CN109731863B - 一种管道检测与疏通机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管道检测与疏通机器人，包括行走机构、疏通机构、喷水机构及除淤机构，行走机构包括支撑架及两个驱动组件，驱动组件包括驱动轮和驱动电机；疏通机构包括安装架、疏通电机、皮带、疏通轴及疏通组件；疏通组件包括钻头及疏通刷，疏通刷包括基体组件及刷体，基体组件包括基体Ⅰ和基体Ⅱ，喷水机构包括高压水泵及水箱，高压水泵的输入端通过连接管与水箱相连通，高压水泵的输出端与输水管道的一端相连通，输水管道的另一端与基体Ⅱ的空腔相连通；除淤机构包括集淤箱、真空泵及吸淤组件，吸淤组件包括吸淤管、轴套及排淤板，该机器人操作简单、清淤成本低、工作效率高和提高人员人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及管道内部检测与疏通技术领域，具体涉及一种管道检测与疏通机器人。
背景技术
管道清淤是指将管道进行疏通，清理管道里面的淤泥等废物，保持长期畅通，以防止城市发生内涝，管道没有定期清淤会造成污水滥流，污染环境，给人们生活带来麻烦。
我国城市排水管道的清淤疏通工作还普遍处于人工作业的落后状态，这种方式对人工的需求量较大，增加了清淤成本，且费时费力，降 低工作效率，并且水利工程管道内的淤泥废物堆积时间较久会产生有毒气体，当施工人员在水利工程管道内长时间工作，会造成身体伤害，如果采用机械设备代替人工作业去疏通排水管道，将大大减小恶劣环境对工人的危害，将有利于提高城市排水管道的排污能力并推动建设环境卫生现代文明城的进程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管道检测与疏通机器人，该机器人操作简单、清淤成本低、工作效率高和提高人员人身安全。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种管道检测与疏通机器人，包括行走机构、疏通机构、喷水机构、检测机构及除淤机构；
所述行走机构包括支撑架及两个驱动组件，所述疏通机构包括安装架、疏通电机、皮带、疏通轴及疏通组件，所述安装架设置在所述支撑架的顶部，所述疏通轴安装在所述安装架上，所述疏通电机设置在所述支撑架的上方，所述疏通电机的电机主轴上套设有主动轮，所述疏通轴的一端设置有从动轮，所述主动轮通过皮带与所述从动轮相连，所述疏通组件设置在所述疏通轴远离所述从动轮的一端；
所述喷水机构包括高压水泵及水箱，所述水箱设置在所述支撑架上方，所述高压水泵的输入端通过连接管与所述水箱相连通，所述高压水泵的输出端与输水管道的一端相连通；
所述检测机构包括气缸、底座及用于检测气体的探头，所述底座设置在所述支撑架上方，所述底座在竖直方向上设置有安全通道，所述安全通道贯穿所述底座的两端，所述气缸安装在所述安全通道的底端，所述探头设置在所述气缸的上方且所述探头安装在所述气缸的输出端；
所述除淤机构包括集淤箱、真空泵及吸淤组件，所述集淤箱安装在所述支撑架的上方，所述真空泵的输入端与所述集淤箱相连，所述真空泵的输出端与所述吸淤组件相连。
进一步的，疏通组件包括钻头及疏通刷，所述钻头、所述疏通刷及所述从动轮从左到右依次设置在所述疏通轴上，所述疏通刷包括基体组件及刷体，所述基体组件呈圆台形，所述基体组件包括基体Ⅰ和基体Ⅱ，所述基体Ⅰ和所述基体Ⅱ均为圆台形，所述基体Ⅰ和所述基体Ⅱ从左到右依次设置，所述基体Ⅰ和所述基体Ⅱ均呈圆台形，所述疏通轴远离所述从动轮的一端沿所述基体组件的中心轴线方向依次穿过所述基体Ⅱ和所述基体Ⅰ后与钻头相连，所述基体Ⅰ通过轴承Ⅰ与所述疏通轴相连且所述基体Ⅰ随所述疏通轴同步转动，所述基体Ⅱ通过轴承Ⅱ与所述疏通轴相连，所述刷体均匀的设置在所述基体Ⅰ的外周面上，所述基体Ⅱ的内部设置有空腔，所述基体Ⅱ的侧壁上设置有若干个与所述空腔相连通的喷头，所述高压水泵的输出端与输水管道的一端相连通。
进一步的，所述基体Ⅰ纵截面的直径均大于所述基体Ⅱ纵截面的直径。
进一步的，所述吸淤组件包括吸淤管、轴套及排淤板，所述轴套安装在所述支撑架上，所述轴套套设在所述吸淤管外部，所述轴套的顶端设置在所述支撑架的上方且所述轴套的顶端套设有锥齿轮Ⅰ，所述疏通轴上套设有与所述锥齿轮Ⅰ相配合的锥齿轮Ⅱ，该锥齿轮Ⅱ设置在所述疏通轴靠近所述从动轮的一端，所述轴套的底端穿过所述支撑架后设置在所述支撑架的下方，所述吸淤管的一端与所述真空泵的输出端相连，所述吸淤管的另一端穿过所述轴套后设置在所述轴套的下方，所述排淤板安装在所述轴套的底部。
进一步的，所述吸淤管远离所述真空泵的一端沿平行于所述轴套中心轴线的方向穿过所述轴套。
进一步的，所述排淤板上设置有通孔，所述排淤板安装在所述轴套上且所述排淤板通过所述通孔与所述轴套相连通，所述吸淤管远离所述真空泵的一端依次穿过所述轴套和所述通孔后设置在所述排淤板的下方。
进一步的，所述排淤板的底部设置有若干个搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌杆和搅拌叶，所述搅拌杆垂直于所述排淤板设置，所述搅拌叶设置在所述搅拌杆的底部。
进一步的，两个所述驱动组件对称的设置在所述支撑架的两侧，所述驱动组件包括驱动轮和驱动电机，所述驱动电机的电机主轴与所述驱动轮相连。
进一步的，所述支撑架的底部设置有辅助轮。
本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：当需要对管道内部进行疏通时，将本发明中的疏通机器人放置在管道内，探头可以测量管道内部是否有有毒气体，这样保障了工作人员的人身安全；通过设置疏通机构，疏通电机通过皮带带动疏通轴进行转动，疏通轴带动钻头和基体Ⅰ进行转动，在疏通过程中，先通过钻头将管道内部进行疏通，然后通过基体Ⅰ对管道内壁进行清淤，基体Ⅱ上的喷头将水箱中的水喷出来，水喷向管道的内壁上，将管道上的污物冲下来，通过设置除淤机构，可以将疏通机构清到管道底部的淤物东西吸入到集淤箱内，在吸淤的过程中，吸淤管将管道的底部堆积的淤通过真空泵吸入到集淤箱内，排淤板的底部设置的搅拌叶，这样可以将管道的底部堆积的淤再次进行搅拌细化，避免大块的淤吸入吸淤管内而堵塞吸淤管，该机器人操作简单、清淤成本低、工作效率高和保障工作人员人身安全等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的行走机构的结构示意图；
图3是本发明的疏通机构的结构示意图；
图4是本发明的基体Ⅱ的剖视结构示意图；
图5是本发明的除淤机构的结构示意图；
图6是本发明的检测机构的结构示意图；
图中标记：1、支撑架，101、辅助轮，2、驱动电机，3、驱动轮，4、安装架，5、疏通电机，6、皮带，7、水箱，701、连接管，702、高压水泵，703、输水管道，8、疏通轴，801、锥齿轮Ⅱ，802、基体Ⅱ，8021、空腔，8022、喷头，803、基体Ⅰ，8031、刷体，9、钻头，10、集淤箱，11、真空泵，12、吸淤管，13、轴套，1301、锥齿轮Ⅰ，14、排淤板，1401、搅拌杆，1402、搅拌叶，15、底座，1501、安全通道，16、气缸，17、探头。
具体实施方式
结合附图对本发明实施例加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
根据附图可知，一种管道检测与疏通机器人，包括行走机构、疏通机构、喷水机构、检测机构及除淤机构，所述行走机构包括支撑架1及两个驱动组件，两个所述驱动组件对称的设置在所述支撑架1的两侧，所述驱动组件包括驱动轮3和驱动电机2，所述驱动电机2的电机主轴与所述驱动轮3相连；所述支撑架1的底部设置有辅助轮101，辅助轮101为万向轮；
所述疏通机构包括安装架4、疏通电机5、皮带6、疏通轴8及疏通组件，所述安装架4设置在所述支撑架1的顶部，所述疏通轴8安装在所述安装架4上，所述疏通电机5设置在所述支撑架1的上方，所述疏通电机5的电机主轴上套设有主动轮，所述疏通轴8的一端设置有从动轮，所述主动轮通过皮带6与所述从动轮相连，所述疏通组件设置在所述疏通轴8远离所述从动轮的一端；
疏通组件包括钻头9及疏通刷，所述钻头9、所述疏通刷及所述从动轮从左到右依次设置在所述疏通轴8上，所述疏通刷包括基体组件及刷体8031，所述基体组件呈圆台形，所述基体组件包括基体Ⅰ803和基体Ⅱ802，所述基体Ⅰ803和所述基体Ⅱ802均为圆台形，所述基体Ⅰ803和所述基体Ⅱ802从左到右依次设置，所述基体Ⅰ803和所述基体Ⅱ802均呈圆台形，所述基体Ⅰ803纵截面的直径均大于所述基体Ⅱ802纵截面的直径，所述疏通轴8远离所述从动轮的一端沿所述基体组件的中心轴线方向依次穿过所述基体Ⅱ802和所述基体Ⅰ803后与钻头9相连，所述钻头9可拆卸的安装在疏通轴8上，钻头9可为不同直径的钻头，可根据管道的直径进行选择；
所述基体Ⅰ803通过轴承Ⅰ与所述疏通轴8相连且所述基体Ⅰ803随所述疏通轴8同步转动，所述基体Ⅱ802通过轴承Ⅱ与所述疏通轴8相连，基体Ⅱ802是不随着疏通轴8转动的，所述刷体8031均匀的设置在所述基体Ⅰ803的外周面上，所述基体Ⅱ802的内部设置有空腔8021，所述基体Ⅱ802的侧壁上设置有若干个与所述空腔8021相连通的喷头8022；
所述喷水机构包括高压水泵702及水箱7，所述水箱7设置在所述支撑架1上方，所述高压水泵702的输入端通过连接管701与所述水箱7相连通，所述高压水泵702的输出端与输水管道703的一端相连通，所述输水管道703的另一端与空腔8021相连通；
所述检测机构包括气缸16、底座15及用于检测气体的探头17，所述底座15设置在所述支撑架1上方，所述底座15在竖直方向上设置有安全通道1501，所述安全通道1501贯穿所述底座15的两端，所述气缸16安装在所述安全通道1501的底端，所述探头17设置在所述气缸16的上方且所述探头17安装在所述气缸16的输出端；支撑架1上设置有控制器，探头17与控制器的输入端连接，控制器的输入端还通过无线与遥控器相连，控制器的输出端与气缸16、驱动电机2、疏通电机5、高压水泵702、真空泵11电连接；
所述除淤机构包括集淤箱10、真空泵11及吸淤组件，所述集淤箱10安装在所述支撑架1的上方，所述真空泵11的输入端与所述集淤箱10相连，所述真空泵11的输出端与所述吸淤组件相连，所述吸淤组件包括吸淤管12、轴套13及排淤板14，所述轴套13安装在所述支撑架1上，所述轴套13套设在所述吸淤管12外部，所述轴套13的顶端设置在所述支撑架1的上方且所述轴套13的顶端套设有锥齿轮Ⅰ1301，所述疏通轴8上套设有与所述锥齿轮Ⅰ1301相配合的锥齿轮Ⅱ801，该锥齿轮Ⅱ801设置在所述疏通轴8靠近所述从动轮的一端，所述轴套13的底端穿过所述支撑架1后设置在所述支撑架1的下方，所述吸淤管12的一端与所述真空泵11的输出端相连，所述吸淤管12远离所述真空泵11的一端沿平行于所述轴套13中心轴线的方向穿过所述轴套13，所述吸淤管12的另一端穿过所述轴套13后设置在所述轴套13的下方，所述排淤板14安装在所述轴套13的底部，所述排淤板14上设置有通孔，所述排淤板14安装在所述轴套13上且所述排淤板14通过所述通孔与所述轴套13相连通，所述吸淤管12远离所述真空泵11的一端依次穿过所述轴套13和所述通孔后设置在所述排淤板14的下方，所述排淤板14的底部设置有若干个搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌杆1401和搅拌叶1402，所述搅拌杆1401垂直于所述排淤板14设置，所述搅拌叶1402设置在所述搅拌杆1401的底部。
工作原理：当需要对管道内部进行疏通时，将本发明中的疏通机器人放置在管道内，检测机构的气缸16作用于探头17，探头17穿出安全通道1501的顶部后对管道内的气体进行测量，通过设置安全通道1501用于保护探头17，探头17可以测量管道内部是否有有毒气体，这样保障了工作人员的人身安全；通过驱动电机2作用于驱动轮3使驱动轮3开始在管道内进行行走，通过设置疏通机构，疏通电机5通过皮带6带动疏通轴8进行转动，疏通轴8带动钻头10和基体Ⅰ803进行转动，在疏通过程中，先通过钻头10将管道内部进行疏通，然后通过基体Ⅰ803对管道内壁进行清淤，基体Ⅱ802上的喷头8022将水箱7中的水喷出来，水喷向管道的内壁上，将管道上的污物冲下来，所述基体Ⅰ803纵截面的直径均大于所述基体Ⅱ802纵截面的直径，其目的为基体Ⅰ803上的刷体8031对管道的内壁进行疏通时，通过基体Ⅱ802对基体Ⅰ803方向进行喷水，方便了刷体8031对管道内壁进行清理；
通过设置除淤机构，可以将疏通机构清到管道底部的淤物东西吸入到集淤箱10内，轴套13通过轴承安装在所述支撑架1上，吸淤管12通过轴承穿设在轴套13内，排淤板14的底部与管道的底部有一定的距离，该距离与管道的内径的比例为1：4 ~1：8，在吸淤的过程中，吸淤管12将管道的底部堆积的淤通过真空泵12吸入到集淤箱10内，排淤板14的底部设置的搅拌叶1402，这样可以将管道的底部堆积的淤再次进行搅拌细化，避免大块的淤吸入吸淤管12内而堵塞吸淤管12，该机器人操作简单、清淤成本低、工作效率高和保障工作人员人身安全等优点。
还需要说明的是，在本文中，诸如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (6)
1.一种管道检测与疏通机器人，包括行走机构、疏通机构、喷水机构、检测机构及除淤机构，其特征在于：所述行走机构包括支撑架(1)及两个驱动组件，所述疏通机构包括安装架(4)、疏通电机(5)、皮带(6)、疏通轴(8)及疏通组件，所述安装架(4)设置在所述支撑架(1)的顶部，所述疏通轴(8)安装在所述安装架(4)上，所述疏通电机(5)设置在所述支撑架(1)的上方，所述疏通电机(5)的电机主轴上套设有主动轮，所述疏通轴(8)的一端设置有从动轮，所述主动轮通过皮带(6)与所述从动轮相连，所述疏通组件设置在所述疏通轴(8)远离所述从动轮的一端；
所述喷水机构包括高压水泵(702)及水箱(7)，所述水箱(7)设置在所述支撑架(1)上方，所述高压水泵(702)的输入端通过连接管(701)与所述水箱(7)相连通，所述高压水泵(702)的输出端与输水管道(703)的一端相连通；
所述检测机构包括气缸(16)、底座(15)及用于检测气体的探头(17)，所述底座(15)设置在所述支撑架(1)上方，所述底座(15)在竖直方向上设置有安全通道(1501)，所述安全通道(1501)贯穿所述底座(15)的两端，所述气缸(16)安装在所述安全通道(1501)的底端，所述探头(17)设置在所述气缸(16)的上方且所述探头(17)安装在所述气缸(16)的输出端；
所述除淤机构包括集淤箱(10)、真空泵(11)及吸淤组件，所述集淤箱(10)安装在所述支撑架(1)的上方，所述真空泵(11)的输入端与所述集淤箱(10)相连，所述真空泵(11)的输出端与所述吸淤组件相连；
所述疏通组件包括钻头(9)及疏通刷，所述钻头(9)、所述疏通刷及所述从动轮从左到右依次设置在所述疏通轴(8)上，所述疏通刷包括基体组件及刷体(8031)，所述基体组件呈圆台形，所述基体组件包括基体Ⅰ(803)和基体Ⅱ(802)，所述基体Ⅰ(803)和所述基体Ⅱ(802)均为圆台形，所述基体Ⅰ(803)和所述基体Ⅱ(802)从左到右依次设置，所述基体Ⅰ(803)和所述基体Ⅱ(802)均呈圆台形，所述疏通轴(8)远离所述从动轮的一端沿所述基体组件的中心轴线方向依次穿过所述基体Ⅱ(802)和所述基体Ⅰ(803)后与钻头(9)相连，所述基体Ⅰ(803)通过轴承Ⅰ与所述疏通轴(8)相连且所述基体Ⅰ(803)随所述疏通轴(8)同步转动，所述基体Ⅱ(802)通过轴承Ⅱ与所述疏通轴(8)相连，所述刷体(8031)均匀的设置在所述基体Ⅰ(803)的外周面上，所述基体Ⅱ(802)的内部设置有空腔(8021)，所述基体Ⅱ(802)的侧壁上设置有若干个与所述空腔(8021)相连通的喷头(8022)，所述输水管道(703)的远离所述高压水泵(702)的一端与空腔(8021)相连通；
所述吸淤组件包括吸淤管(12)、轴套(13)及排淤板(14)，所述轴套(13)安装在所述支撑架(1)上，所述轴套(13)套设在所述吸淤管(12)外部，所述轴套(13)的顶端设置在所述支撑架(1)的上方且所述轴套(13)的顶端套设有锥齿轮Ⅰ(1301)，所述疏通轴(8)上套设有与所述锥齿轮Ⅰ(1301)相配合的锥齿轮Ⅱ(801)，该锥齿轮Ⅱ(801)设置在所述疏通轴(8)靠近所述从动轮的一端，所述轴套(13)的底端穿过所述支撑架(1)后设置在所述支撑架(1)的下方，所述吸淤管(12)的一端与所述真空泵(11)的输出端相连，所述吸淤管(12)的另一端穿过所述轴套(13)后设置在所述轴套(13)的下方，所述排淤板(14)安装在所述轴套(13)的底部；
所述排淤板(14)的底部设置有若干个搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌杆(1401)和搅拌叶(1402)，所述搅拌杆(1401)垂直于所述排淤板(14)设置，所述搅拌叶(1402)设置在所述搅拌杆(1401)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种管道检测与疏通机器人，其特征在于：所述基体Ⅰ(803)纵截面的直径均大于所述基体Ⅱ(802)纵截面的直径。
3.根据权利要求1所述的一种管道检测与疏通机器人，其特征在于：所述吸淤管(12)远离所述真空泵(11)的一端沿平行于所述轴套(13)中心轴线的方向穿过所述轴套(13)。
4.根据权利要求1所述的一种管道检测与疏通机器人，其特征在于：所述排淤板(14)上设置有通孔，所述排淤板(14)安装在所述轴套(13)上且所述排淤板(14)通过所述通孔与所述轴套(13)相连通，所述吸淤管(12)远离所述真空泵(11)的一端依次穿过所述轴套(13)和所述通孔后设置在所述排淤板(14)的下方。
5.根据权利要求1所述的一种管道检测与疏通机器人，其特征在于：两个所述驱动组件对称的设置在所述支撑架(1)的两侧，所述驱动组件包括驱动轮(3)和驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的电机主轴与所述驱动轮(3)相连。
6.根据权利要求1所述的一种管道检测与疏通机器人，其特征在于：所述支撑架(1)的底部设置有辅助轮(101)。
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