CN110142267A - 一种管内清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管内清扫机器人，包括机架、前部清扫装置、侧边清扫装置、底部清扫装置、驱动装置、集尘装置、控制器。其中，前部清扫装置位于机架前部，用于上方的管道；两个侧边清扫装置安装在机架的两侧，用于两侧的管道清扫；两个底部清扫装置安装在机架底部，用于清扫及聚拢下方的灰尘；三个驱动装置分别安装在机架两侧与机架的上方，用于驱动机器人水平及竖直行走，同时适应不同管径；集尘装置安装在机架的后部，用于收集灰尘。本发明可于方管及圆管两种管道并能够在水平及竖直两种状态下清扫，并具有清扫效率高，清扫效果好的优点，同时具有工作可靠、操作及维护便捷等优点。

Description

一种管内清扫机器人

技术领域

本发明属于清扫机器人技术领域，具体涉及一种管内清扫机器人。

背景技术

随着社会的快速发展，各种不同的空调系统大量出现在我们的生活与工作中，再由于现在人们对于自身的身体健康关注程度越来越高，所人们对于空调系统的清洁问题也十分关注。而公共场所的空调通风系统常年使用，维护清洁的次数较少，在长期使用过程中这些通风系统的管道中普遍积累存在大量灰尘、各种昆虫尸体等等，同时在这种环境中也会滋生出大量的细菌病毒，严重危害人们的身体健康，所以对于空调通风管道的清扫十分有必要。在国外发达国家，关于空调管道的各种清洗规范及法规健全，但我国现在在这一方面现在还存在较大的差距，同时，为了能够高效以及有效的清扫空调通风管道，现在也需要一种行之有效的方法与工具。目前市场上清扫空调通风管道采用的大多是人工清扫，或者配合一些简单的器械手动清扫，但是这些方法在清理长度较长或者管径较小的管道时，人工清扫十分麻烦并且手工清扫难以做到清扫程度一致、彻底，所以为了解决这些问题，有必要设计一种管内清扫机器人。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种管内清扫机器人，以克服目前空调通风管道清扫中人工清扫劳动强度大，清扫效率低，清扫不彻底的问题，用来代替人工解决各种风管的内部清扫问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种管内清扫机器人，包括机架、前部清扫装置、侧边清扫装置、底部清扫装置、驱动装置、集尘装置、边刷装置和控制器，其特征在于：所述的机架包括整机底板、整机外壳，所述的整机外壳通过螺栓固连在整机底板上；所述的前部清扫装置安装在整机底板上，位于机架的前方；所述的侧边清扫装置安装在整机底板上，位于机架两侧；所述的底部清扫装置安装在整机底板上，位于机架两侧的下方；所述的驱动装置安装在机架的两侧与机架的上方；所述的集尘装置安装在机架的后部；边刷装置安装在机架的两侧下方；所述的控制器安装在整机外壳上；

所述的前部清扫装置由安装底座一、关节电机一、关节一、关节电机二、关节二、关节电机三、关节三、电机一、清扫刷一组成，所述的安装底座一安装在整机底板的前部；所述的关节电机一安装在安装底座一上；所述的关节一安装在关节电机一上；所述的关节电机二安装在关节二上；所述的关节二安装在关节电机二上；所述的关节电机三安装在关节二上；所述的关节三安装在关节电机三上；所述的电机一安装在关节三上；所述的清扫刷一安装在电机一的轴上；

所述的侧边清扫装置包括上下运动机构、伸缩机构、头部旋转机构、清扫机构，所诉的侧边清扫装置共有两个，位于整机底板两边；所述的上下运动机构包括安装底座二、电机支座一、电机二、齿轮系一、棘轮机构、上下运动转轴、上限位杆、下限位杆，所述的安装底座二通过螺栓固连在整机底板上；所述的电机支座一安装在安装底座二上；所述的电机二安装在电机支座一上；所述的齿轮系一包括齿轮一、齿轮二，所述的齿轮一安装在电机二的轴上；所述的棘轮机构包括电磁推杆、支座一、棘轮，所述的电磁推杆安装在安装底座二上；所述的支座一安装在安装底座二上，所述的电磁推杆安装在支座一上；所述的上下运动转轴安装在安装底座二上；所述的棘轮安装在上下运动转轴上；所述的电磁推杆与棘轮组成完整的棘轮结构，实现单向间歇运动；所述的齿轮二安装在上下运动转轴上，所述的齿轮二与齿轮一相啮合；所述的上限位杆安装在安装底座二上方；所述的下限位杆安装在安装底座二上；

所述的伸缩机构包括三角形支架、防护外壳一、底板一、齿轮系二、丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四、电机三，所述的三角形支架通过上下运动转轴安装在安装底座二上，所述的三角形支架通过螺栓固连在底板一上；所述的防护外壳一通过螺栓固连在底板一上；所述的丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四均安装在底板一上；所述的齿轮系二包括齿轮三、齿轮四、齿轮五、齿轮六、齿轮七，所述的齿轮三安装在丝杆丝母三上；所述的齿轮四安装在丝杆丝母四上；所述的齿轮五安装在丝杆丝母上；所述的齿轮六安装在丝杆丝母一上；所述的电机三安装在底板一上；所述的齿轮七安装在电机三的轴上；

所述的头部旋转机构包括底板二、安装支架、电机四、电机五、齿轮八、齿轮九、同轴转动外轴、同轴转动支架一、防护外壳二，所述的安装支架安装在底板二上；所述的丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四均固连在底板二上；所述的电机四安装在安装支架上；所述的电机五安装在安装支架上；所述的齿轮八安装在电机四的轴上；所述的齿轮九与同轴转动外轴固连在一起；所述的齿轮八与齿轮九相啮合；所述的同轴转动支架一安装在同轴转动外轴上，所述的同轴转动支架一安装在底板二上；所述的防护外壳二安装在底板二上；

所述的清扫机构包括底板三、同轴转动支架二、同轴转动内轴、齿轮十、齿轮十一、清扫刷二、防护外壳三，所述的同轴转动支架二安装在底板三上，所述的同轴转动支架二固连在同轴转动外轴上；所述的同轴转动内轴与电机五的轴固连在一起；所述的同轴转动内轴安装在同轴转动支架二上；所述的同轴转动内轴与同轴转动外轴同轴转动，互不干涉；所述的齿轮十安装在同轴转动内轴上；所述的清扫刷二共有三个，呈三角形安装在底板三上；所述的齿轮十一共有三个，分别安装在三个清扫刷二上；所述的齿轮十与齿轮十一相啮合；所述的防护外壳三安装在底板三上。

所述的底部清扫装置包括电机六、固定支架、齿轮系三、带轮二、带轮轴一、带轮一、皮带刷、安装筋板；所述的底部清扫装置共有两组，分别位于整机底板前部的两边；所述的电机六安装在整机底板上；所述的固定支架与电机六的轴相连接；所述的安装筋板共有两个，并平行相对，其带有加强筋的一面位于两板内侧；所述的固定支架安装在两安装筋板的外侧；所述的齿轮系三包括齿轮十二、齿轮十三、电机七、带轮轴二，所述的带轮轴二安装在安装筋板上；所述的齿轮十二安装在带轮轴二上；所述的电机七安装在安装筋板上；所述的齿轮十三安装在电机七的轴上；所述的齿轮十二与齿轮十三相啮合；带轮二通过带轮轴二安装在安装筋板上；；所述的带轮一通过带轮轴一安装在安装筋板上；

所述的驱动装置包括支架机构、驱动机构、升降装置，所述的支架机构包括支座二、长方形框架、扭簧、扭簧固定座、支座三；所述的支座三共有两个，均安装在整机底板上；所述的长方形框安装在支座三上；所述的扭簧安装在长方形框架上；所述的扭簧固定座固连在长方形框架上；所述的扭簧的一端固定在扭簧固定座上，一端固定在支座三上；

所述的驱动机构包括防护外壳四、安装底座三、行走机构、动力机构，所述的驱动机构共有三组，分别安装在机架的两侧与机架的上方；所述得防护外壳四安装在安装底座三上；所述支座二通过螺栓固连在安装底座三上；所述的行走机构包括履带、主动轮、从动轮、主动轮轴、从动轮轴、主动轮支座、从动轮支座，所述的主动轮支座安装在安装底座三上；所述的从动轮支座安装在安装底座三上；所述的主动轮轴安装在主动轮支座上；所述的从动轮轴安装在从动轮支座上；所述的主动轮共有两个，分别安装在主动轮轴两端；所述的从动轮共有两个，分别安装在从动轮轴的两端；所述的履带安装在主动轮和从动轮上；所述的动力机构包括电机八、锥齿轮一、锥齿轮二、齿轮十四、齿轮十五、齿轮轴、轴支座，所述的轴支座安装在安装底座三上；所述的齿轮轴安装在轴支座上；所述的电机八安装在安装底座三上；所述的锥齿轮一安装在电机八的轴上；所述的锥齿轮二安装在齿轮轴上；所述的锥齿轮一与锥齿轮二相啮合；所述的齿轮十四安装在齿轮轴上；所述的试论十五安装在主动轮轴上；所述的齿轮十四与齿轮十五相啮合；

所述的升降装置包括上安装板、下安装板、抬升机构，所述的上安装板安装在安装底座上；所述的下安装板安装在整机外壳上；所述的的抬升机构共有两个，均安装在上安装板与下安装板上；所述的抬升机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、升降驱动机构，所述的第一连杆与下安装板铰接，形成转动副；所述的第二连杆两端分别与第一连杆和上安装板铰接，形成转动副；所述的第三连杆与下安装板铰接，形成转动副；所诉的第四连杆两端分别与第三连杆和上安装板铰接，形成转动副；所述的升降驱动机构包括电机九、丝母支座、丝杆一，所述的电机九安装在第三连杆与第四连杆的铰接点上；所述的丝杆一与电机九的轴相连；所述的丝母支座安装在第一连杆与第二连杆的铰接点上；所述的丝杆一穿过丝母支座；

所述的集尘装置包括集尘箱、第一灰尘收集机构、第二灰尘收集机构，所述的集尘箱安装在整机底板上；所述的集尘箱包括集尘箱体、集尘盒、过滤网板、通风口栅板，所述的集尘箱体安装在整机底板上；所述的集尘盒安装在集尘箱体内部；所述的过滤网板安装在集尘箱体内；所述的通风口栅板安装在集尘箱体上；

所述的第一灰尘收集机构包括高速风机一、软管一、第一收集头支架、第一灰尘收集头、软管二，所述的高速风机一安装在整机底板上；所述的第一收集头支架固连在第一灰尘收集头上；所述的第一收集头支架通过螺栓固连在整机底板上；所述的软管一的一端安装在第一灰尘收集头上，另一端安装在高速风机一上；所述的软管二的一端安装在高速风机一上，另一端安装在集尘箱体上；

所述的第二灰尘收集机构包括软管三、高速风机二、收集头安装支架、可伸缩联轴器、万向轮一、万向轮二、第二灰尘收集头，软管四，所述的高速风机二安装在整机底板上；所述的收集头安装支架安装在整机底板上；所述的万向轮一安装在第二灰尘收集头上；所述的万向轮二共有两个，安装在第二灰尘收集头两侧；所述的可伸缩联轴器的一端安装在第二灰尘收集头上，另一端安装在收集头安装支架上；所述的软管四的一端安装在第二灰尘收集头上，另一端安装在高速风机二上；所述的软管三的一端安装在高速风机二上，另一端安装在集尘箱体上；

所述的边刷装置包括边刷驱动机构、边刷升降机构、边刷升降定位机构、边刷，所述的边刷驱动机构包括电机十、电机支座二、主动链轮、从动链轮、链条、安装底座四，所述的电机支座二安装在安装底座四上；所述的电机十安装在电机支座二上；所述的主动链轮安装在电机十的轴上；所述的边刷共有两，均安装在安装底座四上；所述的从动链轮安装在边刷上；所述的链条安装在主动链轮和从动链轮上；所述的边刷升降机构包括电机十一、电机支座三、丝杆二，所述的电机支座三共有两个，均安装在整机底板上；所述的电机十一共有两个，均安装在电机支座三上；所述的丝杆二共有两个，均安装在电机十一的轴上；所述的丝杆二穿过安装底座四；所述的边刷升降定位机构包括定位杆支架、定位杆，所述的定位杆支架共有两个，均安装在整机底板上；所述的定位杆共有两个，均安装在定位杆支架上；所述的定位杆穿过安装底座四。

本发明的有益效果是：本发明能解决目前空调通风管道清扫中人工清扫劳动强度大、清扫效率低、清扫不彻底的问题，解决各种风管的内部清扫问题，同时本发明还可于方管及圆管两种管道并能够在水平及竖直两种状态下清扫，具有清扫效率高，清扫效果好的优点，同时具有工作可靠、操作及维护便捷等优点。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的侧边清扫装置结构示意图；

图4为本发明的底部清扫装置结构示意图；

图5为本发明的驱动机构结构示意图；

图6为本发明的升降装置结构示意图；

图7为本发明的集尘装置结构示意图；

图8为本发明的边刷装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种管内清扫机器人，包括机架1、前部清扫装置2、侧边清扫装置3、底部清扫装置4、驱动装置5、集尘装置6、边刷装置7和控制器8，其特征在于：所述的机架1包括整机底板11、整机外壳12，所述的整机外壳12通过螺栓固连在整机底板11上；所述的前部清扫装置2安装在整机底板12上，位于机架1的前方；所述的侧边清扫装置3安装在整机底板11上，位于机架1两侧；所述的底部清扫装置4安装在整机底板11上，位于机架1两侧的下方；所述的驱动装置5安装在机架1的两侧与机架1的上方；所述的集尘装置6安装在机架1的后部；边刷装置7安装在机架1的两侧下方；所述的控制器8安装在整机外壳11上；

如图1和图2所示，所述的前部清扫装置2由安装底座一21、关节电机一22、关节一23、关节电机二24、关节二25、关节电机三26、关节三27、电机一28、清扫刷一29组成，所述的安装底座一21安装在整机底板11的前部；所述的关节电机一22安装在安装底座一 21上；所述的关节一23安装在关节电机一22上；所述的关节电机二24安装在关节二23上；所述的关节二25安装在关节电机二24上；所述的关节电机三26安装在关节二25上；所述的关节三27安装在关节电机三26上；所述的电机一28安装在关节三27上；所述的清扫刷一29安装在电机一28的轴上；

如图1、图2和图3所示，所述的侧边清扫装置3包括上下运动机构31、伸缩机构32、头部旋转机构33、清扫机构34，所诉的侧边清扫装置3共有两个，位于整机底板11两边；所述的上下运动机构31包括安装底座二311、电机支座一312、电机二313、齿轮系一314、棘轮机构315、上下运动转轴316、上限位杆317、下限位杆318，所述的安装底座二311通过螺栓固连在整机底板11上；所述的电机支座一312安装在安装底座二311上；所述的电机二313安装在电机支座一312上；所述的齿轮系一314包括齿轮一3141、齿轮二3142，所述的齿轮一3141安装在电机二313的轴上；所述的棘轮机构315包括电磁推杆3151、支座一 3152、棘轮3153，所述的电磁推杆3151安装在安装底座二311上；所述的支座一3152安装在安装底座二311上，所述的电磁推杆3151安装在支座一3152上；所述的上下运动转轴316 安装在安装底座二311上；所述的棘轮3153安装在上下运动转轴316上；所述的电磁推杆 3151与棘轮3153组成完整的棘轮结构，实现单向间歇运动；所述的齿轮二3142安装在上下运动转轴316上，所述的齿轮二3142与齿轮一3141相啮合；所述的上限位杆317安装在安装底座二311上方；所述的下限位杆318安装在安装底座二311上；

如图3所示，所述的伸缩机构32包括三角形支架321、防护外壳一322、底板一323、齿轮系二324、丝杆丝母一325、丝杆丝母二326、丝杆丝母三327、丝杆丝母四328、电机三329，所述的三角形支架321通过上下运动转轴316安装在安装底座二311上，所述的三角形支架321通过螺栓固连在底板一323上；所述的防护外壳一322通过螺栓固连在底板一 323上；所述的丝杆丝母一325、丝杆丝母二326、丝杆丝母三327、丝杆丝母四328均安装在底板一323上；所述的齿轮系二324包括齿轮三3241、齿轮四3242、齿轮五3423、齿轮六3244、齿轮七3245，所述的齿轮三3241安装在丝杆丝母三327上；所述的齿轮四3242安装在丝杆丝母四328上；所述的齿轮五3243安装在丝杆丝母326上；所述的齿轮六3244安装在丝杆丝母一325上；所述的电机三329安装在底板一323上；所述的齿轮七3245安装在电机三329的轴上；

如图3所示，所述的头部旋转机构33包括底板二331、安装支架332、电机四333、电机五334、齿轮八335、齿轮九336、同轴转动外轴337、同轴转动支架一338、防护外壳二 339，所述的安装支架332安装在底板二331上；所述的丝杆丝母一325、丝杆丝母二326、丝杆丝母三327、丝杆丝母四328均固连在底板二331上；所述的电机四333安装在安装支架332上；所述的电机五334安装在安装支架332上；所述的齿轮八335安装在电机四333 的轴上；所述的齿轮九336与同轴转动外轴337固连在一起；所述的齿轮八335与齿轮九336 相啮合；所述的同轴转动支架一338安装在同轴转动外轴337上，所述的同轴转动支架一安装在底板二331上；所述的防护外壳二339安装在底板二331上；

如图3所示，所述的清扫机构34包括底板三341、同轴转动支架二342、同轴转动内轴 343、齿轮十344、齿轮十一345、清扫刷二346、防护外壳三347，所述的同轴转动支架二342安装在底板三341上，所述的同轴转动支架二342固连在同轴转动外轴337上；所述的同轴转动内轴343与电机五334的轴固连在一起；所述的同轴转动内轴343安装在同轴转动支架二342上；所述的同轴转动内轴343与同轴转动外轴337同轴转动，互不干涉；所述的齿轮十344安装在同轴转动内轴343上；所述的清扫刷二346共有三个，呈三角形安装在底板三341上；所述的齿轮十一345共有三个，分别安装在三个清扫刷二346上；所述的齿轮十344与齿轮十一345相啮合；所述的防护外壳三347安装在底板三341上；

如图1和图4所示，所述的底部清扫装置4包括电机六41、固定支架42、齿轮系三43、带轮二44、带轮轴一45、带轮一46、皮带刷47、安装筋板48；所述的底部清扫装置4共有两组，分别位于整机底板11前部的两边；所述的电机六41安装在整机底板11上；所述的固定支架42与电机六41的轴相连接；所述的安装筋板48共有两个，并平行相对，其带有加强筋的一面位于两板内侧；所述的固定支架42安装在两安装筋板48的外侧；所述的齿轮系三 43包括齿轮十二431、齿轮十三432、电机七433、带轮轴二434，所述的带轮轴二434安装在安装筋板48上；所述的齿轮十二431安装在带轮轴二434上；所述的电机七433安装在安装筋板48上；所述的齿轮十三432安装在电机七433的轴上；所述的齿轮十二431与齿轮十三432相啮合；带轮二44通过带轮轴二434安装在安装筋板48上；；所述的带轮一46通过带轮轴一45安装在安装筋板48上；

如图1、图2和图5所示，所述的驱动装置5包括支架机构51、驱动机构52、升降装置53，所述的支架机构51包括支座二511、长方形框架512、扭簧513、扭簧固定座514、支座三515；所述的支座三515共有两个，均安装在整机底板11上；所述的长方形框512安装在支座三515上；所述的扭簧513安装在长方形框架512上；所述的扭簧固定座514固连在长方形框架512上；所述的扭簧513一端固定在扭簧固定座514上，一端固定在支座三515上；

如图5所示，所述的驱动机构52包括防护外壳四521、安装底座三522、行走机构523、动力机构524，所述的驱动机构52共有三组，分别安装在机架1的两侧与机架1的上方；所述得防护外壳四521安装在安装底座三522上；所述支座二511通过螺栓固连在安装底座三 522上；所述的行走机构523包括履带5231、主动轮5232、从动轮5233、主动轮轴5234、从动轮轴5235、主动轮支座5236、从动轮支座5237，所述的主动轮支座5236安装在安装底座三522上；所述的从动轮支座5237安装在安装底座三522上；所述的主动轮轴5234安装在主动轮支座5236上；所述的从动轮轴5235安装在从动轮支座5237上；所述的主动轮5232 共有两个，分别安装在主动轮轴5234两端；所述的从动轮5233共有两个，分别安装在从动轮轴5235的两端；所述的履带5231安装在主动轮5232和从动轮5233上；所述的动力机构 524包括电机八5241、锥齿轮一5242、锥齿轮二5243、齿轮十四5244、齿轮十五5245、齿轮轴5246、轴支座5247，所述的轴支座5247安装在安装底座三522上；所述的齿轮轴5246 安装在轴支座5247上；所述的电机八5241安装在安装底座三522上；所述的锥齿轮一5242 安装在电机八5241的轴上；所述的锥齿轮二5243安装在齿轮轴5246上；所述的锥齿轮一 5242与锥齿轮二5243相啮合；所述的齿轮十四5244安装在齿轮轴5246上；所述的试论十五5245安装在主动轮轴5234上；所述的齿轮十四5244与齿轮十五5245相啮合；

如图1、图5和图6所示，所述的升降装置53包括上安装板531、下安装板532、抬升机构533，所述的上安装板531安装在安装底座522上；所述的下安装板532安装在整机外壳12上；所述的的抬升机构533共有两个，均安装在上安装板531与下安装板532上；所述的抬升机构533包括第一连杆5331、第二连杆5332、第三连杆5333、第四连杆5334、升降驱动机构5335，所述的第一连杆5331与下安装板532铰接，形成转动副；所述的第二连杆 5332两端分别与第一连杆5331和上安装板531铰接，形成转动副；所述的第三连杆5333与下安装板532铰接，形成转动副；所诉的第四连杆5334两端分别与第三连杆5333和上安装板531铰接，形成转动副；所述的升降驱动机构5335包括电机九53351、丝母支座53352、丝杆一53353，所述的电机九53351安装在第三连杆5333与第四连杆5334的铰接点上；所述的丝杆一53353与电机九53351的轴相连；所述的丝母支座53352安装在第一连杆5331与第二连杆5332的铰接点上；所述的丝杆一53353穿过丝母支座53352；

如图1和图7所示，所述的集尘装置6包括集尘箱61、第一灰尘收集机构62、第二灰尘收集机构63，所述的集尘箱61安装在整机底板11上；所述的集尘箱61包括集尘箱体611、集尘盒612、过滤网板613、通风口栅板614，所述的集尘箱体611安装在整机底板11上；所述的集尘盒612安装在集尘箱体611内部；所述的过滤网板613安装在集尘箱体611内；所述的通风口栅板614安装在集尘箱体611上；

如图7所示，所述的第一灰尘收集机构62包括高速风机一621、软管一622、第一收集头支架623、第一灰尘收集头624、软管二625，所述的高速风机一621安装在整机底板11上；所述的第一收集头支架623固连在第一灰尘收集头624上；所述的第一收集头支架623通过螺栓固连在整机底板11上；所述的软管一622的一端安装在第一灰尘收集头624上，另一端安装在高速风机一621上；所述的软管二625的一端安装在高速风机一621上，另一端安装在集尘箱体611上；

如图7所示，所述的第二灰尘收集机构63包括软管三631、高速风机二632、收集头安装支架633、可伸缩联轴器634、万向轮一635、万向轮二636、第二灰尘收集头637，软管四638，所述的高速风机二632安装在整机底板11上；所述的收集头安装支架633安装在整机底板11上；所述的万向轮一635安装在第二灰尘收集头637上；所述的万向轮二636共有两个，安装在第二灰尘收集头637两侧；所述的可伸缩联轴器634的一端安装在第二灰尘收集头637上，另一端安装在收集头安装支架633上；所述的软管四638的一端安装在第二灰尘收集头637上，另一端安装在高速风机二632上；所述的软管三631的一端安装在高速风机二632上，另一端安装在集尘箱体611上；

如图1、图2和图8所示，所述的边刷装置7包括边刷驱动机构71、边刷升降机构72、边刷升降定位机构73、边刷74，所述的边刷驱动机构71包括电机十711、电机支座二712、主动链轮713、从动链轮714、链条715、安装底座四716，所述的电机支座二712安装在安装底座四716上；所述的电机十711安装在电机支座二712上；所述的主动链轮713安装在电机十711的轴上；所述的边刷74共有两组，均安装在安装底座四716上；所述的从动链轮 714安装在边刷74上；所述的链条715安装在主动链轮713和从动链轮714上；所述的边刷升降机构72包括电机十一721、电机支座三722、丝杆二723，所述的电机支座三722共有两个，均安装在整机底板11上；所述的电机十一721共有两个，均安装在电机支座三722上；所述的丝杆二723共有两个，均安装在电机十一721的轴上；所述的丝杆二723穿过安装底座四716；所述的边刷升降定位机构包括定位杆支架731、定位杆732，所述的定位杆支架731 共有两个，均安装在整机底板11上；所述的定位杆732共有两个，均安装在定位杆支架731 上；所述的定位杆732穿过安装底座四716。

工作过程：在开始清扫工作之前，通过控制器8启动关节电机一22、关节电机二24，调整前部清扫装置2的位置，使关节电机三26及其之后的部分保持水平姿态，从而让清扫刷一 29紧贴机器人上方的管壁；同时，通过控制器8，启动电机三329，通过齿轮系二324的传动，使丝杆丝母一325、丝杆丝母二326、丝杆丝母三327、丝杆丝母四328伸长，从而使清扫刷二347紧贴机器人两侧的管壁；然后通过控制器8启动电机十一721，控制边刷74下降，使边刷74紧贴机器人下方的管壁；若机器人进入的管道为竖直管，则通过控制器8启动电机九53351，使抬升机构533开始运动，带动升降装置53中的驱动机构52开始升高，直至驱动机构52的履带5231紧贴机器人上方的管壁，提供足够的压力，增大机器人与管壁之间的摩擦力，从而使得机器人能够在竖直管中完成工作；若机器人进入的是水平管，则控制器8 不启动电机九53351。完成这些工作之后，通过控制器8逐一启动电机一28、电机二313、电机四333、电机五334、电机七433、电机八5241、电机十711、高速风机一621、高速风机二632。在这些电机都启动之后，机器人正式开始工作。在工作过程中，控制器8控制关节电机三26的运转，使清扫刷一29可以来回摆动；控制器8控制电机二313运转，使侧边清扫装置3可以上下运动，在电机二313运转时，两个棘轮机构315中总是只有一个启动电磁推杆3151，使两个棘轮机构315中的棘轮3153只有一个运动不受限制，另一个棘轮3153 只能单向运动；同时上限位杆317与下限位杆318保证侧边清扫装置3在启动电机二313进行上下运动时不会过度运动；控制器8启动电机四333，通过齿轮八335和齿轮336传动，带动同轴转动外轴的旋转，最终使清扫机构34旋转，同时控制器8控制电机四333的运转速度，使清扫机构34的速度保持在一个合适的区间；控制器8启动电机五334，通过安装在电机五334上的同轴转动内轴343带动齿轮十344的转动，通过齿轮十344与齿轮十一345的传动，三个清扫刷二346分别以一定的速度旋转；控制器8启动电机八5241，通过锥齿轮一 5242、锥齿轮二5243、齿轮十四5244、齿轮十五5245的传动，带动主动轮5232转动，最终使履带5231运动，为机器人提供前进的动力；在方形管中，驱动装置5中两边的履带5231 受到的力相同，因此支架机构51中的扭簧513不会发生变形，机器人平稳向前运行；在圆形管中，驱动装置5中的两边的履带5231受到的力不相同，外侧的履带5231受到的力更大一些，从而打破扭簧513的受力平衡，使扭簧513发生变形以重新达到受力平衡，在这个过程中驱动装置5的角度也会发生变化不再水平，最终使驱动装置5两侧的履带5231受到的力相等，使机器人平稳向前运行，适应管径的变化；控制器8启动电机六41，通过电机六41的运转调整底部清扫装置4的角度，同时启动电机七433，通过齿轮十二431和齿轮十三432 的传动带动带轮二44转动，使皮带刷47运转；控制器8启动电机十711，通过链条715的传动，使主动链轮713带动从动链轮714转动，从而使边刷74转动；控制器8启动电机十一 721，电机十一721带动丝杆二723转动，丝杆二723的转动使安装底座四716上下运动，实现边刷装置7的升降；在控制器8启动高速风机一621和高速风机二632后，机器人下方的灰尘被负压从第一灰尘收集头624吸入，灰尘在进入第一灰尘收集头624后通过软管一622 和软管二625进入收集箱61中，在收集箱61中，由于集尘箱体611与集尘盒612安装紧密，使集尘箱61内部保持相对密封状态，所以进入集尘箱611的气流只能从箱体上部的开口流出，而气流携带的灰尘则被倾斜安装在开口下方的过滤网板613阻拦，最终掉入集尘盒612中被收集起来；在机器人的后方，第二灰尘收集机构63进行灰尘的二次收集，保证灰尘被完全收集，灰尘在高速风机二632产生的负压下进入第二灰尘收集头637中，并通过软管三631和软管四638最终进入到集尘箱31中，完成灰尘的收集。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种管内清扫机器人，其特征在于：包括机架、前部清扫装置、侧边清扫装置、底部清扫装置、驱动装置、集尘装置、边刷装置和控制器，所述的机架包括整机底板、整机外壳，所述的整机外壳通过螺栓固连在整机底板上；所述的前部清扫装置安装在整机底板上，位于机架的前方；所述的侧边清扫装置安装在整机底板上，位于机架两侧；所述的底部清扫装置安装在整机底板上，位于机架两侧的下方；所述的驱动装置安装在机架的两侧与机架的上方；所述的集尘装置安装在机架的后部；边刷装置安装在机架的两侧下方；所述的控制器安装在整机外壳上；

所述的前部清扫装置由安装底座一、关节电机一、关节一、关节电机二、关节二、关节电机三、关节三、电机一、清扫刷一组成，所述的安装底座一安装在整机底板的前部；所述的关节电机一安装在安装底座一上；所述的关节一安装在关节电机一上；所述的关节电机二安装在关节二上；所述的关节二安装在关节电机二上；所述的关节电机三安装在关节二上；所述的关节三安装在关节电机三上；所述的电机一安装在关节三上；所述的清扫刷一安装在电机一的轴上。

2.根据权利要求1所述的一种管内清扫机器人，其特征在于：所述的侧边清扫装置包括上下运动机构、伸缩机构、头部旋转机构、清扫机构，所诉的侧边清扫装置共有两个，位于整机底板两边；所述的上下运动机构包括安装底座二、电机支座一、电机二、齿轮系一、棘轮机构、上下运动转轴、上限位杆、下限位杆，所述的安装底座二通过螺栓固连在整机底板上；所述的电机支座一安装在安装底座二上；所述的电机二安装在电机支座一上；所述的齿轮系一包括齿轮一、齿轮二，所述的齿轮一安装在电机二的轴上；所述的棘轮机构包括电磁推杆、支座一、棘轮，所述的电磁推杆安装在安装底座二上；所述的支座一安装在安装底座二上，所述的电磁推杆安装在支座一上；所述的上下运动转轴安装在安装底座二上；所述的棘轮安装在上下运动转轴上；所述的电磁推杆与棘轮组成完整的棘轮结构；所述的齿轮二安装在上下运动转轴上，所述的齿轮二与齿轮一相啮合；所述的上限位杆安装在安装底座二上方；所述的下限位杆安装在安装底座二上；

所述的伸缩机构包括三角形支架、防护外壳一、底板一、齿轮系二、丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四、电机三，所述的三角形支架通过上下运动转轴安装在安装底座二上，所述的三角形支架通过螺栓固连在底板一上；所述的防护外壳一通过螺栓固连在底板一上；所述的丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四均安装在底板一上；所述的齿轮系二包括齿轮三、齿轮四、齿轮五、齿轮六、齿轮七，所述的齿轮三安装在丝杆丝母三上；所述的齿轮四安装在丝杆丝母四上；所述的齿轮五安装在丝杆丝母上；所述的齿轮六安装在丝杆丝母一上；所述的电机三安装在底板一上；所述的齿轮七安装在电机三的轴上；

所述的头部旋转机构包括底板二、安装支架、电机四、电机五、齿轮八、齿轮九、同轴转动外轴、同轴转动支架一、防护外壳二，所述的安装支架安装在底板二上；所述的丝杆丝母一、丝杆丝母二、丝杆丝母三、丝杆丝母四均固连在底板二上；所述的电机四安装在安装支架上；所述的电机五安装在安装支架上；所述的齿轮八安装在电机四的轴上；所述的齿轮九与同轴转动外轴固连在一起；所述的齿轮八与齿轮九相啮合；所述的同轴转动支架一安装在同轴转动外轴上，所述的同轴转动支架一安装在底板二上；所述的防护外壳二安装在底板二上；

所述的清扫机构包括底板三、同轴转动支架二、同轴转动内轴、齿轮十、齿轮十一、清扫刷二、防护外壳三，所述的同轴转动支架二安装在底板三上，所述的同轴转动支架二固连在同轴转动外轴上；所述的同轴转动内轴与电机五的轴固连在一起；所述的同轴转动内轴安装在同轴转动支架二上；所述的同轴转动内轴与同轴转动外轴同轴转动；所述的齿轮十安装在同轴转动内轴上；所述的清扫刷二共有三个，呈三角形安装在底板三上；所述的齿轮十一共有三个，分别安装在三个清扫刷二上；所述的齿轮十与齿轮十一相啮合；所述的防护外壳三安装在底板三上。

3.根据权利要求1所述的一种管内清扫机器人，其特征在于：所述的底部清扫装置包括电机六、固定支架、齿轮系三、带轮二、带轮轴一、带轮一、皮带刷、安装筋板；所述的底部清扫装置共有两组，分别位于整机底板前部的两边；所述的电机六安装在整机底板上；所述的固定支架与电机六的轴相连接；所述的安装筋板共有两个，其带有加强筋的一面位于两板内侧；所述的固定支架安装在两安装筋板的外侧；所述的齿轮系三包括齿轮十二、齿轮十三、电机七、带轮轴二，所述的带轮轴二安装在安装筋板上；所述的齿轮十二安装在带轮轴二上；所述的电机七安装在安装筋板上；所述的齿轮十三安装在电机七的轴上；所述的齿轮十二与齿轮十三相啮合；带轮二通过带轮轴二安装在安装筋板上；所述的带轮一通过带轮轴一安装在安装筋板上；

所述的驱动装置包括支架机构、驱动机构、升降装置，所述的支架机构包括支座二、长方形框架、扭簧、扭簧固定座、支座三；所述的支座三共有两个，均安装在整机底板上；所述的长方形框安装在支座三上；所述的扭簧安装在长方形框架上；所述的扭簧固定座固连在长方形框架上；所述的扭簧一端固定在扭簧固定座上，一端固定在支座三上；

所述的驱动机构包括防护外壳四、安装底座三、行走机构、动力机构，所述的驱动机构共有三组，分别安装在机架的两侧与机架的上方；所述得防护外壳四安装在安装底座三上；所述支座二通过螺栓固连在安装底座三上；所述的行走机构包括履带、主动轮、从动轮、主动轮轴、从动轮轴、主动轮支座、从动轮支座，所述的主动轮支座安装在安装底座三上；所述的从动轮支座安装在安装底座三上；所述的主动轮轴安装在主动轮支座上；所述的从动轮轴安装在从动轮支座上；所述的主动轮共有两个，分别安装在主动轮轴两端；所述的从动轮共有两个，分别安装在从动轮轴的两端；所述的履带安装在主动轮和从动轮上；所述的动力机构包括电机八、锥齿轮一、锥齿轮二、齿轮十四、齿轮十五、齿轮轴、轴支座，所述的轴支座安装在安装底座三上；所述的齿轮轴安装在轴支座上；所述的电机八安装在安装底座三上；所述的锥齿轮一安装在电机八的轴上；所述的锥齿轮二安装在齿轮轴上；所述的锥齿轮一与锥齿轮二相啮合；所述的齿轮十四安装在齿轮轴上；所述的试论十五安装在主动轮轴上；所述的齿轮十四与齿轮十五相啮合；

所述的升降装置包括上安装板、下安装板、抬升机构，所述的上安装板安装在安装底座上；所述的下安装板安装在整机外壳上；所述的的抬升机构共有两个，均安装在上安装板与下安装板上；所述的抬升机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、升降驱动机构，所述的第一连杆与下安装板铰接，形成转动副；所述的第二连杆两端分别与第一连杆和上安装板铰接，形成转动副；所述的第三连杆与下安装板铰接，形成转动副；所诉的第四连杆两端分别与第三连杆和上安装板铰接，形成转动副；所述的升降驱动机构包括电机九、丝母支座、丝杆一，所述的电机九安装在第三连杆与第四连杆的铰接点上；所述的丝杆一与电机九的轴相连；所述的丝母支座安装在第一连杆与第二连杆的铰接点上；所述的丝杆一穿过丝母支座。

4.根据权利要求1所述的一种管内清扫机器人，其特征在于：所述的集尘装置包括集尘箱、第一灰尘收集机构、第二灰尘收集机构，所述的集尘箱安装在整机底板上；所述的集尘箱包括集尘箱体、集尘盒、过滤网板、通风口栅板，所述的集尘箱体安装在整机底板上；所述的集尘盒安装在集尘箱体内部；所述的过滤网板安装在集尘箱体内；所述的通风口栅板安装在集尘箱体上；

所述的第一灰尘收集机构包括高速风机一、软管一、第一收集头支架、第一灰尘收集头、软管二，所述的高速风机一安装在整机底板上；所述的第一收集头支架固连在第一灰尘收集头上；所述的第一收集头支架通过螺栓固连在整机底板上；所述的软管一的一端安装在第一灰尘收集头上，另一端安装在高速风机一上；所述的软管二的一端安装在高速风机一上，另一端安装在集尘箱体上；

所述的第二灰尘收集机构包括软管三、高速风机二、收集头安装支架、可伸缩联轴器、万向轮一、万向轮二、第二灰尘收集头，软管四，所述的高速风机二安装在整机底板上；所述的收集头安装支架安装在整机底板上；所述的万向轮一安装在第二灰尘收集头上；所述的万向轮二共有两个，安装在第二灰尘收集头两侧；所述的可伸缩联轴器一端安装在第二灰尘收集头上，另一端安装在收集头安装支架上；所述的软管四的一端安装在第二灰尘收集头上，另一端安装在高速风机二上；所述的软管三的一端安装在高速风机二上，另一端安装在集尘箱体上。

5.根据权利要求1所述的一种管内清扫机器人，其特征在于：所述的边刷装置包括边刷驱动机构、边刷升降机构、边刷升降定位机构、边刷，所述的边刷驱动机构包括电机十、电机支座二、主动链轮、从动链轮、链条、安装底座四，所述的电机支座二安装在安装底座四上；所述的电机十安装在电机支座二上；所述的主动链轮安装在电机十的轴上；所述的边刷共有两，均安装在安装底座四上；所述的从动链轮安装在边刷上；所述的链条安装在主动链轮和从动链轮上；所述的边刷升降机构包括电机十一、电机支座三、丝杆二，所述的电机支座三共有两个，均安装在整机底板上；所述的电机十一共有两个，均安装在电机支座三上；所述的丝杆二共有两个，均安装在电机十一的轴上；所述的丝杆二穿过安装底座四；所述的边刷升降定位机构包括定位杆支架、定位杆，所述的定位杆支架共有两个，均安装在整机底板上；所述的定位杆共有两个，均安装在定位杆支架上；所述的定位杆穿过安装底座四。