驱动连接杆303以调节行进装置301与机架1间的距离，以使行进装置301能够始终紧贴管道内壁行进。
行进装置301采用履带式行走装置，包括：多个行进轮301b、用于驱动行进轮301b旋转的驱动轴301c、用于驱动所述驱动轴301c的第三电机301d和环绕行进轮301b设置的履带301a，第三电机301d通过齿轮组驱动多个驱动轴301c同步转动。
清理装置包括：连杆滑台201、连杆202、清理器203、第一电机204、第二电机205和保持架206，第一电机204设于机架1内，通过主传动轴驱动连杆滑台201旋转。连杆202的一端铰接于保持架206上，另一端连接清理器203，保持架201上还连接有第二电机205，第二电机205驱动保持架206带动连杆202于连杆滑台201中运动以调节清理器203的清理半径。清理器203也设有多个，呈环形均匀分布于连杆滑台201周围。清理器203包括卸料槽203a和设于卸料槽203a槽口处的清理用筋条203b。
平衡装置4与运动机构3一一对应设置，包括平衡支架402、固定座401和第二液压杆403，固定座401固定于机架1上，平衡支架402的一端与固定座401铰接，第二液压杆403可沿平衡支架402滑行，实现机器人平衡调节。
为更好的获知管道内实时状态，避免卡堵，机架1上还连接有视觉装置501，视觉装置501通过机械臂502连接于机架1上，机架1内设有PLC控制器6，视觉装置501实时观测管道内情况并传送至PLC控制器6，PLC控制器6对管道内情况进行分析，根据分析结果对运动机构3发出指令进行运动控制。视觉装置501优选摄像机。
本发明提供的管道机器人具有清理半径可调节，自动化程度高、成本低，安全便利的特点，能够承担对长距离输油管、输气管道的清理，且集成了智能化视觉设备，操作性强，效率较高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种管道清理机器人，其特征在于，包括机架、设于机架前端的清理装置和连接于机架外侧的运动机构；
所述清理装置包括：连杆滑台、连杆、保持架和清理器，所述连杆滑台通过驱动连杆滑台旋转的第一电机连接于机架上；所述连杆一端铰接于保持架上，另一端连接所述清理器；所述连杆滑台上还连接有第二电机，第二电机驱动保持架带动连杆于连杆滑台中运动以调节清理器的清理半径；
所述运动机构包括：行进装置、摇杆、连接杆、滑动连接件和驱动组件，所述摇杆的两端分别铰接于行进装置和机架上，所述连接杆的两端分别铰接于行进装置和滑动连接件上，所述驱动组件通过滑动连接件驱动连接杆以使行进装置紧贴管道内壁行进。
2.根据权利要求1所述的管道清理机器人，其特征在于，所述机架上还设有视觉装置以及PLC控制器，所述视觉装置通过机械臂连接于机架上，视觉装置实时观测管道内情况并传送至PLC控制器，PLC控制器管道内情况对运动机构进行运动控制。
3.根据权利要求1所述的管道清理机器人，其特征在于，所述运动机构设有多个，多个运动机构呈环形均匀分布于机架外侧。
4.根据权利要求1或3所述的管道清理机器人，其特征在于，所述机架的后端与运动机构相对应的设有平衡装置，所述平衡装置包括：设于机架上的固定座、一端与固定座铰接的平衡支架和与平衡支架滑动连接的第二液压杆。
5.根据权利要求1所述的管道清理机器人，其特征在于，所述清洁器包括卸料槽和设于卸料槽槽口处的清理用筋条。
6.根据权利要求1或5所述的管道清理机器人，其特征在于，所述清理器设有多个，多个清理器呈环形均匀分布于保持架周围。
7.根据权利要求1所述的管道清理机器人，其特征在于，所述驱动组件包括：液压缸、为液压缸提供液压能的液压泵，所述液压缸的液压杆与滑动连接件传动连接。
8.根据权利要求1所述的管道清理机器人，其特征在于，所述行进装置采用履带式行走装置。
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