CN110331776A - 一种管道清淤机器人 - Google Patents
一种管道清淤机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110331776A CN110331776A CN201910766211.9A CN201910766211A CN110331776A CN 110331776 A CN110331776 A CN 110331776A CN 201910766211 A CN201910766211 A CN 201910766211A CN 110331776 A CN110331776 A CN 110331776A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- dredging
- mud
- machine people
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000189524 Baccharis halimifolia Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F9/00—Arrangements or fixed installations methods or devices for cleaning or clearing sewer pipes, e.g. by flushing
- E03F9/002—Cleaning sewer pipes by mechanical means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种管道清淤机器人，包括中央控制单元，无线通讯单元、清淤单元、驱动单元、人机交互单元、观察单元、检测单元、供电单元，解决了目前管道清淤需要拖电线或吸污管道才可达到清淤的问题；观察单元和检测单元能够对管道内部实时图像及内部环境进行检测和反馈，确保管道内部的安全性；破碎机构能够快速高效的破碎淤泥以及大块垃圾；压缩机构和存放机构可以有效减少机器人负载，增加机器人工作时长，并且易于拆卸更换，方便清除，操作简单；移动单元采用伺服电机四轮驱动，可以防止机器人工作时打滑。
Description
技术领域
本发明涉及管道机器人领域，特别是一种管道清淤机器人。
背景技术
在日常生活中，下水管道极易被淤泥、生活垃圾、餐饮垃圾堵塞。如果清淤不及时，会导致排水不畅，暴雨等天气会出现内涝等灾害，带来不必要的损失。然而，下水管道内部环境复杂恶劣或不允许人们直接进入的，检测和清淤难度大，因此设计一款管道清淤机器人代替人工清洗是十分有必要的。
然而目前的管道清淤主要采用高压水射流清淤法、水刷清淤法、人工开挖清淤法，这些方法存在难以长时间作业、清淤效果差、工作效率低、需要拖带胶管和电线等问题。本发明舍弃了胶管和电线的束缚，配备高性能电池；可以对淤泥、杂物进行处理，使管道清淤变得比传统方法更加方便简洁。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管道清淤机器人用以解决目前管道清淤需要拖电线或吸污管道才可达到清淤的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种管道清淤机器人，包括清淤单元及其控制系统，所述清淤单元包括破碎机构，压缩机构及存放机构；
所述破碎机构包括X轴运动系统，Y轴运动系统，Z轴运动系统，Z轴旋转系统及破碎头，所述破碎头随Z轴旋转系统做旋转运动，X轴运动系统和Y轴运动系统用于确定破碎位置，Z轴运动系统用于确定破碎深度，将淤泥及大块垃圾进行破碎；
所述压缩机构包括Z轴运动系统，液压缸及其液压系统，压缩推板，所述液压缸和压缩推板Z轴运动，使压缩推板与存放机构啮合，液压缸动作，推动淤泥进入存放机构，压缩推板逐渐将内部堆积淤泥压紧，完成淤泥压缩过程；
所述存放机构包括存放主体，滑动轨道，吊环，弧形铲泥板及上活动盖板，淤泥经过弧形铲泥板进入存放主体，当存放主体装满淤泥后，将存放主体沿滑动轨道取下或通过吊环吊起，取下后打开上活动盖板将淤泥清除，清除后将存放主体再放入机器人上，机器人继续完成清淤；
所述控制系统包括：中央控制单元，无线通讯单元、清淤单元、驱动单元、人机交互单元、观察单元、检测单元及供电单元；所述中央控制单元与无线通讯单元、清淤单元、驱动单元、人机交互单元、观察单元、检测单元、供电单元连接。
所述驱动单元采用伺服电机驱动。
所述人机交互单元包括语音识别模块、麦克风、语音播放器。
所述观察单元包括高清红外摄像头、照明LED灯及3D激光扫描模块，完成对管道的实时摄像监控以及管道的三维扫描和监测。
所述检测单元有包括害气体检测模块及可燃气体检测模块，实现管道内有害气体检测。
所述的无线通讯单元包括无线视屏传输模块和WiFi模块，用于机器人下位机和控制系统上位机之间的通讯。
本发明的有益效益是：通过本管道清淤机器人，解决了目前管道清淤需要拖电线或吸污管道才可达到清淤的问题；观察单元和检测单元能够对管道内部实时图像及内部环境进行检测和反馈，确保管道内部的安全性；破碎机构能够快速高效的破碎淤泥以及大块垃圾；压缩机构和存放机构可以有效减少机器人负载，增加机器人工作时长，并且易于拆卸更换，方便清除，操作简单；移动单元采用伺服电机四轮驱动，可以防止机器人工作时打滑。
附图说明
图1为本发明控制系统原理框架示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明整体俯视结构示意图；
图4为本发明清淤单元破碎机构结构示意图；
图5为本发明清淤单元压缩机构结构示意图；
图6为本发明清淤单元存放机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，以具体阐述本技术方案。
如图1所示，本发明一种管道清淤机器人由中央控制单元1与无线通讯单元2，清淤单元3，驱动单元4，人机交互单元5，观察单元6，检测单元7，供电单元8连接，实现各个单元的信息采集及处理控制，实现管道内部清淤功能。
其中，机器人中央控制单元1采用微型控制器芯片，从而完成数据采集和处理，控制各个单元完成相关功能。
机器人无线通讯单元2通过无线模块实现多种无线通讯。图像采集系统使用无线视屏传输模块，操作控制部分采用无线遥控模块。
如图2所示，机器人清淤单元3由破碎机构31，压缩机构32，存放机构33构成，用来完成管道的清淤功能。
如图4所示，机器人破碎机构31用于完成大块淤泥的破碎及松动。当机器人进入管道清淤时，根据内部淤泥情况，破碎头315随Z轴旋转系统314做旋转运动，X轴运动系统311和Y轴运动系统312确定破碎位置，Z轴运动系统313确定破碎深度，整个机构配合，可以完全将淤泥及大块垃圾破碎并松动。
机器人破碎机构31的破碎头315采用硬质合金钻头。硬质合金能适应较复杂环境，可选择较高的转速，可以破碎较硬的物体；精选合金钻头专用的高性能合金刀片，可有效减少崩刀，具有良好的耐磨性；多层几何切削端刃，提高排泄性能，保持较小的破碎阻力。
如图5所示，机器人压缩机构32完成淤泥的压缩打包。当松动破碎的淤泥经过通道进入存放机构中，液压缸322和压缩推板323通过固定连接板321沿Z轴运动系统324运动，使压缩推板323与存放机构33啮合，液压缸322动作，推动淤泥进入存放机构33，随着存放机构33内淤泥的堆积，压缩推板323逐渐将内部淤泥压紧，完成淤泥压缩过程。
如图6所示，机器人存放机构完成淤泥的存放。淤泥经过弧形铲泥板334进入存放主体331，当存放主体331装满淤泥后，机器人返回出发点，工作人员将存放主体331沿滑动轨道332取下或通过吊环333吊起，取下后打开上活动盖板335将淤泥清除，清除后将存放主体331再放入机器人上，机器人继续完成清淤。
如图2所示，机器人驱动单元4采用伺服电机41驱动实现机器人在管道内移动并完成相关工作。
如图3所示，机器人人机交互单元5实现人与机器人之间的信息交换，由语音识别模块51、麦克风52、语音播放器53组成。
如图3、图4所示，机器人观察单元6完成对管道的实时摄像监控以及管道的三维扫描和监测。观察单元6通过高清红外摄像头61、照明LED灯62实现图像数据实时采集。3D激光扫描模块63可以构建管道内三维模型，完成智能化清淤。
机器人检测单元7实现管道内有害气体检测，温湿度检测，实现机器人自身的检测障碍物、识别方向和自身状态，实现机器人防止跌落。通过有害气体检测模块71、可燃气体检测模块72检测管道内气体含量比例，确定人员是否可进入。
机器人供电单元8用来对整个机器人系统的供电，电压转换和剩余电量检测，并自动完成到指定区域充电。通过高性能锂电池组为机器人整个系统提供电能。通过电池组充电器完成电池组连接充电，当要求持续运行时，也可进行电池组拆换。充电区域识别采用有源RFID定位技术。
本发明管道清淤机器人可以进行模式选择，有手动模式和自动模式两种。手动模式需要操作员在操作台或手持设备上进行观察、操作等功能。自动模式运行下，机器人根据观察单元6采集到的实时图像信息以及三维建模图纸，中央控制单元1分析后，根据管道内淤泥和自身电量等情况，自主规划清淤路线，清淤结束后回到清淤起点，方便操作员取走机器人结束清淤、更换电池、更换存放主体等，机器人具有数据记录功能，可避免多次重复清淤；在自动模式下，根据电源检测控制器所检测电池电量，经中央控制单元1处理数据后，判断电池电量是否充足，如果电量不足，机器人发出电量不足报警，并自动回到清淤起点，当电池充满或更换后再次清淤时，自动回到上次中断清淤的位置，完成未清淤区域。
Claims (6)
1.一种管道清淤机器人，包括清淤单元及其控制系统，其特征在于，所述清淤单元包括破碎机构，压缩机构及存放机构；
所述破碎机构包括X轴运动系统，Y轴运动系统，Z轴运动系统，Z轴旋转系统及破碎头，所述破碎头随Z轴旋转系统做旋转运动，X轴运动系统和Y轴运动系统用于确定破碎位置，Z轴运动系统用于确定破碎深度，将淤泥及大块垃圾进行破碎；
所述压缩机构包括Z轴运动系统，液压缸及其液压系统，压缩推板，所述液压缸和压缩推板Z轴运动，使压缩推板与存放机构啮合，液压缸动作，推动淤泥进入存放机构，压缩推板逐渐将内部堆积淤泥压紧，完成淤泥压缩过程；
所述存放机构包括存放主体，滑动轨道，吊环，弧形铲泥板及上活动盖板，淤泥经过弧形铲泥板进入存放主体，当存放主体装满淤泥后，将存放主体沿滑动轨道取下或通过吊环吊起，取下后打开上活动盖板将淤泥清除，清除后将存放主体再放入机器人上，机器人继续完成清淤；
所述控制系统包括：中央控制单元，无线通讯单元、清淤单元、驱动单元、人机交互单元、观察单元、检测单元及供电单元；所述中央控制单元与无线通讯单元、清淤单元、驱动单元、人机交互单元、观察单元、检测单元、供电单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道清淤机器人，其特征在于，所述驱动单元采用伺服电机驱动。
3.根据权利要求1所述的一种管道清淤机器人，其特征在于，所述人机交互单元包括语音识别模块、麦克风、语音播放器。
4.根据权利要求1所述的一种管道清淤机器人，其特征在于，所述观察单元包括高清红外摄像头、照明LED灯及3D激光扫描模块，完成对管道的实时摄像监控以及管道的三维扫描和监测。
5.根据权利要求1所述的一种管道清淤机器人，其特征在于，所述检测单元有包括害气体检测模块及可燃气体检测模块，实现管道内有害气体检测。
6.根据权利要求1所述的一种管道清淤机器人，其特征在于，所述的无线通讯单元包括无线视屏传输模块和WiFi模块，用于机器人下位机和控制系统上位机之间的通讯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910766211.9A CN110331776A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种管道清淤机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910766211.9A CN110331776A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种管道清淤机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110331776A true CN110331776A (zh) | 2019-10-15 |
Family
ID=68149931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910766211.9A Pending CN110331776A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种管道清淤机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110331776A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111871984A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-03 | 浙江勤奋建设有限公司 | 一种检测管道优劣的专用设备及其使用方法 |
| CN114991298A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 华中科技大学 | 一种城市排水管道检测与清淤智能机器人及工作方法 |
| CN117966876A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-03 | 福建巨联环境科技股份有限公司 | 一种基于机器人技术的管网清淤检测方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179184A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Hamada:Kk | 浚渫装置 |
| CN103981942A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-13 | 李成群 | 一种管道清淤方法及管道清淤机器人 |
| CN107803372A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-03-16 | 浙江大学苏州工业技术研究院 | 一种管道自适应清淤机器人 |
| CN207228308U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-04-13 | 天津大力金刚科技有限公司 | 履带式管道清淤机器人及系统 |
| CN207499138U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-06-15 | 天津大力金刚科技有限公司 | 管道清淤机器人及系统 |
| CN108797787A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 安徽佳明环保科技股份有限公司 | 基于物联网的城市管道智能清淤装置 |
-
2019
- 2019-08-19 CN CN201910766211.9A patent/CN110331776A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179184A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Hamada:Kk | 浚渫装置 |
| CN103981942A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-13 | 李成群 | 一种管道清淤方法及管道清淤机器人 |
| CN207499138U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-06-15 | 天津大力金刚科技有限公司 | 管道清淤机器人及系统 |
| CN207228308U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-04-13 | 天津大力金刚科技有限公司 | 履带式管道清淤机器人及系统 |
| CN107803372A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-03-16 | 浙江大学苏州工业技术研究院 | 一种管道自适应清淤机器人 |
| CN108797787A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 安徽佳明环保科技股份有限公司 | 基于物联网的城市管道智能清淤装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111871984A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-03 | 浙江勤奋建设有限公司 | 一种检测管道优劣的专用设备及其使用方法 |
| CN111871984B (zh) * | 2020-06-29 | 2022-12-06 | 浙江勤奋建设有限公司 | 一种检测管道优劣的专用设备及其使用方法 |
| CN114991298A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 华中科技大学 | 一种城市排水管道检测与清淤智能机器人及工作方法 |
| CN117966876A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-03 | 福建巨联环境科技股份有限公司 | 一种基于机器人技术的管网清淤检测方法及系统 |
| CN117966876B (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-31 | 福建巨联环境科技股份有限公司 | 一种基于机器人技术的管网清淤检测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110331776A (zh) | 一种管道清淤机器人 | |
| CN107060277A (zh) | 一种楼宇垃圾收集系统 | |
| CN103422481B (zh) | 一种湖、塘杂物清理机 | |
| CN207499138U (zh) | 管道清淤机器人及系统 | |
| CN107745893B (zh) | 一种交互式智能清理垃圾箱 | |
| CN110979575B (zh) | 一种智能化自供电式水面垃圾清理系统及工作方法 | |
| CN206888471U (zh) | 一种楼宇垃圾收集系统 | |
| CN104773416B (zh) | 一种智能垃圾回收装置 | |
| CN108978553A (zh) | 自动垃圾收集设备及自动垃圾收集方法 | |
| CN110786785A (zh) | 一种基于物联网的垃圾清理收集系统及方法 | |
| CN204399868U (zh) | 一种分类地埋垃圾箱智能控制系统 | |
| CN206327542U (zh) | 水上作业清污船 | |
| CN210879631U (zh) | 一种电驱移动式隧道开挖清淤工业机器人装置 | |
| CN107217735B (zh) | 一种管道清理机器人及其使用方法 | |
| CN106671089A (zh) | 一种电缆通道实景可视化多功能作业机器人 | |
| CN209686569U (zh) | 一种管道内部自动维护设备 | |
| CN110722536A (zh) | 一种电驱移动式隧道开挖清淤工业机器人装置和方法 | |
| CN209049858U (zh) | 一种垃圾渗滤液导排管疏通设备 | |
| CN211030019U (zh) | 一种小区多功能清扫机器人 | |
| CN205077435U (zh) | 一种路面清扫装置 | |
| CN206068088U (zh) | 一种水面智能无人清洁艇 | |
| CN210342056U (zh) | 市政暗渠清障机器人外形及各模块化构造 | |
| CN212000974U (zh) | 一种水利工程用河道清理装置 | |
| CN212078216U (zh) | 一种建筑管道淤泥清理装置 | |
| CN210681925U (zh) | 一种自动行走垃圾收集车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191015 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |