CN111981244A - 一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人 - Google Patents

Abstract

一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，包括本体、蓄电池组、发电装置、充电状态切换装置、清洗装置和PLC控制器，本体同中心设置在煤炭输送管道内，蓄电池组、发电装置、充电状态切换装置、清洗装置和PLC控制器均固定安装在本体上，本体的前侧部和后侧部均固定安装有驱动装置，发电装置与蓄电池组通过防水充电电缆电连接，蓄电池组分别与PLC控制器、充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水通电电缆电连接，PLC控制器分别与充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水信号电缆信号连接。本发明通过水流动力发电，能根据需要进行切换快速充电，煤炭输送管道内壁上的杂质经两次刮除清理，清理彻底。

Description

一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人

技术领域

本发明涉及煤炭输送领域，具体的说，涉及一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人。

背景技术

当煤炭管线常年运行时，管道内壁会附着大量的杂志使管径变小，运输阻力变大，极大的影响了煤炭的输送。严重时有出现管道拥堵的可能性，导致运输阻力增加，输送量降低，造成年耗电量快速增加，大规模运输管线的运输成本年经济损失甚至超过上百万，因此，清除煤炭输送管道内壁上的杂质，保证煤炭输送管道的正常运行，从而降低能耗，提高管道输送能力，对提高煤炭运输系统具有重要的意义。

煤炭输送管道的清洗工作常采用管道清洗机器人来完成，管道清洗机器人工作需要电源，供电方式可选择外接电源线供电，也可以选择携带电池供电，由于管道清洗机器人要长距离工作，外部电线很不方便，而电池携带的电量有限，不能保证管道清洗机器人长距离、长时间连续作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，本发明通过水流动力发电，能根据需要进行切换快速充电，煤炭输送管道内壁上的杂质经两次刮除清理，清理彻底。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，包括本体、蓄电池组、发电装置、充电状态切换装置、清洗装置和PLC控制器，本体为长方体棱柱结构，本体的长度方向沿前后方向水平设置，本体同中心设置在煤炭输送管道内，煤炭输送管道的前端与水源通过水泵连接，煤炭输送管道内的水自前向后流动，蓄电池组和PLC控制器固定安装在本体上，蓄电池组和PLC控制器的外部均固定设置有防水罩，发电装置固定安装在本体的中部，充电状态切换装置安装在本体上且位于发电装置的前方，清洗装置安装在本体上并与煤炭输送管道的内壁接触，本体的前侧部和后侧部均固定安装有用于驱动本体自后向前移动的驱动装置，两套驱动装置的结构相同且前后对称设置，发电装置与蓄电池组通过防水充电电缆电连接，蓄电池组分别与PLC控制器、充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水通电电缆电连接，PLC控制器分别与充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水信号电缆信号连接。

本体包括第一连接体、第二连接体和第三连接体，第一连接体、第二连接体和第三连接体均为长方体棱柱结构且由前至后依次设置，第一连接体的后侧面中部一体成型有第一连接柱，第三连接体的前侧面中部一体成型有第二连接柱，第二连接体的前侧面中部开设有第一螺纹盲孔，第二连接体的后侧面中部开设有第二螺纹盲孔，第一连接柱的长度大于第一螺纹盲孔的深度，第二连接柱的长度大于第二螺纹盲孔的深度，第一连接柱的后侧部螺纹连接在第一螺纹盲孔中，第二连接柱的前侧部螺纹连接在第二螺纹盲孔中，第一连接体、第一连接柱、第二连接体、第三连接体和第二连接柱均同中心开设有前后对应通透的导向通孔，蓄电池组固定安装在第二连接体上，PLC控制器固定安装在第三连接体上。

发电装置包括四个微型发电机，四个微型发电机分别固定安装在第二本体的中部四个侧面上，四个微型发电机的中心轴均沿前后方向水平设置，每个微型发电机的中心轴前端均固定安装有发电叶轮，四个微型发电机均与蓄电池组通过防水充电电缆电连接。

充电状态切换装置包括状态切换板、过水板和状态切换步进电机，状态切换板和过水板均为圆盘形，状态切换板和过水板的中心均套装设置在第一连接体的后侧面和第二连接体的前侧面之间的第一连接柱上，状态切换板的后侧面与过水板的前侧面接触，状态切换板通过第一轴承与第一连接柱转动连接，过水板与第一连接柱固定连接，过水板和状态切换板的外圆均与煤炭输送管道的内壁滑动配合，状态切换板的外边缘部沿周向均匀开设有八个第一过水孔，状态切换板的内边缘部沿周向均匀开设有四个第二过水孔，第一过水孔的孔径大于第二过水孔的孔径，过水板的外边缘部沿周向均匀开设有八个第三过水孔，过水板的内边缘部沿周向均匀开设有四个第四过水孔，第三过水孔的孔径等于第一过水孔的孔径，第四过水孔的孔径等于第二过水孔的孔径，八个第一过水孔分别与八个第三过水孔前后一一对应贯通，每个第二过水孔的中心分别与相邻的一个第四过水孔的中心沿过水板的圆周方向均错位22.5°，状态切换步进电机固定安装在第一连接体上，状态切换步进电机的输出轴与过水板的中心线平行，状态切换板的前方设置有与状态切换板平行的四分之一圆弧段内齿圈，四分之一圆弧段内齿圈与状态切换板之间通过第三连接柱固定连接，状态切换步进电机的输出轴后侧部固定安装有与四分之一圆弧段内齿圈啮合传动连接的第一主动齿轮；

蓄电池组与状态切换步进电机通过防水通电电缆电连接，PLC控制器与状态切换步进电机通过防水信号电缆信号连接。

清洗装置包括减速电机、清洗圆环盘和从动内齿圈，减速电机固定安装在第三连接体上，清洗圆环盘通过第二轴承转动安装在位于第二连接体的后侧面和第三连接体的前侧面之间的第二连接柱上，从动内齿圈同中心套在第三连接体的前侧外部，从动内齿圈的前侧面和清洗圆环盘的后侧面固定连接，从动内齿圈和清洗圆环盘的中心线重合且外径相等，减速电机的输出轴与从动内齿圈的中心线平行，减速电机的输出轴前侧部伸入到从动内齿圈的内圆中且固定安装有与从动内齿圈啮合传动的第二主动齿轮，清洗圆环盘的外圆周上固定连接有若干个与煤炭输送管道内壁摩擦接触且圆周阵列设置的清理块。

前侧的驱动装置包括第一贯通式丝杠步进电机、第一中心丝杠和第一固定盘，第一贯通式丝杠步进电机同中心固定安装在第一连接体的前侧面上，第一中心丝杠同中心沿前后方向水平穿过第一贯通式丝杠步进电机的中空转轴并与第一贯通式丝杠步进电机的中空转轴螺纹传动连接，第一中心丝杠的后侧部伸入到第一连接体的导向通孔中，第一固定盘竖向设置，第一固定盘同中心固定安装在第一中心丝杠的前侧部，第一固定盘的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第一电动推杆，各个第一电动推杆的伸缩杆分别对应沿第一固定盘的径向朝向煤炭输送管道的内壁伸缩设置，各个第一电动推杆的伸缩杆端部均固定安装有第一摩擦块；

后侧的驱动装置包括第二贯通式丝杠步进电机、第二中心丝杠和第二固定盘，第二贯通式丝杠步进电机同中心固定安装在第三连接体的后侧面上，第二中心丝杠同中心沿前后方向水平穿过第二贯通式丝杠步进电机的中空转轴并与第二贯通式丝杠步进电机的中空转轴螺纹传动连接，第二中心丝杠的后侧部伸入到第三连接体的导向通孔中，第二固定盘竖向设置，第二固定盘同中心固定安装在第二中心丝杠的前侧部，第二固定盘的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第二电动推杆，各个第二电动推杆的伸缩杆分别对应沿第二固定盘的径向朝向煤炭输送管道的内壁伸缩设置，各个第二电动推杆的伸缩杆端部均固定安装有第二摩擦块；

蓄电池组分别与第一贯通式丝杠步进电机、各个第一电动推杆、第二贯通式丝杠步进电机和各个第二电动推杆通过防水通电电缆电连接，PLC控制器分别与第一贯通式丝杠步进电机、各个第一电动推杆、第二贯通式丝杠步进电机和各个第二电动推杆通过防水信号电缆信号连接。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明设置在煤炭输送管道内，为清洗煤炭输送管道的内壁，通过水泵向煤炭输送管道内持续泵入水，该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人沿着煤炭输送管道逆水行进，当蓄电池组的电能不足而需要充电时，该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人固定停止清理工作，PLC控制器控制状态切换步进电机动作，状态切换步进电机的输出轴带动第一主动齿轮转动一定角度，第一主动齿轮传动四分之一圆弧段内齿圈转动22.5°，四分之一圆弧段内齿圈带动状态切换板转动22.5°，使各个第二过水孔分别与各个第四过水孔前后一一对应，各个第一过水孔分别与各个第三过水孔前后错位22.5°，进而使水自前向后通过各个第二过水孔和各个第四过水孔，由于第二过水孔和第四过水孔的孔径较小，则水流的速度便会增大，高速流动的水便会冲击各个发电叶轮，各个发电叶轮便分别带动四个微型发电机的中心轴一起高速旋转，使四个微型发电机增大发电量，并将电能通过防水充电电缆储存到蓄电池组中，完成对蓄电池组的快速充电，蓄电池组充满电后，PLC控制器控制状态切换步进电机反向动作，状态切换步进电机的输出轴带动第一主动齿轮反向转动一定角度，四分之一圆弧段内齿圈带动状态切换板反向转动22.5°，使各个第一过水孔分别与各个第三过水孔前后一一对应，各个第二过水孔分别与各个第四过水孔前后错位22.5°，则水自前向后通过各个第一过水孔和各个第三过水孔，由于第一过水孔和第三过水孔的孔径较大，则水流的速度便会减小，能够有效减小该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人在煤炭输送管道内的前进阻力，而该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人在行进过程中，四个微型发电机仍然工作并辅助发电，蓄电池组通过防水通电电缆提供电能给PLC控制器、状态切换步进电机、减速电机、第一贯通式丝杠步进电机、各个第一电动推杆、第二贯通式丝杠步进电机和各个第二电动推杆，保证该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人能够长期稳定工作，解决了传统有缆方式或无缆方式管道机器人在供电等问题上的不足，使管道机器人能更可靠地在管道内长时间、远距离的连续作业；

清洗工作时，首先，PLC控制器控制各个第一电动推杆动作，使各个第一电动推杆的伸缩杆分别朝向煤炭输送管道的内壁伸出直至各块第一摩擦块顶压在煤炭输送管道的内壁上，使第一固定盘相对煤炭输送管道固定，同时，PLC控制器控制各个第二电动推杆反向动作，使各个第二电动推杆的伸缩杆分别缩回，使各个第二摩擦块与煤炭输送管道的内壁分离，则第二固定盘相对煤炭输送管道能够移动，然后，PLC控制器控制第一贯通式丝杠步进电机动作，使第一贯通式丝杠步进电机相对第一中心丝杠向前移动，第一贯通式丝杠步进电机便带动本体（第一连接体、第二连接体和第三连接体）一起向前移动，直至第一贯通式丝杠步进电机移动至与第一固定盘接触时，第一贯通式丝杠步进电机停止，同时，PLC控制器控制第二贯通式丝杠步进电机反向动作，第二贯通式丝杠步进电机驱动第二中心丝杠向前移动，第二中心丝杠的前侧部伸入到第三连接体的导向通孔中，第二中心丝杠带动第二固定盘一起向前移动，直至第二固定盘与第二贯通式丝杠步进电机接触时，第二贯通式丝杠步进电机停止，接着，PLC控制器控制各个第一电动推杆反向动作，使各个第一电动推杆的伸缩杆缩回，各个第一摩擦块与煤炭输送管道的内壁分离，则第一固定盘相对煤炭输送管道能够移动，同时，PLC控制器控制各个第二电动推杆动作，使各个第二电动推杆的伸缩杆分别朝向煤炭输送管道的内壁伸出直至各块第二摩擦块顶压在煤炭输送管道的内壁上，使第二固定盘相对煤炭输送管道固定，同理，PLC控制器控制第一贯通式丝杠步进电机反向动作，使第一中心丝杠相对第一贯通式丝杠步进电机向前移动，直至第一中心丝杠向前移动的距离接近其长度时，第一中心丝杠的后端移动至第一贯通式丝杠步进电机处，第一贯通式丝杠步进电机停止，同时，PLC控制器控制第二贯通式丝杠步进电机动作，第二贯通式丝杠步进电机相对第二中心丝杠向前移动，第二贯通式丝杠步进电机便带动本体（第一连接体、第二连接体和第三连接体）一起向前移动，直至第二贯通式丝杠步进电机移动到第二中心丝杠的前端，第二贯通式丝杠步进电机停止，如此，重复以上过程，便可以实现该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人的连续分段式向前移动；

在该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人连续分段式向前移动过程中，过水板和状态切换板的外侧边便会对煤炭输送管道内壁上杂质初步刮除清理，同时，PLC控制器减速电机转动，减速电机的输出轴带动第二主动齿轮高速转动，第二主动齿轮驱动从动内齿圈高速转动，从动内齿圈带动清洗圆环盘一起转动，则清洗圆环盘外圆周上的各个清理块随清洗圆环盘一起高速转动，各个清理块便对经初步刮除清理后煤炭输送管道内壁上的剩余杂质进行二次精细刮除清理，清理下来的杂质便会随水流冲洗出去。

采用四个微型发电机给蓄电池组充电，即使本体发生旋转或者水流减小的条件下，始终保证至少有一个微型发电机处于工作状态，保证充电持续，提高该流体驱动式煤炭输送管道清理疏通机器人的工作可靠性。

综上所述，本发明通过水流动力发电，能根据需要进行切换快速充电，煤炭输送管道内壁上的杂质经两次刮除清理，清理彻底。

附图说明

图1是本发明在煤炭输送管道内的工作示意图。

图2是本发明的结构示意图一。

图3是本发明的结构示意图二。

图4是本体和两套驱动装置的剖视图。

图5是本发明的清洗装置的结构示意图。

图6是本发明的充电状态切换装置的前侧轴测图。

图7是本发明的充电状态切换装置的后侧轴测图。

图8是本发明的状态切换板的结构示意图。

图9是本发明的过水板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

以图1中右侧为前侧。

如图1-图9所示，一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，包括本体、蓄电池组1、发电装置、充电状态切换装置、清洗装置和PLC控制器2，本体为长方体棱柱结构，本体的长度方向沿前后方向水平设置，本体同中心设置在煤炭输送管道3内，煤炭输送管道3的前端与水源通过水泵连接，煤炭输送管道3内的水自前向后流动，蓄电池组1和PLC控制器2固定安装在本体上，蓄电池组1和PLC控制器2的外部均固定设置有防水罩，发电装置固定安装在本体的中部，充电状态切换装置安装在本体上且位于发电装置的前方，清洗装置安装在本体上并与煤炭输送管道3的内壁接触，本体的前侧部和后侧部均固定安装有用于驱动本体自后向前移动的驱动装置，两套驱动装置的结构相同且前后对称设置，发电装置与蓄电池组1通过防水充电电缆电连接，蓄电池组1分别与PLC控制器2、充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水通电电缆电连接，PLC控制器2分别与充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水信号电缆信号连接。水泵、防水罩、防水充电电缆、防水通电电缆和防水信号电缆在图中均未示。

本体包括第一连接体4、第二连接体5和第三连接体6，第一连接体4、第二连接体5和第三连接体6均为长方体棱柱结构且由前至后依次设置，第一连接体4的后侧面中部一体成型有第一连接柱7，第三连接体6的前侧面中部一体成型有第二连接柱8，第二连接体5的前侧面中部开设有第一螺纹盲孔，第二连接体5的后侧面中部开设有第二螺纹盲孔，第一连接柱7的长度大于第一螺纹盲孔的深度，第二连接柱8的长度大于第二螺纹盲孔的深度，第一连接柱7的后侧部螺纹连接在第一螺纹盲孔中，第二连接柱8的前侧部螺纹连接在第二螺纹盲孔中，第一连接体4、第一连接柱7、第二连接体5、第三连接体6和第二连接柱8均同中心开设有前后对应通透的导向通孔9，蓄电池组1固定安装在第二连接体5上，PLC控制器2固定安装在第三连接体6上。

发电装置包括四个微型发电机10，四个微型发电机10分别固定安装在第二本体的中部四个侧面上，四个微型发电机10的中心轴均沿前后方向水平设置，每个微型发电机10的中心轴前端均固定安装有发电叶轮11，四个微型发电机10均与蓄电池组1通过防水充电电缆电连接。

充电状态切换装置包括状态切换板12、过水板13和状态切换步进电机14，状态切换板12和过水板13均为圆盘形，状态切换板12和过水板13的中心均套装设置在第一连接体4后侧面和第二连接体5前侧面之间的第一连接柱7上，状态切换板12的后侧面与过水板13的前侧面接触，状态切换板12通过第一轴承15与第一连接柱7转动连接，过水板13与第一连接柱7固定连接，过水板13和状态切换板12的外圆均与煤炭输送管道3的内壁滑动配合，状态切换板12的外边缘部沿周向均匀开设有八个第一过水孔16，状态切换板12的内边缘部沿周向均匀开设有四个第二过水孔17，第一过水孔16的孔径大于第二过水孔17的孔径，过水板13的外边缘部沿周向均匀开设有八个第三过水孔18，过水板13的内边缘部沿周向均匀开设有四个第四过水孔19，第三过水孔18的孔径等于第一过水孔16的孔径，第四过水孔19的孔径等于第二过水孔17的孔径，八个第一过水孔16分别与八个第三过水孔18前后一一对应贯通，每个第二过水孔17的中心分别与相邻的一个第四过水孔19的中心沿过水板13的圆周方向均错位22.5°，状态切换步进电机14固定安装在第一连接体4上，状态切换步进电机14的输出轴与过水板13的中心线平行，状态切换板12的前方设置有与状态切换板12平行的四分之一圆弧段内齿圈20，四分之一圆弧段内齿圈20与状态切换板12之间通过第三连接柱21固定连接，状态切换步进电机14的输出轴后侧部固定安装有与四分之一圆弧段内齿圈20啮合传动连接的第一主动齿轮22；

蓄电池组1与状态切换步进电机14通过防水通电电缆电连接，PLC控制器2与状态切换步进电机14通过防水信号电缆信号连接。

清洗装置包括减速电机23、清洗圆环盘24和从动内齿圈25，减速电机23固定安装在第三连接体6上，清洗圆环盘24通过第二轴承38转动安装在位于第二连接体5的后侧面和第三连接体6的前侧面之间的第二连接柱8上，从动内齿圈25同中心套在第三连接体6的前侧外部，从动内齿圈25的前侧面和清洗圆环盘24的后侧面固定连接，从动内齿圈25和清洗圆环盘24的中心线重合且外径相等，减速电机23的输出轴与从动内齿圈25的中心线平行，减速电机23的输出轴前侧部伸入到从动内齿圈25的内圆中且固定安装有与从动内齿圈25啮合传动的第二主动齿轮26，清洗圆环盘24的外圆周上固定连接有若干个与煤炭输送管道3内壁摩擦接触且圆周阵列设置的清理块27。

前侧的驱动装置包括第一贯通式丝杠步进电机28、第一中心丝杠29和第一固定盘30，第一贯通式丝杠步进电机28同中心固定安装在第一连接体4的前侧面上，第一中心丝杠29同中心沿前后方向水平穿过第一贯通式丝杠步进电机28的中空转轴并与第一贯通式丝杠步进电机28的中空转轴螺纹传动连接，第一中心丝杠29的后侧部伸入到第一连接体4的导向通孔9中，第一固定盘30竖向设置，第一固定盘30同中心固定安装在第一中心丝杠29的前侧部，第一固定盘30的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第一电动推杆31，各个第一电动推杆31的伸缩杆分别对应沿第一固定盘30的径向朝向煤炭输送管道3的内壁伸缩设置，各个第一电动推杆31的伸缩杆端部均固定安装有第一摩擦块32；

后侧的驱动装置包括第二贯通式丝杠步进电机33、第二中心丝杠34和第二固定盘35，第二贯通式丝杠步进电机33同中心固定安装在第三连接体6的后侧面上，第二中心丝杠34同中心沿前后方向水平穿过第二贯通式丝杠步进电机33的中空转轴并与第二贯通式丝杠步进电机33的中空转轴螺纹传动连接，第二中心丝杠34的后侧部伸入到第三连接体6的导向通孔9中，第二固定盘35竖向设置，第二固定盘35同中心固定安装在第二中心丝杠34的前侧部，第二固定盘35的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第二电动推杆36，各个第二电动推杆36的伸缩杆分别对应沿第二固定盘35的径向朝向煤炭输送管道3的内壁伸缩设置，各个第二电动推杆36的伸缩杆端部均固定安装有第二摩擦块37；

蓄电池组1分别与第一贯通式丝杠步进电机28、各个第一电动推杆31、第二贯通式丝杠步进电机33和各个第二电动推杆36通过防水通电电缆电连接，PLC控制器2分别与第一贯通式丝杠步进电机28、各个第一电动推杆31、第二贯通式丝杠步进电机33和各个第二电动推杆36通过防水信号电缆信号连接。

本发明设置在煤炭输送管道3内，为清洗煤炭输送管道3的内壁，通过水泵向煤炭输送管道3内持续泵入水，该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人沿着煤炭输送管道3逆水行进，当蓄电池组1的电能不足而需要充电时，该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人固定停止清理工作，PLC控制器2控制状态切换步进电机14动作，状态切换步进电机14的输出轴带动第一主动齿轮22转动一定角度，第一主动齿轮22传动四分之一圆弧段内齿圈20转动22.5°，四分之一圆弧段内齿圈20带动状态切换板12转动22.5°，使各个第二过水孔17分别与各个第四过水孔19前后一一对应，各个第一过水孔16分别与各个第三过水孔18前后错位22.5°，进而使水自前向后通过各个第二过水孔17和各个第四过水孔19，由于第二过水孔17和第四过水孔19的孔径较小，则水流的速度便会增大，高速流动的水便会冲击各个发电叶轮11，各个发电叶轮11便分别带动四个微型发电机10的中心轴一起高速旋转，使四个微型发电机10增大发电量，并将电能通过防水充电电缆储存到蓄电池组1中，完成对蓄电池组1的快速充电，蓄电池组1充满电后，PLC控制器2控制状态切换步进电机14反向动作，状态切换步进电机14的输出轴带动第一主动齿轮22反向转动一定角度，四分之一圆弧段内齿圈20带动状态切换板12反向转动22.5°，使各个第一过水孔16分别与各个第三过水孔18前后一一对应，各个第二过水孔17分别与各个第四过水孔19前后错位22.5°，则水自前向后通过各个第一过水孔16和各个第三过水孔18，由于第一过水孔16和第三过水孔18的孔径较大，则水流的速度便会减小，能够有效减小该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人在煤炭输送管道3内的前进阻力，而该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人在行进过程中，四个微型发电机仍然工作并辅助发电，蓄电池组1通过防水通电电缆提供电能给PLC控制器2、状态切换步进电机14、减速电机23、第一贯通式丝杠步进电机28、各个第一电动推杆31、第二贯通式丝杠步进电机33和各个第二电动推杆36，保证该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人能够长期稳定工作，解决了传统有缆方式或无缆方式管道机器人在供电等问题上的不足，使管道机器人能更可靠地在管道内长时间、远距离的连续作业；

清洗工作时，首先，PLC控制器2控制各个第一电动推杆31动作，使各个第一电动推杆31的伸缩杆分别朝向煤炭输送管道3的内壁伸出直至各块第一摩擦块32顶压在煤炭输送管道3的内壁上，使第一固定盘30相对煤炭输送管道3固定，同时，PLC控制器2控制各个第二电动推杆36反向动作，使各个第二电动推杆36的伸缩杆分别缩回，使各个第二摩擦块37与煤炭输送管道3的内壁分离，则第二固定盘35相对煤炭输送管道3能够移动，然后，PLC控制器2控制第一贯通式丝杠步进电机28动作，使第一贯通式丝杠步进电机28相对第一中心丝杠29向前移动，第一贯通式丝杠步进电机28便带动本体（第一连接体4、第二连接体5和第三连接体6）一起向前移动，直至第一贯通式丝杠步进电机28移动至与第一固定盘30接触时，第一贯通式丝杠步进电机28停止，同时，PLC控制器2控制第二贯通式丝杠步进电机33反向动作，第二贯通式丝杠步进电机33驱动第二中心丝杠34向前移动，第二中心丝杠34的前侧部伸入到第三连接体6的导向通孔9中，第二中心丝杠34带动第二固定盘35一起向前移动，直至第二固定盘35与第二贯通式丝杠步进电机33接触时，第二贯通式丝杠步进电机33停止，接着，PLC控制器2控制各个第一电动推杆31反向动作，使各个第一电动推杆31的伸缩杆缩回，各个第一摩擦块32与煤炭输送管道3的内壁分离，则第一固定盘30相对煤炭输送管道3能够移动，同时，PLC控制器2控制各个第二电动推杆36动作，使各个第二电动推杆36的伸缩杆分别朝向煤炭输送管道3的内壁伸出直至各块第二摩擦块37顶压在煤炭输送管道3的内壁上，使第二固定盘35相对煤炭输送管道3固定，同理，PLC控制器2控制第一贯通式丝杠步进电机28反向动作，使第一中心丝杠29相对第一贯通式丝杠步进电机28向前移动，直至第一中心丝杠29向前移动的距离接近其长度时，第一中心丝杠29的后端移动至第一贯通式丝杠步进电机28处，第一贯通式丝杠步进电机28停止，同时，PLC控制器2控制第二贯通式丝杠步进电机33动作，第二贯通式丝杠步进电机33相对第二中心丝杠34向前移动，第二贯通式丝杠步进电机33便带动本体（第一连接体4、第二连接体5和第三连接体6）一起向前移动，直至第二贯通式丝杠步进电机33移动到第二中心丝杠34的前端，第二贯通式丝杠步进电机33停止，如此，重复以上过程，便可以实现该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人的连续分段式向前移动；

在该快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人连续分段式向前移动过程中，过水板13和状态切换板12的外侧边便会对煤炭输送管道3内壁上杂质初步刮除清理，同时，PLC控制器2减速电机23转动，减速电机23的输出轴带动第二主动齿轮26高速转动，第二主动齿轮26驱动从动内齿圈25高速转动，从动内齿圈25带动清洗圆环盘24一起转动，则清洗圆环盘24外圆周上的各个清理块27随清洗圆环盘24一起高速转动，各个清理块27便对经初步刮除清理后煤炭输送管道3内壁上的剩余杂质进行二次精细刮除清理，清理下来的杂质便会随水流冲洗出去。

采用四个微型发电机10给蓄电池组1充电，即使本体发生旋转或者水流减小的条件下，始终保证至少有一个微型发电机10处于工作状态，保证充电持续，提高该流体驱动式煤炭输送管道清理疏通机器人的工作可靠性。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：包括本体、蓄电池组、发电装置、充电状态切换装置、清洗装置和PLC控制器，本体为长方体棱柱结构，本体的长度方向沿前后方向水平设置，本体同中心设置在煤炭输送管道内，煤炭输送管道的前端与水源通过水泵连接，煤炭输送管道内的水自前向后流动，蓄电池组和PLC控制器固定安装在本体上，蓄电池组和PLC控制器的外部均固定设置有防水罩，发电装置固定安装在本体的中部，充电状态切换装置安装在本体上且位于发电装置的前方，清洗装置安装在本体上并与煤炭输送管道的内壁接触，本体的前侧部和后侧部均固定安装有用于驱动本体自后向前移动的驱动装置，两套驱动装置的结构相同且前后对称设置，发电装置与蓄电池组通过防水充电电缆电连接，蓄电池组分别与PLC控制器、充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水通电电缆电连接，PLC控制器分别与充电状态切换装置、清洗装置和两套驱动装置通过防水信号电缆信号连接。

2.根据权利要求1所述的快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：本体包括第一连接体、第二连接体和第三连接体，第一连接体、第二连接体和第三连接体均为长方体棱柱结构且由前至后依次设置，第一连接体的后侧面中部一体成型有第一连接柱，第三连接体的前侧面中部一体成型有第二连接柱，第二连接体的前侧面中部开设有第一螺纹盲孔，第二连接体的后侧面中部开设有第二螺纹盲孔，第一连接柱的长度大于第一螺纹盲孔的深度，第二连接柱的长度大于第二螺纹盲孔的深度，第一连接柱的后侧部螺纹连接在第一螺纹盲孔中，第二连接柱的前侧部螺纹连接在第二螺纹盲孔中，第一连接体、第一连接柱、第二连接体、第三连接体和第二连接柱均同中心开设有前后对应通透的导向通孔，蓄电池组固定安装在第二连接体上，PLC控制器固定安装在第三连接体上。

3.根据权利要求2所述的快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：发电装置包括四个微型发电机，四个微型发电机分别固定安装在第二本体的中部四个侧面上，四个微型发电机的中心轴均沿前后方向水平设置，每个微型发电机的中心轴前端均固定安装有发电叶轮，四个微型发电机均与蓄电池组通过防水充电电缆电连接。

4.根据权利要求3所述的快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：充电状态切换装置包括状态切换板、过水板和状态切换步进电机，状态切换板和过水板均为圆盘形，状态切换板和过水板的中心均套装设置在第一连接体的后侧面和第二连接体的前侧面之间的第一连接柱上，状态切换板的后侧面与过水板的前侧面接触，状态切换板通过第一轴承与第一连接柱转动连接，过水板与第一连接柱固定连接，过水板和状态切换板的外圆均与煤炭输送管道的内壁滑动配合，状态切换板的外边缘部沿周向均匀开设有八个第一过水孔，状态切换板的内边缘部沿周向均匀开设有四个第二过水孔，第一过水孔的孔径大于第二过水孔的孔径，过水板的外边缘部沿周向均匀开设有八个第三过水孔，过水板的内边缘部沿周向均匀开设有四个第四过水孔，第三过水孔的孔径等于第一过水孔的孔径，第四过水孔的孔径等于第二过水孔的孔径，八个第一过水孔分别与八个第三过水孔前后一一对应贯通，每个第二过水孔的中心分别与相邻的一个第四过水孔的中心沿过水板的圆周方向均错位22.5°，状态切换步进电机固定安装在第一连接体上，状态切换步进电机的输出轴与过水板的中心线平行，状态切换板的前方设置有与状态切换板平行的四分之一圆弧段内齿圈，四分之一圆弧段内齿圈与状态切换板之间通过第三连接柱固定连接，状态切换步进电机的输出轴后侧部固定安装有与四分之一圆弧段内齿圈啮合传动连接的第一主动齿轮；

蓄电池组与状态切换步进电机通过防水通电电缆电连接，PLC控制器与状态切换步进电机通过防水信号电缆信号连接。

5.根据权利要求4所述的快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：清洗装置包括减速电机、清洗圆环盘和从动内齿圈，减速电机固定安装在第三连接体上，清洗圆环盘通过第二轴承转动安装在位于第二连接体的后侧面和第三连接体的前侧面之间的第二连接柱上，从动内齿圈同中心套在第三连接体的前侧外部，从动内齿圈的前侧面和清洗圆环盘的后侧面固定连接，从动内齿圈和清洗圆环盘的中心线重合且外径相等，减速电机的输出轴与从动内齿圈的中心线平行，减速电机的输出轴前侧部伸入到从动内齿圈的内圆中且固定安装有与从动内齿圈啮合传动的第二主动齿轮，清洗圆环盘的外圆周上固定连接有若干个与煤炭输送管道内壁摩擦接触且圆周阵列设置的清理块。

6.根据权利要求5所述的快速充电连续作业煤炭输送管道清理疏通机器人，其特征在于：前侧的驱动装置包括第一贯通式丝杠步进电机、第一中心丝杠和第一固定盘，第一贯通式丝杠步进电机同中心固定安装在第一连接体的前侧面上，第一中心丝杠同中心沿前后方向水平穿过第一贯通式丝杠步进电机的中空转轴并与第一贯通式丝杠步进电机的中空转轴螺纹传动连接，第一中心丝杠的后侧部伸入到第一连接体的导向通孔中，第一固定盘竖向设置，第一固定盘同中心固定安装在第一中心丝杠的前侧部，第一固定盘的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第一电动推杆，各个第一电动推杆的伸缩杆分别对应沿第一固定盘的径向朝向煤炭输送管道的内壁伸缩设置，各个第一电动推杆的伸缩杆端部均固定安装有第一摩擦块；

后侧的驱动装置包括第二贯通式丝杠步进电机、第二中心丝杠和第二固定盘，第二贯通式丝杠步进电机同中心固定安装在第三连接体的后侧面上，第二中心丝杠同中心沿前后方向水平穿过第二贯通式丝杠步进电机的中空转轴并与第二贯通式丝杠步进电机的中空转轴螺纹传动连接，第二中心丝杠的后侧部伸入到第三连接体的导向通孔中，第二固定盘竖向设置，第二固定盘同中心固定安装在第二中心丝杠的前侧部，第二固定盘的前侧面外边缘固定安装有若干个圆周阵列设置的第二电动推杆，各个第二电动推杆的伸缩杆分别对应沿第二固定盘的径向朝向煤炭输送管道的内壁伸缩设置，各个第二电动推杆的伸缩杆端部均固定安装有第二摩擦块；

蓄电池组分别与第一贯通式丝杠步进电机、各个第一电动推杆、第二贯通式丝杠步进电机和各个第二电动推杆通过防水通电电缆电连接，PLC控制器分别与第一贯通式丝杠步进电机、各个第一电动推杆、第二贯通式丝杠步进电机和各个第二电动推杆通过防水信号电缆信号连接。

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