CN109490002B - 一种管道机器人实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道机器人实验装置，包括水平放置的实验管道，实验管道的两端封闭，实验管道上连通有第一进水管和排水管，进水管和排水管上均设置有阀门，所述实验管道的直径为40—200cm，实验管道上部开设有用于放、取管道机器人的缺口；所述实验管道中设置有障碍物。可以需要可以选择不同尺寸的管道进行试验，试验管道中填充一些淤泥、沙子碎石子等来模拟市政管道中的环境，试验管道中注有水，通过第一进水管和排水管调节水位，以满足不同的环境。进行实验时，通过实验管道上的缺口放、取管道机器人。该实验装置可以模拟出真实市政管道，通过该实验装置对管道机器人进行试验，便捷、操作方便、效率高、成本低。

Description

一种管道机器人实验装置

技术领域

本发明涉及一种管道机器人实验装置。

背景技术

市政管道环境非常恶劣，长期使用后容易发生腐蚀、疲劳破坏或者使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等，特别是水类管道，还容易堵塞等事故。因此管道的管内探测、清淤是一项十分重要的实用工程，目前管内探测、清污大多还采用人工进行操作，受管道尺寸、环境恶劣等因素限制，导致工作强度大、工作效率低，基于该问题，目前出现了管道机器人，比如：滚轮式、螺旋滚筒式等。在管道机器人研发过程中，需要对产品进行不断的试验、改进，以保证产品的适用性和稳定性，最好的试验平台就是真实的市政管道，但是由于市政管道一般距离研发地点较远，且打开市政管道需要专业操作人员，同时会对交通造成影响，耗时长、需要较多的人工资源、成本高，因为不可能经常采用真实的市政管道进行试验，因此需要设计出模拟真实市政管道的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道机器人实验装置，解决现有技术中在管道机器人研发过程中，采用真实的市政管道进行对管道机器人进行试验，耗时长、需要较多的人工资源、成本高的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种管道机器人实验装置，包括水平放置的实验管道，实验管道的两端封闭，实验管道上连通有第一进水管和排水管，第一进水管和排水管上均设置有阀门，所述实验管道的直径为40—200cm，实验管道上部开设有用于放、取管道机器人的缺口；所述实验管道中设置有障碍物。

可以需要可以选择不同尺寸的管道进行试验，实验管道中填充一些淤泥、沙子碎石子等来模拟市政管道中的环境，实验管道中注有水，通过第一进水管和排水管调节水位，以满足不同的环境。进行实验时，通过实验管道上的缺口放、取管道机器人。该实验装置可以模拟出真实市政管道，通过该实验装置对管道机器人进行试验，便捷、操作方便、效率高、成本低。

进一步改进，所述实验管道被水平面分割为上、下两部分，方便布置障碍物、检修实验管道等，便于搬运、安装。其中上半部端面圆弧对应的圆心角小于等于180度，保证下半部的容积较大，便于调节不同水位，满足更多不同水位的试验环境。

进一步改进，所述实验管道上半部的长度小于下半部，即实验管道的两端未被分割，两端相当于限位块，在长度方向对上半部进行限位，防止上半部错位或滑落。所述上半部沿其长度方向分为多段，便于搬运和拆装。

进一步改进，所述实验管道上半部、下半部分割剖面的边缘向外延伸成为定位平台，所述实验管道上半部的定位平台底面、下半部的定位平台上表面均为水平面，所述定位平台上设置有用于连接实验管道上半部、下半部的限位件。实验过程中，需要将上半部盖合在下半部上，模拟实验管道中的黑暗环境，因为实验管道的壁厚不会太厚，所以盖合后，上半部、下半部的接触面积较小，导致下半部因为意外晃动等造成窜动、滑落等，影响试验过程，所以在实验管道上半部、下半部分割剖面的边缘设置定位平台，增加接触面积，防止上半部滑落；另外通过设置限位件将上半部、下半部连接在一起，更好的起到防止上半部窜动、滑落的效果。

进一步改进，所述限位件为螺栓，实验管道上半部、下半部定位平台上对应位置开设有通孔，螺栓插入通孔中。螺栓连接，方便拆装，且强度高。

进一步改进，还包括支架，所述支架上固定设置有水箱和水泵，水箱的底部通过第二进水管与实验管道连通，第二进水管上设置有阀门，水箱上部通过第一连通管与水泵的出水口连通，水泵的进水口通过第二连通管与实验管道连通；通过设置第二进水管、第一连通管、水泵和第二连通管形成循环通路。当需要降低实验管道中的水位时，关闭第一进水管、第二进水管上的阀门，启动水泵，将实验管道中的水通过第一连通管、第二连通管送入水箱中储存起来，直至到达设定水位，然后停止水泵；当需要升高实验管道中的水位时，关闭第一连通管、第二连通管上的阀门，打开第二进水管上的阀门，由于水箱该与实验管道，则水箱中的水自动流入实验管道中，直至到达设定水位，然后关闭第二进水管上的阀门；则实验管道中的水可以反复使用，节约水资源、环保，且成本低。

进一步改进，所述实验管道下半部中设置有造波装置，造波装置包括控制器、舵机和尾板，控制器设置在实验管道外，舵机密封固定设置在实验管道中，舵机上与其输出轴相背对的一侧固定设置有固定轴，且固定轴于电机输出轴同轴设置，尾板与舵机输出轴固定连接、与固定轴转动连接；舵机与控制器之间电连接。在进行实验时，控制器启动舵机，带动尾板上、下转动，拍打水面，产生波浪，使实验管道中水处于动态，更真实的模拟市政管道中的环境。

进一步改进，所述尾板包括多个依次铰接的平板。当舵机驱动尾板上下转动，多个铰接的平板呈波浪状起伏，能更好的产生波浪，且拍打水面的噪声会降低。

进一步改进，所述实验管道为玻璃钢材质，强度高，不易损坏，使用寿命长。

进一步改进，所述实验管道底部设置有底座，管道上半部、下半部的外壁上设置有加强肋板。由于实验管道的长度加长，注水后管壁受到的张力较大，通过增加加强肋板提高整体强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该实验装置可以模拟出真实市政管道，通过该实验装置对管道机器人进行试验，便捷、操作方便、效率高、成本低。

2、通过将实验管道被水平面分割为上、下两部分，方便布置障碍物、检修实验管道等，便于搬运、安装。其中上半部端面圆弧对应的圆心角小于等于180度，保证下半部的容积较大，便于调节不同水位，满足更多不同水位的试验环境。

3、通过设置定位平台，增加接触面积，防止上半部滑落；另外通过设置限位件将上半部、下半部连接在一起，更好的起到防止上半部窜动、滑落的效果。

4、通过设置造波装置，控制器启动舵机，带动尾板上、下转动，拍打水面，产生波浪，使实验管道中水处于动态，更真实的模拟市政管道中的环境。

附图说明

图1为本发明管道机器人实验装置的结构示意图。

图2为造波装置的结构图示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示，一种管道机器人实验装置，包括水平放置的实验管道1，实验管道1的两端封闭，实验管道上连通有第一进水管2和排水管3，第一进水管2和排水管3上均设置有阀门，所述实验管道1的直径为60cm，长度为6m，实验管道上部开设有用于放、取管道机器人的缺口；所述实验管道中设置有障碍物。

在其他实施例中，可以根据实验场地空间、以及实验要求，确定实验管道的直径和长度。

可以需要可以选择不同尺寸的管道进行试验，实验管道1中填充一些淤泥、沙子碎石子等来模拟市政管道中的环境，实验管道中注有水，通过第一进水管和排水管调节水位，以满足不同的环境。进行实验时，通过实验管道上的缺口放、取管道机器人。该实验装置可以模拟出真实市政管道，通过该实验装置对管道机器人进行试验，便捷、操作方便、效率高、成本低。

在本实施例中，所述实验管道被水平面分割为上、下两部分，方便布置障碍物、检修实验管道等，便于搬运、安装。其中上半部端面圆弧对应的圆心角为180度，保证下半部的容积较大，便于调节不同水位，满足更多不同水位的试验环境。

在其他实施例中，实验管道上不用专门部开设有用于放、取管道机器人的缺口，可以通过打开上半部来放、取管道机器人，所以上半部端面圆弧对应的圆心角不能太小，如果太小，则无法放、取管道机器人。

在本实施例中，所述实验管道上半部的长度小于下半部，即实验管道的两端未被分割，两端相当于限位块，在长度方向对上半部进行限位，防止上半部错位或滑落。所述上半部沿其长度方向均分为三段，便于搬运和拆装。

在本实施例中，所述实验管道上半部14、下半部分割剖面的边缘向外延伸成为定位平台15，所述实验管道上半部14的定位平台底面、下半部的定位平台上表面均为水平面，所述定位平台上设置有用于连接实验管道上半部、下半部的限位件。实验过程中，需要将上半部盖合在下半部上，模拟实验管道中的黑暗环境，因为实验管道的壁厚不会太厚，所以盖合后，上半部、下半部的接触面积较小，导致下半部因为意外晃动等造成窜动、滑落等，影响试验过程，所以在实验管道上半部、下半部分割剖面的边缘设置定位平台，增加接触面积，防止上半部滑落；另外通过设置限位件将上半部、下半部连接在一起，更好的起到防止上半部窜动、滑落的效果。

在本实施例中，所述限位件为螺栓，实验管道上半部、下半部定位平台上对应位置开设有通孔，螺栓插入通孔中。螺栓连接，方便拆装，且强度高。

在本实施例中，还包括支架5，所述支架上固定设置有水箱6和水泵7，水箱6的底部通过第二进水管10与实验管道1连通，第二进水管10上设置有阀门，水箱6上部通过第一连通管8与水泵7的出水口连通，水泵7的进水口通过第二连通管9与实验管道1连通；通过设置第二进水管、第一连通管、水泵和第二连通管形成循环通路。当需要降低实验管道中的水位时，关闭第一进水管、第二进水管上的阀门，启动水泵，将实验管道中的水通过第一连通管、第二连通管送入水箱中储存起来，直至到达设定水位，然后停止水泵；当需要升高实验管道中的水位时，关闭第一连通管、第二连通管上的阀门，打开第二进水管上的阀门，由于水箱该与实验管道，则水箱中的水自动流入实验管道中，直至到达设定水位，然后关闭第二进水管上的阀门；则实验管道中的水可以反复使用，节约水资源、环保，且成本低。在本实施例中，通过第三连通管将第二连通管与排水管连通，第三连通管上设置有阀门。

在其他实施例中，水箱的高度可以低于实验管道，水泵安装在第二进水管上。

在本实施例中，所述实验管道下半部中设置有造波装置，造波装置包括控制器11、舵机12和尾板13，控制器设置在实验管道外，舵机密封固定设置在实验管道中，舵机上与其输出轴相背对的一侧固定设置有固定轴，且固定轴与电机输出轴同轴设置，尾板与舵机输出轴固定连接、与固定轴转动连接；舵机与控制器之间电连接。在进行实验时，控制器启动舵机，带动尾板上、下转动，拍打水面，产生波浪，使实验管道中水处于动态，更真实的模拟市政管道中的环境。

在本实施例中，所述尾板13包括三个依次铰接的平板。相邻铰接的平板相当于合页的结构，当舵机驱动尾板上下转动，多个铰接的平板呈波浪状起伏，能更好的产生波浪，且拍打水面的噪声会降低。在其他实施例中，尾板可以为其他形状。

在本实施例中，所述实验管道1为玻璃钢材质，强度高，不易损坏，使用寿命长。

在其他实施例中，实验管道1可以为树脂、不锈钢等高强度材质。

在本实施例中，所述实验管道底部设置有底座，管道上半部、下半部的外壁上设置有加强肋板4。由于实验管道的长度加长，注水后管壁受到的张力较大，通过增加加强肋板提高整体强度。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种管道机器人实验装置，其特征在于，包括水平放置的实验管道，实验管道的两端封闭，实验管道上连通有第一进水管和排水管，第一进水管和排水管上均设置有阀门，所述实验管道的直径为40—200cm，实验管道上部开设有用于放、取管道机器人的缺口；所述实验管道中设置有障碍物；

所述实验管道被水平面分割为上、下两部分，其中上半部端面圆弧对应的圆心角小于等于180度；

实验管道下半部中设置有造波装置，造波装置包括控制器、舵机和尾板，控制器设置在实验管道外，舵机密封固定设置在实验管道中，舵机上与其输出轴相背对的一侧固定设置有固定轴，且固定轴于电机输出轴同轴设置，尾板与舵机输出轴固定连接、与固定轴转动连接；舵机与控制器之间电连接；

所述实验管道底部设置有底座，管道上半部、下半部的外壁上设置有加强肋板。

2.根据权利要求1所述的管道机器人实验装置，其特征在于，所述实验管道上半部的长度小于下半部，即实验管道的两端未被分割；所述上半部沿其长度方向分为多段。

3.根据权利要求2所述的管道机器人实验装置，其特征在于，所述实验管道上半部、下半部分割剖面的边缘向外延伸成为定位平台，所述实验管道上半部的定位平台底面、下半部的定位平台上表面均为水平面，所述定位平台上设置有用于连接实验管道上半部、下半部的限位件。

4.根据权利要求3所述的管道机器人实验装置，其特征在于，所述限位件为螺栓，实验管道上半部、下半部定位平台上对应位置开设有通孔，螺栓插入通孔中。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的管道机器人实验装置，其特征在于，还包括支架，所述支架上固定设置有水箱和水泵，水箱的底部通过第二进水管与实验管道连通，第二进水管上设置有阀门，水箱上部通过第一连通管与水泵的出水口连通，水泵的进水口通过第二连通管与实验管道连通；通过设置第二进水管、第一连通管、水泵和第二连通管形成循环通路。

6.根据权利要求5所述的管道机器人实验装置，其特征在于，所述尾板包括多个依次铰接的平板。

7.根据权利要求1所述的管道机器人实验装置，其特征在于，所述实验管道为玻璃钢材质。