CN110195468B - 隧道污水管加固修复用的特种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道污水管加固修复用的特种机器人，包括：行走装置，用于在污水管内移动；装设于所述行走装置一侧的清洗装置，包括可与所述污水管的内壁面相贴的清洁刷，所述清洁刷可相对于所述行走装置进行转动，通过转动所述清洁刷而对所述污水管的内壁面进行清洗；以及装设于所述行走装置另一侧的拼装装置，包括可相对于所述行走装置进行转动的机械手，所述机械手用于拾取加固板并将所拾取的加固板拼装于所述污水管的内壁面上。本发明能够实现对污水管的内壁面进行有效清理，并在清理后进行加固板的拼装，实现自动化，无需人工下井作业，提高了清洗效率和质量。

Description

隧道污水管加固修复用的特种机器人

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，特指一种隧道污水管加固修复用的特种机 器人。

背景技术

城市排水管网的污水管道是排放生产污水、生活污水的重要管道，在 污水管道长时间使用后需要对其内壁进行清洗，现有的污水管道内壁清洗 装置存在着工作效率低、清洗效果不佳、水浪费较多、运行成本高的问题。

一般城市地下排水管网采取专业的疏通机械来清淤和人工下井清理 的方式同步进行，对于长时间未清理的地下污水管道，管道内壁污垢加厚， 建筑垃圾增多等，该种污水管道须用高压清洗车清洗，采用目前国内常用 的方法是利用最先进的高压水射流技术结合化学清洗药剂进行全面有效 的管道疏通和清洗。

在对污水管道清洗后，还需要对齐进行加固修复，即在污水管道的内 壁安装内衬钢板，通常需要人工下井进行安装，而污水管道内的作业环境 极其恶劣，安全风险高，人工下井安装内衬钢板，一是工作难度大且有安 全风险，二是污水管道需要停止使用，对排污造成极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种隧道污水管加固修 复用的特种机器人，解决现有的人工进行加固修复存在的工作难度大、安 全风险高和污水管道需要停止使用而带来的不便等的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种隧道污水管加固修复用的特种机器人，包括：

行走装置，用于在污水管内移动；以及

装设于所述行走装置一侧的拼装装置，包括可相对于所述行走装置进 行转动的机械手，所述机械手用于拾取加固板并将所拾取的加固板拼装于 所述污水管的内壁面上。

本发明提供的特种机器人能够实现对污水管的内壁面进行加固板的 拼装，实现自动化，无需人工下井作业。通过设置的拼装装置实现了自动 拼装加固板而无需工人下井作业，能够解决工作环境恶劣和安全风险高的 问题，且机器人作业的过程中，可在污水管内设置一临时排污管进行污水 的排放，无需停止污水管道的使用，能够保持污水的正常通流。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述拼装装置还包括可转动地安装于所述行走装置一侧的第一转盘和驱动 连接所述第一转盘的第一驱动结构，所述第一驱动结构驱动所述第一转盘 进行旋转；

所述机械手安装于所述第一转盘上，并随着所述第一转盘的旋转而进 行转动。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述机械手包括固设于所述第一转盘的基座、安装于所述基座且可转动调节 的第一转轴、安装于所述第一转轴且可转动调节的第二转轴、与所述第一 转盘连接的第一机械臂以及可转动地安装于所述第一机械臂端部的第二 机械臂；

所述第二转轴与所述第一转轴的设置方向相垂直；

所述第一机械臂的一端部套设固定于所述第二转轴上，所述第一机械 臂的另一端部通过第三转轴可转动地连接所述第二机械臂；

所述第一转轴、所述第二转轴以及所述第三转轴均通过对应的驱动机 构驱动旋转，且旋转的角度可控，从而实现了所述第一机械臂和所述第二 机械臂的位置调节。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述机械手对应所述污水管的内壁面开设有涂胶喷口；

所述拼装装置还包括与所述涂胶喷口连接的供胶系统，通过所述供胶 系统向所述涂胶喷口输送粘结胶以将所述粘结胶喷涂于所述污水管的内 壁面上。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述行走装置包括相对设置的前壳体、后壳体和支撑连接于所述前壳体和所 述后壳体之间的推进机构；

所述前壳体的外周设有可伸缩调节的多个前顶撑机构，通过调节所述 前顶撑机构伸出所述前壳体并顶撑于所述污水管的内壁面而将所述前壳 体紧固于所述污水管；

所述后壳体的外周设有可伸缩调节的多个后顶撑机构，通过调节所述 后顶撑机构伸出所述后壳体并顶撑于所述污水管的内壁面而将所述后壳 体紧固于所述污水管；

所述推进机构的长度可调，通过调节所述推进机构的长度并配合所述 前顶撑机构和所述后顶撑机构的伸缩调节，而实现所述前壳体和所述后壳 体在污水管内的移动。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述前壳体的外周套设有密封圈，所述密封圈与所述污水管的内壁面相紧 贴。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述前壳体和所述后壳体的中部设有相对应的通孔，以供临时排污管穿过。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，还 包括一可沿所述污水管自行走的运输小车，所述运输小车上盛放有加固 板，并将所述加固板运送给所述机械手。

本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人的进一步改进在于，所 述运输小车上设置有激光雷达和水平传感器，所述激光雷达用于测量所述 运输小车距所述机械手的距离，所述水平传感器用于检测所述运输小车的 水平度。

附图说明

图1为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人的立体结构示意 图。

图2为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人的机械手在另一位 置的立体结构示意图。

图3为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人的推进机构推进前 的结构示意图。

图4为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人的推进机构推进后 的结构示意图。

图5为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人中前壳体处的前顶 撑机构的剖视图。

图6为图4所示的前顶撑机构顶撑状态的结构示意图。

图7为运输小车置于污水管内的正视图。

图8为运输小车置于污水管内的立体结构示意图。

图9为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人的另一实施例的立 体结构示意图。

图10为图9所示实施例于前后顶撑机构处的剖视图。

图11为图9所示实施例于清洁刷处的剖视图。图12为图9所示实施 例的清洁刷处的输水通道的剖视图。

图13为图9所示实施例中清洗装置的正视图。

图14为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人应用的一污水管 的结构示意图。

图15为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人置于污水管内且 省略了污水管的上部以露出机器人的结构示意图。

图16为本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人置于污水管内进 行加固修复作业的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种隧道污水管加固修复用的特种机器人， 用于对隧道污水管进行自动加固，实现全自动化，无需人工下井工作，能 够很好地解决工作环境恶劣和安全风险高的问题。在机器人作业的过程 中，通过设置的临时排污管进行污水的排放，无需停止污水管道的使用， 能够保持污水的正常通流。下面结合附图对本发明隧道污水管加固修复用 的特种机器人进行说明。

参阅图1和图2，显示了本发明隧道污水管加固修复用的特种机器人 的机械手位于不同位置的立体结构示意图。下面结合图1和图2，对本发 明隧道污水管加固修复用的特种机器人进行说明。

如图1和图2所示，本发明的隧道污水管加固修复用的特种机器人包 括行走装置21以及拼装装置23，其中行走装置21用于在污水管内移动， 实现机器人的自行走功能；拼装装置23装设于行走装置21的一侧，该拼 装装置23包括可相对于行走装置21进行转动的机械手231，该机械手231 用于拾取加固板并将所拾取的加固板拼装于污水管的内壁面上，从而通过 加固板对污水管进行加固。

本发明的特种机器人通过行走装置21在污水管内进行移动，且在移 动的过程中，利用拼装装置23的机械手231对污水管的内壁面进行加固， 机械手231拾取加固板并将加固板拼装固定在污水管的内壁面上，从而本 发明的机器人实现了自动的完成污水管内壁面的加固修复，无需人工下井 作业，有效的解决了工作环境恶劣和安全风险高的问题。

作为本发明的一较佳实施方式，如图1和图2所示，拼装装置23还 包括可转动地安装于行走装置21一侧的第一转盘232和驱动连接第一转 盘232的第一驱动结构，该第一驱动结构驱动第一转盘232进行旋转；机 械手231安装于第一转盘232上，并随着第一转盘232的旋转而进行转动。 利用第一转盘232的旋转而将机械手231带到指定的位置，以供机械手231 安装对应的加固板。

较佳地，第一驱动结构安装在行走装置21的内部，在行走装置21的 一侧设置有第二轴承，第一转盘232的中部固设有驱动轴，该驱动轴插设 于行走装置21的第二轴承内并伸入到行走装置21的内部，该驱动轴的端 部与第一驱动结构连接，通过第一驱动结构驱动该驱动轴进行旋转，进而 带动了第一转盘232旋转。又佳地，第一转盘232的旋转角度可控，通过 控制第一驱动结构的转速来实现第一转盘232的旋转角度的控制，由于加 固板的拼装位置固定，所以对应的第一转盘232的旋转的位置也相对固定， 即在拼装第一加固板时，将第一转盘232上的机械手231旋转到对应第一 加固板位置处，机械手231即可对第一加固板进行拼装了。

具体地，在行走装置21的一侧设置有一侧面板，在该侧面板的中部 安装第二轴承，第一转盘232与该另一侧面板相平行设置，两者之间留有 一定的间隙，以便于第二转盘222的自由转动。行走装置21具有沿着行 走方向相对设置的前侧和后侧，将拼装装置23安装在行走装置21的后侧。 又佳地，在另一实施方式中，可将拼装装置23设置两个，安装在行走装 置21的前侧和后侧，以实现前后两侧同步拼装加固板，以加速对污水管 的加固修复。

进一步地，如图1和图2所示，机械手231包括固定于第一转盘232 上的基座2311、安装于基座2311上的可转动调节的第一转轴2312、安装 于第一转轴2312上的可转动调节的第二转轴2313、与第二转轴2313连接 的第一机械臂2314以及可转动地安装于第一机械臂2314端部的第二机械 臂2315，其中第二转轴2313与第一转轴2312的设置方向相垂直，第一机 械臂2314的一端部套设固定在第二转轴2313上，第一机械臂2314的另 一端部通过第三转轴2316可转动地连接第二机械臂2315，第一转轴2312、 第二转轴2313以及第三转轴2316均通过对应的驱动机构驱动旋转，且旋 转的角度可控，实现了第一机械臂2314和第二机械臂2315的位置调节。 第一机械臂2314呈弧形状，与污水管的内壁面的弧度相适配，第二机械 臂2315呈长方体结构，底部设有吸盘用于拾取对应的加固板。

在机械手的第二机械臂拾取加固板后，通过第一转盘转动至该加固板 的拼装位置处，之后通过第一转轴、第二转轴以及第三转轴的转动调节， 实现了精细调节加固板的拼装位置，而后将加固板拼装在污水管的内壁 上。在拼装时，第二机械臂可向着污水管的内壁面移动而将加固板压至污 水管的内壁面上。较佳地，加固板和污水管的内壁面粘结固定。

再进一步地，机械手231对应污水管的内壁面开设有涂胶喷口；拼装 装置23还包括与涂胶喷口连接的供胶系统，通过供胶系统向涂胶喷口输 送粘结胶以将粘结胶喷涂于污水管的内壁面上，进而机械手231再将拾取 的加固板贴在已经涂好粘结胶的污水管的内壁面上，利用粘结胶将加固板 粘固在污水管的内壁面上。具体地，涂胶喷口设置在第一机械臂和第二机 械臂上面对污水管的内壁面的一侧，将供胶系统设置在行走装置21内， 供胶系统将呈液体状的粘结胶输送到涂胶喷口处，继而喷涂到污水管的内 壁面上。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图3和图4所示，行走装置21 包括相对设置的前壳体211、后壳体212和支撑连接于前壳体211和后壳 体212之间的推进机构213；在前壳体211的外周设有可伸缩调节的多个 前顶撑机构2111，通过前顶撑机构2111伸出前壳体211并顶撑于污水管 的内壁面而将前壳体211紧固于污水管；后壳体212的外周设有可伸缩调 节的多个后顶撑机构2121，通过调节后顶撑机构2121伸出后壳体212并 顶撑于污水管的内壁面而将后壳体212紧固于污水管；较佳地，如图5和 图6所示，显示了前顶撑机构2111缩回和伸出的状态，在前壳体211的 外周均匀设置了多个前顶撑机构2111，该前顶撑机构2111为支撑油缸， 在需要固定前壳体211时，将支撑油缸顶出与污水管11锁紧，在不需要固定前壳体211时，将支撑油缸缩回以解除与污水管11的锁紧状态。后 顶撑机构2121的工作原理与前顶撑机构2111相同。推进机构213的长度 可调，通过调节推进机构213的长度并配合前顶撑机构2111和后顶撑机 构2121的伸缩调节，而实现前壳体211和后壳体212在污水管内的移动。 较佳地，推进机构213为推进油缸，通过伸出油缸杆和缩回油缸杆来调节推进机构213的长度。下面对行走装置21的行走过程进行说明，将行走 装置21放入到污水管内，如图3所示，将前顶撑机构2111缩回，解除其 与污水管的内壁面的锁紧状态，将后顶撑机构2121顶出与污水管的内壁 面锁紧，结合图4所示，而后推进油缸将油缸杆伸出以顶推前壳体211向 前移动，在移动到位后，将前顶撑机构2111顶出与污水管的内壁面锁紧，将后顶撑机构2121缩回，解除其与污水管的内壁面的锁紧状态，推进油 缸收回油缸杆而带动后壳体212向前移动，这样就完成了行走装置211向 前行走，如此往复，即可令机器人在污水管内自由的行走。

较佳地，前壳体211和后壳体212的截面均呈圆形，以适配于截面呈 圆形的污水管。当然前壳体211和后壳体212的形状并不以此为限，对于 截面为方形或其他形状的污水管，前壳体211和后壳体212可做成相适配 的形状。又佳地，前壳体211和后壳体212为环状结构，在环状结构的内 部设置有十字交叉的支撑梁，起到加固的作用。且环状结构的内外环之间 还设置有多道支撑板。

作为本发明的又一较佳实施方式，在前壳体211的外周套设有密封圈 2112，密封圈2112与污水管的内壁面相紧贴。密封圈2112有多道。通过 设置的密封圈2112与污水管的内壁面紧密相贴，在前壳体211向前移动 的过程中，密封圈2112对污水管的内壁面能够进行紧密的刮擦，将污水 管的内壁面上的水及残留的污垢能够擦除干净，进而便于后续的加固板拼 装。密封圈2112还起到了密封的作用，能够行走装置21前侧的水进入到 拼装装置23所在的一侧，避免对拼装作业产生影响。较佳地，多个密封 圈2112上靠近行走装置21前侧的一侧为倾斜面，且倾斜的方向为顺着前 壳体211的移动方向，以减小对前壳体211的摩擦阻力，便于前壳体211 的移动。

作为本发明的另一较佳实施方式，前壳体211和后壳体212的中部设 有相对应的通孔，以供临时排污管24穿过。临时排污管24的一端从前壳 体211的通孔穿过，再从后壳体212的通孔穿过，进而将该端部连接到污 水管对应的端部所连接的结构上，临时排污管24的另一端部连接到污水 管对应的端部所连接的结构上，从而通过临时排污管24临时代替污水管 进行排污作业，在机器人加固修复的过程中，保持了污水正常通流工作。 可为临时排污管24设置一排污泵，以加速污水的通流。在机器人上设置 的通孔大于临时排污管24的外径，使得机器人可正常的向前移动行走， 而临时排污管24相对于污水管不动。

结合图7和图8所示，本发明的特种机器人还包括与机械手配套的可 自行走的运输小车25，该运输小车25可在污水管11内移动，该运输小车 25用于盛放带拼装的加固板31，并将加固板31运送给机械手231以供机 械手拾取拼装。在运输小车25上设置有激光雷达和水平传感器，通过激 光雷达测量运输小车25距机械手的距离，在移动到合适距离时该运输小 车25就停止移动。水平传感器用于检测运输小车25的水平度，以确保运 输小车25能够在污水管内平稳的移动。

较佳地，可为运输小车25配备一与激光雷达和水平传感器连接的控 制器，该控制器控制连接电机，控制器在接收到激光雷达的距离信息后， 判断是否移动到位，若到位就控制电机停止运行从而运输小车25就停止 移动了，否则就控制电机继续运行而令运输小车25继续移动。控制器接 收水平传感器检测到的运输小车的水平度，从而控制电机驱动万向轮转向 以令运输小车25能够保持水平移动且可避开所遇到的障碍物。

运输小车25可在污水管道11内进行自行走移动，从而可实现为机械 手231运送加固板31。在运输小车25上可放置多个加固板31，也可以只 放置一个加固板31，在运输小车25上的加固板31均拼装完后，运输小车 25移动至污水管道11的端口处并装上新的加固板31，再将新的加固板31 运输给机械手231。

作为本发明的又一较佳实施方式，本发明的特种机器人在对污水管的 内壁面进行加固之前，还可以实现对污水管的清洗功能。具体地，如图9 至图13所示，特种机器人还包括清洗装置22，清洗装置22装设在行走装 置21一侧，将清洗装置22装设在行走装置21的前侧，将拼装装置23装 设在行走装置21的后侧。该清洗装置22包括可与污水管的内壁面相贴的 清洁刷221，该清洁刷221可相对于行走装置21进行转动，通过转动该清 洁刷221而对污水管的内壁面进行清洗。本发明的特种机器人通过行走装 置21在污水管内进行移动，且在移动的过程中，利用清洗装置22的清洁 刷221对污水管的内壁面进行清洗，将污水管内壁面上的污垢刮除干净， 之后再利用拼装装置23的机械手231对清洗干净的内壁面进行加固，机 械手231拾取加固板并将加固板拼装固定在污水管的内壁面上，从而本发 明的机器人实现了自动的完成污水管内壁面的清洗及加固修复，无需人工 下井作业，有效的解决了工作环境恶劣和安全风险高的问题。

如图9至图13所示，清洗装置22还包括可转动地安装于行走装置21 一侧的第二转盘222和驱动连接该第二转盘222的第二驱动结构，该第二 驱动结构驱动第二转盘222进行旋转；清洁刷221安装于第二转盘222上， 并随着第二转盘222的旋转进行转动以对污水管的内壁面进行清洗。在清 洗污水管时，第二驱动结构驱动第二转盘222进行旋转，在第二转盘222 旋转时带着清洁刷221一起旋转，而清洁刷221与污水管的内壁面相贴， 从而就实现了对污水管内壁面的清洗。将第二转盘222的转速设定为与行 走装置21的移动速度相匹配，可在第二转盘222完成一圈转动或多圈转 动后，再令行走装置21向前移动，且移动的距离小于等于清洁刷221的 清洁宽度，从而使得特种机器人能够给对污水管的内壁面进行全覆盖的清 洁作业。

较佳地，第二驱动结构安装在行走装置21的内部，在行走装置21的 一侧设置有第一轴承，第二转盘222的中部固设有转动轴，该转动轴插设 于行走装置21上的第一轴承内并伸入到行走装置21的内部，该转动轴的 端部与第二驱动结构连接，通过第二驱动结构驱动该转动轴进行旋转，进 而转动轴的旋转带动了第二转盘222的旋转。

又佳地，行走装置21的一侧设有侧面板，该侧面板的中部安装第一 轴承，侧面板的四周设有向外凸伸的边沿，第二转盘222装设在边沿所围 合形成的空间内，该第二转盘222与侧面板相平行设置，两者之间留有一 定的间隙，以便于第二转盘222的自由转动。

进一步地，清洁刷221为一柱状结构，且该柱状结构的外表面布设有 多个刷毛2211；如图11和图13所示，清洁刷221通过一旋转轴2213可 转动地安装于第二转盘222上，且该旋转轴2213与一第三驱动结构连接， 通过第三驱动结构驱动该旋转轴进行旋转，进而带动清洁刷221进行旋转。 从而实现了清洁刷221在随着第二转盘222进行公转的同时，能够在第三 驱动结构的驱动下进行自转，通过自转提高了清洁刷221的清洁效果和清 洁质量。

较佳地，刷毛2211为钢丝，垂直固定于柱状结构的表面，钢丝密布 于柱状结构的表面。这样清洁刷221即为钢丝刷，通过钢丝的端头与污水 管的内壁面相接触而实现对污水管的内壁面进行刷洗。在第二转盘222上 固定有第二轴承，清洁刷的旋转轴2213穿过该第二轴承且可于该第二轴 承内自由转动。

更进一步地，第二转盘222上装设有一伸缩结构223，该伸缩结构223 的伸缩调节方向与第二转盘222的一径向方向相同，该伸缩结构223与清 洁刷221连接，通过伸缩结构223的伸缩调节而带动清洁刷221向着靠近 或远离污水管的内壁面的方向移动。在此实施方式中，用于安装旋转轴 2213的第二轴承固定在伸缩结构223上，通过设置伸缩结构223可将清洁 刷221的位置调整到与污水管的内壁面相贴，还可以将清洁刷221的位置 调整到与污水管的内壁面相远离，实现了清洁刷221伸出和缩回的调节功 能，在进行清洁时，通过伸缩结构223伸出清洁刷221，在不使用时，通 过伸缩结构223将清洁刷221缩回。

具体地，如图9所示，在第二转盘222上开设有安装槽，该安装槽的 设置方向与第二转盘222的径向方向相一致。伸缩结构223包括安装板和 与安装板固定连接的伸缩驱动机构，安装板插设于安装槽内且可于安装槽 内移动，伸缩驱动机构可伸缩调节，用于驱动安装板在安装槽内向内或向 外移动，安装板上固定第二轴承，进而通过第二轴承和旋转轴2213与清 洁刷221连接，在伸缩驱动机构驱动安装板伸缩移动时，可带动清洁刷221 一起伸缩移动(即向着靠近或远离污水管的内壁面的方向移动)。较佳地， 在安装槽的两个侧壁上开设有限位槽，安装板上对应限位槽设有限位凸 起，限位凸起插设于对应的限位槽内，从而限位安装板的移动方向。伸缩 驱动机构为伸缩油缸，将伸缩油缸固定在第二转盘222的中部处，并将伸 缩油缸的油缸杆的端部与安装板固定连接，且油缸杆的设置方向与第二转 盘222的径向方向相一致，从而伸缩油缸伸出油缸杆可推动安装板向着第 二转盘的外部移动，带动清洁刷向着靠近污水管的内壁面的方向移动进而 与内壁面相贴；伸缩油缸缩回油缸杆可带动安装板向着第二转盘的内部移 动，带动清洁刷向着远离污水管的内壁面的方向移动进而与内壁面间留有 一定的间距。

再进一步地，如图10所示，清洁刷221对应污水管的内壁面开设有 喷水口2212，结合图11所示，喷水口2212沿着清洁刷221的外部均匀布 设，清洗装置22还包括与喷水口连接的供水系统，该供水系统安装在行 走装置21内，通过供水系统向喷水口输送高压水以对污水管的内壁面进 行冲洗。通过设置的喷水口和供水系统，实现了在清洁刷221对污水管的 内壁面进行刮擦时，同步进行高压水的冲洗，通过高压水将清洁刷221刷 下来的污垢冲走。较佳地，供水系统包括一储水箱、与储水箱连接的水泵 和与水泵连接的水管，该水管与清洁刷的喷水口连通，通过水泵将储水箱 内的水加压抽送到水管内，进而由水管送到各喷水口，再从喷水口处以高 压形式喷出到污水管的内壁面上，对内壁面进行冲洗。如图12所示，在 旋转轴2213、伸缩结构223和第二转盘222上开设有输水通道224，该输 水通道224与清洁刷221上开设的喷水口相连通，在行走装置21的侧面 板上开设有环形凹槽，侧面板的内侧开设有注水口2113，该注水口2113 与环形凹槽连通，第二转盘222上设有与环形凹槽相适配的环形凸起，第 二转盘222上设置的输水通道224贯穿环形凸起而于环形凸起的表面形成 有连通口，该连通口与环形凹槽相连通，进而通过环形凹槽与注水口2113 连通，环形凸起插设于环形凹槽内且相贴的侧壁面间设置有密封环。注水 口2113与供水系统的水管连接，水管输送的水从注水口2113进入到环形 凹槽内，再进入到输水通道224，进而输送到了喷水口2212处，且在冲洗 的过程中，第二转盘222可自由转动，而行走装置21的侧面板并不转动， 为水管提供了稳定的连接基础。

较佳地，本发明的清洗装置22的第二转盘222为圆形结构，第二驱 动结构为驱动电机，驱动电机的输出轴与对应的转动轴固定连接，以驱动 转动轴进行旋转；或者驱动电机的输出轴与对应的转动轴通过齿轮传动连 接，以驱动转动轴进行旋转。第三驱动结构为齿轮驱动结构，该第三驱动 结构包括设置在第二转盘222周缘的外齿和与外齿相咬合的内齿，该内齿 套设固定在旋转轴2213上，通过第二转盘222的旋转而带动外齿转动， 进而驱动内齿旋转，内齿带动了旋转轴2213的旋转，实现了清洁刷221 的自转。

下面以图14所示的实例为例，对本发明的特种机器人的清洗和加固 的过程进行说明。

如图14所示，污水管11的两侧设置有竖井12，污水管11的端部与 竖井12连通，且污水管11呈倾斜状设置，即一端的标高高于另一端。将 机器人从标高较高的一端进入到污水管11内，并向着标高较低的一端移 动行走。在竖井12内有污水，经污水管11从一侧竖井12流入到另一侧 竖井12，现需要对污水管11的内壁面进行清洗和加固。在清洗之前，先 将临时排污管置于污水管11内，设置与排污管连通的排污泵，较佳地， 将排污泵设置在竖井12内并靠近排污管11的位置，而后排污泵的进口通 过一导管与竖井12内的污水连通，排口与临时排污管的端部连通，并将 该临时排污管的端部与竖井12固定连接，将临时排污管的另一端伸入到 另一侧的竖井12内，而后开启排污泵将一侧竖井12内的污水抽至临时排 污管内，经过临时排污管排放到另一侧竖井12内，从而就使得污水不会 流经污水管11。结合图15所示，此时通过一始发装置将机器人吊入到一 侧竖井12内，在本实施例中，将始发装置吊送至与端部标高较高的一端 连接的竖井12内，较佳该始发装置的结构形状与污水管11的结构形状相 同，为圆管状，且始发装置远离污水管的一端设置有可调节的顶撑件，调节顶撑件以将始发装置靠近污水管一端的端面与污水管的端面相紧贴，在 机器人进入到污水管11内之前，先将临时排污管24与排污泵及对应的竖 井解除连接，将该临时排污管24穿过机器人中部的通孔再与排污泵及对 应的竖井12连接好。接着机器人通过行走装置21行走至污水管11内， 具体地，先利用后顶撑机构2121顶撑在始发装置以锁紧后壳体212，前顶 撑机构2111缩回，推进机构213推动前壳体211向前移动至清洁刷221 刚好位于污水管11的内壁面的端部处，而后启动第二驱动结构和第三驱 动结构，令清洁刷221自转并公转，以对污水管11的内壁面进行刷洗， 同时开启供水系统，通过喷水口同步进行冲洗，在第二转盘222旋转一圈 或多圈(可依实际需要进行设定)后，推进机构213继续推动前壳体211继续向前移动，移动的过程中，清洁刷221同步进行清洗，在推进到距离 为清洁刷221的宽度时停止，以使得清洁刷221对污水管11的内壁面上 新的位置进行清洗，在推进机构213推动前壳体211移动到最大行程时， 停止第二驱动结构、第三驱动结构和供水系统的运行，即停止清洗作业， 此时前壳体211已经进入到了污水管11内，将前顶撑机构2111伸出并与 污水管11锁紧，接着缩回后顶撑机构2121，推进机构213拉动后壳体212 进入到污水管11内，接着后顶撑机构2121顶出并与污水管的内壁面锁紧， 接着重复上述推进前壳体211移动和清洁刷221清洁的动作，在后壳体221 移动到一定距离时，也即机械手位于污水管11的内壁面的端部处时，结 合图7和图8所示，将装载有加固板31的运输小车25吊送至始发装置内，通过运输小车25的自行走为机械手231提供加固板31，机械手拾取加固 板31，开启第一驱动结构驱动第一转盘232旋转到指定的位置，机械手对 污水管11的内壁面的对应位置进行喷胶，结合图15和图16所示，而后 机械手231调节自身的位置而将加固板31粘贴在污水管11的内壁面上， 实现了对污水管11的加固，在加固板31拼装好一圈后，推进机构213配 合前顶撑机构和后顶撑机构将后壳体和机械手向前拉动，较佳地，拉动距 离为拼装好的一圈加固板31的宽度，运输小车25自行向着靠近机械手231 的位置移动，到位后前顶撑机构和后顶撑机构顶出与污水管锁紧，机械手 231对新的位置进行加固板的拼装。重复上述步骤，机器人可从污水管11 的一端向另一端移动行走，且在行走的过程中，前部的清洗装置22对污 水管11的内壁面进行有效的清洗，后部的拼装装置对污水管11的内壁面 粘贴加固板进行加固，实现了全程的自动化。在机器人移动到污水管的另 一端时，将与始发装置结构相似的接收装置吊送到对应的竖井12内以接 收该机器人，并将机器人吊出竖井。在污水管可重新使用时，将临时排污 管和排污泵移除即可。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员 可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应 构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的 保护范围。

Claims (6)

1.一种隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，包括：

行走装置，用于在污水管内移动；以及

装设于所述行走装置一侧的拼装装置，包括可相对于所述行走装置进行转动的机械手，所述机械手用于拾取加固板并将所拾取的加固板拼装于所述污水管的内壁面上；

所述机械手对应所述污水管的内壁面开设有涂胶喷口；

所述拼装装置还包括与所述涂胶喷口连接的供胶系统，通过所述供胶系统向所述涂胶喷口输送粘结胶以将所述粘结胶喷涂于所述污水管的内壁面上，利用粘结胶将所述加固板粘固在所述污水管的内壁面上；

还包括装设在所述行走装置另一侧的清洗装置，所述清洗装置包括可与所述污水管的内壁面相贴的清洁刷、可转动地安装于所述行走装置另一侧的第二转盘以及驱动所述第二转盘的第二驱动结构；

所述第二驱动结构驱动所述第二转盘进行旋转，使得所述第二转盘带着所述清洁刷一起旋转；

所述清洁刷通过一旋转轴可自由转动地安装于所述第二转盘上，且所述旋转轴与一第三驱动结构连接，通过所述第三驱动结构驱动所述旋转轴进行旋转，进而带动所述清洁刷进行旋转；

所述拼装装置还包括可转动地安装于所述行走装置一侧的第一转盘和驱动连接所述第一转盘的第一驱动结构，所述第一驱动结构驱动所述第一转盘进行旋转；

所述机械手安装于所述第一转盘上，并随着所述第一转盘的旋转而进行转动；

所述机械手包括固设于所述第一转盘的基座、安装于所述基座且可转动调节的第一转轴、安装于所述第一转轴且可转动调节的第二转轴、与所述第一转盘连接的第一机械臂以及可转动地安装于所述第一机械臂端部的第二机械臂；

所述第二转轴与所述第一转轴的设置方向相垂直；

所述第一机械臂的一端部套设固定于所述第二转轴上，所述第一机械臂的另一端部通过第三转轴可转动地连接所述第二机械臂；

所述第一转轴、所述第二转轴以及所述第三转轴均通过对应的驱动机构驱动旋转，且旋转的角度可控，从而实现了所述第一机械臂和所述第二机械臂的位置调节。

2.如权利要求1所述的隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，所述行走装置包括相对设置的前壳体、后壳体和支撑连接于所述前壳体和所述后壳体之间的推进机构；

所述前壳体的外周设有可伸缩调节的多个前顶撑机构，通过调节所述前顶撑机构伸出所述前壳体并顶撑于所述污水管的内壁面而将所述前壳体紧固于所述污水管；

所述后壳体的外周设有可伸缩调节的多个后顶撑机构，通过调节所述后顶撑机构伸出所述后壳体并顶撑于所述污水管的内壁面而将所述后壳体紧固于所述污水管；

所述推进机构的长度可调，通过调节所述推进机构的长度并配合所述前顶撑机构和所述后顶撑机构的伸缩调节，而实现所述前壳体和所述后壳体在污水管内的移动。

3.如权利要求2所述的隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，所述前壳体的外周套设有密封圈，所述密封圈与所述污水管的内壁面相紧贴。

4.如权利要求2所述的隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，所述前壳体和所述后壳体的中部设有相对应的通孔，以供临时排污管穿过。

5.如权利要求1所述的隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，还包括一可沿所述污水管自行走的运输小车，所述运输小车上盛放有加固板，并将所述加固板运送给所述机械手。

6.如权利要求5所述的隧道污水管加固修复用的特种机器人，其特征在于，所述运输小车上设置有激光雷达和水平传感器，所述激光雷达用于测量所述运输小车距所述机械手的距离，所述水平传感器用于检测所述运输小车的水平度。

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