CN109174851A - 一种可转弯管道清理机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可转弯管道清理机器人，包括转接装置、行走装置、清理装置、探测装置，两个行走装置分别与转接装置的两端连接，清理装置和探测装置分别固定安装在两个行走装置的端部；本发明通过弹簧连杆机构可以适应不同管径的管道，通过行走装置实现机器人在管道内的爬行，通过探测装置查看管道内部环境，通过清理装置将管道内的杂物清理干净，通过连接件和软体弹性连杆实现机器人在管道内的转弯，增强了机器人的灵活性，增加了机器人的适用范围。

Description

一种可转弯管道清理机器人
技术领域
本发明涉及管道清理设备技术领域，特别涉及一种可转弯管道清理机器人。
背景技术
目前在工农业生产及日常生活中，管道作为一种重要的物料输送手段，其应用范围日益广泛，数量也不断增多。管道在使用过程中，由于各种因素的影响，会形成各种各样的管道堵塞与管道故障和损伤。如果不及时对管道检测及清洗就可能会产生事故，形成不必要的损失和浪费。然而，管道所处的环境往往是人们不易直接达到或不允许人们直接进入的，检修及清洗难度很大，一般的管道清理设备只能沿直线行走，不能转弯，如申请号为201611264591.9公布了一种《管道清理器》，包括本体、支撑轮总成、清洁刷总成和橡胶皮碗，整体为一个刚性结构，不能实现在管道内转弯功能，对于复杂弯曲的管道系统无法进行正常的清理工作，因此需要一种新型的管道清理设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可转弯管道清理机器人，通过弹簧连杆机构可以适应不同管径的管道，通过行走装置实现机器人在管道内的爬行，通过探测装置查看管道内部环境，通过清理装置将管道内的杂物清理干净，通过连接件和软体弹性连杆实现机器人在管道内的转弯，增强了机器人的灵活性，增加了机器人的适用范围。
本发明所使用的技术方案是：一种可转弯管道清理机器人，包括转接装置、第一连接件、行走装置、清理装置、软体弹性连杆、第二连接件、探测装置，所述的第一连接件一端与转接装置转动安装，另一端与其中一个行走装置固定安装，软体弹性连杆一端与转接装置固定安装，另一端与第二连接件的一端转动安装，第二连接件的另一端与另一个行走装置固定安装，清理装置和探测装置分别固定安装在两个行走装置的端部。
所述的转接装置包括套筒、第一滑动轴套、第一弹簧、第一连杆、第二滑动轴套、第二连杆、导轮、第三连杆，所述的第一弹簧套在套筒中间的粗光轴上，第一滑动轴套与套筒中间的粗光轴滑动安装，第二滑动轴套与套筒外侧的细光轴滑动安装，第一连杆一端与第一滑动轴套转动安装，另一端与第二连杆转动安装，第二连杆一端与第二滑动轴套转动安装，另一端与导轮转动安装，第三连杆的两端分别与两根第二连杆的顶部转动安装。
所述的行走装置包括支撑架、第三滑动轴套、第二弹簧、第四连杆、继电器、吸铁套筒、轮架、第一转轴、齿轮、行走轮、第三弹簧、推杆、小齿板，所述的第二弹簧套在支撑架中间的光轴上，第三滑动轴套与支撑架中间的光轴滑动安装，继电器底部与支撑架圆盘上的铰链转动安装，顶部与轮架固定安装，第四连杆一端与第三滑动轴套转动安装，另一端与轮架转动安装，第一转轴两端轮架转动安装，行走轮固定安装在第一转轴上，两个齿轮固定安装在第一转轴上并分别置于行走轮的两侧，吸铁套筒固定安装在轮架的底部内侧，第三弹簧穿过吸铁套筒一端与继电器固定，另一端与推杆固定，两个小齿板分别固定安装在推杆的两侧。
所述的清理装置包括减速机、第二转轴、三相套筒、第四弹簧、硬刷支杆、硬刷，所述的第二转轴插入到减速机的空心轴中，三相套筒与第二转轴固定安装，硬刷支杆与三相套筒滑动安装，第四弹簧套在硬刷支杆上，其底部与三相套筒接触，硬刷固定安装在硬刷支杆的上方。
进一步的，所述的探测装置包括第一支座、第三电机 、第二支座、第三支座、第四电机、第四支座、摄像头支架、摄像头，所述的第三电机 固定安装在第一支座上，第二支座与第三电机 的伸出轴固定安装，第三支座固定在第二支座上，第四电机固定安装在第三支座上，第四支座与第四电机的伸出轴固定安装，与第二支座转动安装，摄像头支架固定安装在第四支座上，摄像头固定在摄像头支架上。
本发明有益效果：（1）本发明采用的弹簧连杆和弹簧活塞杆结构均可以使机器人在工作时调整工作直径以适应不同管径的管道，大大增加了适用范围；（2）本发明可以在遇到弯曲复杂的管道系统时，可以在管道内实现自由的转弯，提高了其运动的灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的转接装置结构示意图。
图3为本发明的行走装置结构示意图。
图4为本发明的行走装置的动力输出部分结构示意图。
图5为本发明的清理装置结构示意图。
图6为本发明的探测装置结构示意图。
附图标号：1-转接装置；2-第一连接件；3-行走装置；4-清理装置；5-软体弹性连杆；6-第二连接件；7-探测装置；101-套筒；102-第一滑动轴套；103-第一弹簧；104-第一连杆；105-第二滑动轴套；106-第二连杆；107-导轮；108-第三连杆；301-支撑架；302-第三滑动轴套；303-第二弹簧；304-第四连杆；305-继电器；306-吸铁套筒；307-轮架；308-第一转轴；309-齿轮；310-行走轮；311-第三弹簧；312-推杆；313-小齿板；401-减速机；402-第二转轴；403-三相套筒；404-第四弹簧；405-硬刷支杆；406-硬刷；701-第一支座；702-第三电机；703-第二支座；704-第三支座；705-第四电机；706-第四支座；707-摄像头支架；708-摄像头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的一种可转弯管道清理机器人，包括转接装置1、第一连接件2、行走装置3、清理装置4、软体弹性连杆5、第二连接件6、探测装置7，第一连接件2一端与转接装置1转动安装，另一端与其中一个行走装置3固定安装，软体弹性连杆5一端与转接装置1固定安装，另一端与第二连接件6的一端转动安装，第二连接件6的另一端与另一个行走装置3固定安装，清理装置4和探测装置7分别固定安装在两个行走装置3的端部。
转接装置1包括套筒101、第一滑动轴套102、第一弹簧103、第一连杆104、第二滑动轴套105、第二连杆106、导轮107、第三连杆108，第一弹簧103套在套筒101中间的粗光轴上，第一滑动轴套102与套筒101中间的粗光轴滑动安装，第二滑动轴套105与套筒101外侧的细光轴滑动安装，第一连杆104一端与第一滑动轴套102转动安装，另一端与第二连杆106转动安装，第二连杆106一端与第二滑动轴套105转动安装，另一端与导轮107转动安装，第三连杆108的两端分别与两根第二连杆106的顶部转动安装。
行走装置3包括支撑架301、第三滑动轴套302、第二弹簧303、第四连杆304、继电器305、吸铁套筒306、轮架307、第一转轴308、齿轮309、行走轮310、第三弹簧311、推杆312、小齿板313，第二弹簧303套在支撑架301中间的光轴上，第三滑动轴套302与支撑架301中间的光轴滑动安装，继电器305底部与支撑架301圆盘上的铰链转动安装，顶部与轮架307固定安装，第四连杆304一端与第三滑动轴套302转动安装，另一端与轮架307转动安装，第一转轴308两端轮架307转动安装，行走轮310固定安装在第一转轴308上，两个齿轮309固定安装在第一转轴308上并分别置于行走轮310的两侧，吸铁套筒306固定安装在轮架307的底部内侧，第三弹簧311穿过吸铁套筒306一端与继电器305固定，另一端与推杆312固定，两个小齿板313分别固定安装在推杆312的两侧。
清理装置4包括减速机401、第二转轴402、三相套筒403、第四弹簧404、硬刷支杆405、硬刷406，第二转轴402插入到减速机401的空心轴中，三相套筒403与第二转轴402固定安装，硬刷支杆405与三相套筒403滑动安装，第四弹簧404套在硬刷支杆405上，其底部与三相套筒403接触，硬刷406固定安装在硬刷支杆405的上方。
探测装置7包括第一支座701、第三电机 702、第二支座703、第三支座704、第四电机705、第四支座706、摄像头支架707、摄像头708，第三电机 702固定安装在第一支座701上，第二支座703与第三电机 702的伸出轴固定安装，第三支座704固定在第二支座703上，第四电机705固定安装在第三支座704上，第四支座706与第四电机705的伸出轴固定安装，与第二支座703转动安装，摄像头支架707固定安装在第四支座706上，摄像头708固定在摄像头支架707上。
本发明的工作原理：当机器人进入管道时，由于管道内壁会给导轮107和行走轮310向内的压力使其向斜下方运动，通过第一连杆104和第二连杆106带动第一滑动轴套102横向移动，通过第四连杆304带动第三滑动轴套302横向移动，由于第一弹簧103对第一滑动轴套102弹力的作用通过第一连杆104和第二连杆106使得导轮107撑住管道内壁，由于第二弹簧303第三滑动轴套302弹力的作用通过第四连杆304使得行走轮310撑住管道内壁，从而使得机器人的转接装置1和行走装置3可以适应不同管径的管道，同样的，管道内壁也会给硬刷406一个向内的压力使得硬刷支杆405向三相套筒403内部移动，由于第四弹簧404对硬刷支杆405弹力的作用使得硬刷406撑住管道内壁，从而使得机器人的清理装置4可以适应不同管径的管道，由于继电器305不断的通断电使得推杆312不断的被吸住和松开，通过第三弹簧311的作用使得推杆312不断的伸出和收缩，推杆312不断的运动带动小齿板313不断的推动齿轮309转动从而带动第一转轴308转动，第一转轴308转动带动行走轮310转动从而实现了机器人的行进功能，第三电机 702工作可以使得摄像头708在圆周平面方向内转动，第四电机705可以使得摄像头708上下摆动，以此可以多方位的探测管道内的环境，减速机401带动第二转轴402转动从而带动三相套筒403转动，三相套筒403转动通过硬刷支杆405带动硬刷406转动从而将管道内的杂物清理干净，当遇到弯曲管道时通过第一连接件2、软体弹性连杆5和第二连接件6可以实现机器人的自由转弯。

Claims (2)

1.一种可转弯管道清理机器人，包括转接装置（1）、第一连接件（2）、行走装置（3）、清理装置（4）、软体弹性连杆（5）、第二连接件（6）、探测装置（7），其特征在于：所述的第一连接件（2）一端与转接装置（1）转动安装，另一端与其中一个行走装置（3）固定安装，软体弹性连杆（5）一端与转接装置（1）固定安装，另一端与第二连接件（6）的一端转动安装，第二连接件（6）的另一端与另一个行走装置（3）固定安装，清理装置（4）和探测装置（7）分别固定安装在两个行走装置（3）的端部；
所述的转接装置（1）包括套筒（101）、第一滑动轴套（102）、第一弹簧（103）、第一连杆（104）、第二滑动轴套（105）、第二连杆（106）、导轮（107）、第三连杆（108），所述的第一弹簧（103）套在套筒（101）中间的粗光轴上，第一滑动轴套（102）与套筒（101）中间的粗光轴滑动安装，第二滑动轴套（105）与套筒（101）外侧的细光轴滑动安装，第一连杆（104）一端与第一滑动轴套（102）转动安装，另一端与第二连杆（106）转动安装，第二连杆（106）一端与第二滑动轴套（105）转动安装，另一端与导轮（107）转动安装，第三连杆（108）的两端分别与两根第二连杆（106）的顶部转动安装；
所述的行走装置（3）包括支撑架（301）、第三滑动轴套（302）、第二弹簧（303）、第四连杆（304）、继电器（305）、吸铁套筒（306）、轮架（307）、第一转轴（308）、齿轮（309）、行走轮（310）、第三弹簧（311）、推杆（312）、小齿板（313），所述的第二弹簧（303）套在支撑架（301）中间的光轴上，第三滑动轴套（302）与支撑架（301）中间的光轴滑动安装，继电器（305）底部与支撑架（301）圆盘上的铰链转动安装，顶部与轮架（307）固定安装，第四连杆（304）一端与第三滑动轴套（302）转动安装，另一端与轮架（307）转动安装，第一转轴（308）两端轮架（307）转动安装，行走轮（310）固定安装在第一转轴（308）上，两个齿轮（309）固定安装在第一转轴（308）上并分别置于行走轮（310）的两侧，吸铁套筒（306）固定安装在轮架（307）的底部内侧，第三弹簧（311）穿过吸铁套筒（306）一端与继电器（305）固定，另一端与推杆（312）固定，两个小齿板（313）分别固定安装在推杆（312）的两侧；
所述的清理装置（4）包括减速机（401）、第二转轴（402）、三相套筒（403）、第四弹簧（404）、硬刷支杆（405）、硬刷（406），所述的第二转轴（402）插入到减速机（401）的空心轴中，三相套筒（403）与第二转轴（402）固定安装，硬刷支杆（405）与三相套筒（403）滑动安装，第四弹簧（404）套在硬刷支杆（405）上，其底部与三相套筒（403）接触，硬刷（406）固定安装在硬刷支杆（405）的上方。
2.如权利要求1所述的一种可转弯管道清理机器人，其特征在于：所述的探测装置（7）包括第一支座（701）、第三电机 （702）、第二支座（703）、第三支座（704）、第四电机（705）、第四支座（706）、摄像头支架（707）、摄像头（708），所述的第三电机 （702）固定安装在第一支座（701）上，第二支座（703）与第三电机 （702）的伸出轴固定安装，第三支座（704）固定在第二支座（703）上，第四电机（705）固定安装在第三支座（704）上，第四支座（706）与第四电机（705）的伸出轴固定安装，与第二支座（703）转动安装，摄像头支架（707）固定安装在第四支座（706）上，摄像头（708）固定在摄像头支架（707）上。
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