CN111997175B - 一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，包括驱动装置、原动件、齿轮、两根从动件和两个可调支座，从动件的上端设有导轨，且两根从动件的导轨分别与原动件两端的第一螺柱滑动连接，从动件底端与可调支座的一端转动连接，可调支座的另一端分别转动连接在管道清淤机器人的两侧，驱动装置的轴与所述齿轮的中心转轴连接，齿轮与齿条啮合连接。本发明通过防侧倾装置使双轮履带式管道清淤机器人可以提前调整自身的垂直偏角，装置与管壁接触力量较小，相应地降低了管道内壁磨损破裂的风险，提高了机器人的清淤效率，降低了工作能耗，最终达到优化双轮履带式管道清淤机器人的目的。

Description

一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置
技术领域
本发明涉及一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，属于机器人设备技术领域。
背景技术
随着我国城市现代化的建设步伐越来越快，城市的规模不断扩大，与之则适应的基础建设的规模也需要不断地扩大，城市地用水量不断地增多，排水量也越来越大，下水管道地管理、养护、维修及疏通地工作也越来越多。其中，下水管道地清淤工作非常重要，现已成为相关部门一项不可忽视地工作。由于下水管道中经常有剧名乱倒污水和其他杂物以及基建工地水泥砂浆等问题，导致这些杂物发生沉积、淤积。淤积过多后造成管道堵塞，如果不能及时清理管道、管道疏通，就会造成污水溢流，污染环境，造成经济损失，给居民生活带来麻烦。
随着管道清淤机器人地不断发展，城市下水管道的清淤工作大多交给机器人处理，而履带式管道机器人优秀的越障性，使得其在城市下水管道的作业中显得尤为重要。由于城市下水管道中的环境复杂，且管道内工作的距离较长，管道内工作的双轮履带式机器人常常会有侧倾的风险。一旦机器人在管道内发生倾覆，且机器人自身无法回正，就会终止管道内的清淤作业，需要将其从管道中拉出或是人工进入调整其姿态，导致城市下水管道的破损也提高了管道作业的危险性。现有的双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾机构大多采用的是被动式，而被动式防侧倾无法调整机器人的工作姿态，导致管道机器人的清淤工作效率较低。
发明内容
为了解决现有技术中的履带式管道清淤机器人在清淤作业中出现的稳定性不足、易倾覆、容易刮伤管壁等问题，本发明提供一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，通过防侧倾装置使双轮履带式管道清淤机器人可以提前调整自身的垂直偏角，提高了机器人在清淤作业中的稳定性。
本发明中主要采用的技术方案为：
一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，所述防侧倾装置包括驱动装置、原动件、齿轮、两根从动件和两个可调支座，其中，所述原动件包括原动杆件、两个第一螺母、两根第一螺柱和齿条，所述齿条固定安装在所述原动杆件的底部，所述原动杆件两端均开有U型槽，所述两根第一螺柱通过第一螺母分别固定安装在两个U型槽内；
每根所述从动件的上端设有导轨，且两根所述从动件的导轨分别与所述原动件两端的第一螺柱滑动连接，所述从动件底端与所述可调支座的一端转动连接；
两个所述可调支座的另一端分别转动连接在管道清淤机器人的两侧；
所述驱动装置和齿轮安装在管道清淤机器人的壳体内，且所述驱动装置的轴与所述齿轮的中心转轴连接，所述齿轮与所述齿条啮合连接。
优选地，所述驱动装置包括伺服电机、联轴器、滚动轴承、轴承端盖、轴，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述轴连接，所述轴穿过滚动轴承与所述齿轮的中心转轴连接，所述滚动轴承通过轴承端盖固定在管道清淤机器人的壳体内，所述伺服电机固定安装在管道清淤机器人的壳体内。
优选地，每个所述可调支座包括支座杆、第二螺母、第二螺柱、弹簧垫片、双头螺栓，所述支座杆的两端均设有U形槽，第二螺柱通过第二螺母固定安装在支座杆一端的U形槽内，所述从动件底端与所述第二螺柱转动连接，所述双头螺栓固定在支座杆另一端的U型槽内，且所述双头螺栓两端与所述支座杆之间设有弹簧垫片。
有益效果：本发明提供一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，通过防侧倾装置使双轮履带式管道清淤机器人可以提前调整自身的垂直偏角，装置与管壁接触力量较小，相应地降低了管道内壁磨损破裂的风险，提高了机器人的清淤效率，降低了工作能耗，最终达到优化双轮履带式管道清淤机器人的目的。
附图说明
图1是本发明的结构安装在双轮履带式管道清淤机器人上方的示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明驱动装置的结构示意图；
图4是本发明原动件的局部结构主视图；
图5是本发明原动件的局部结构俯视图；
图6是本发明的可调支座的主视图；
图7是本发明的可调支座的俯视图；
图中：驱动装置1、伺服电机1-1、联轴器1-2、滚动轴承1-3、轴承端盖1-4、输出轴1-5、原动件2、原动件杆2-1、第一螺母2-2、第一螺柱2-3、齿条2-4、齿轮3、从动件4、导轨4-1、可调支座5、支座杆5-1、第二螺母5-2、第二螺柱5-3、弹簧垫片5-4、双头螺栓5-5、管道清淤机器人6。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，所述防侧倾装置包括驱动装置1、原动件2、齿轮3、两根从动件和两个可调支座5，其中，所述原动件2包括原动杆件2-1、两个第一螺母2-2、两根第一螺柱2-3和齿条2-4，所述齿条2-4固定安装在所述原动杆件2-1的底部，所述原动杆件2-1两端均开有U型槽，所述两根第一螺柱2-3通过第一螺母2-2分别固定安装在两个U型槽内；
每根所述从动件4的上端设有导轨4-4，且两根所述从动件4的导轨4-1分别与所述原动件2两端的第一螺柱2-3滑动连接，所述从动件4底端与所述可调支座5的一端转动连接；
两个所述可调支座5的另一端分别转动连接在管道清淤机器人6的两侧；
所述驱动装置1和齿轮3安装在管道清淤机器人6的壳体内，且所述驱动装置1的轴与所述齿轮3的中心转轴连接，所述齿轮3与所述齿条2-4啮合连接。
优选地，所述驱动装置1包括伺服电机1-1、联轴器1-2、滚动轴承1-3、轴承端盖1-4、轴1-5，所述伺服电机1-1的输出轴通过联轴器1-2与所述轴1-5连接，所述轴1-5穿过滚动轴承1-3与所述齿轮3的中心转轴连接，所述滚动轴承1-3通过轴承端盖1-4固定在管道清淤机器人6的壳体内，保证伺服电机所在空间相对密闭，所述伺服电机1-1固定安装在管道清淤机器人6的壳体内。
优选地，每个所述可调支座5包括支座杆5-1、第二螺母5-2、第二螺柱5-3、弹簧垫片5-4、双头螺栓5-5，所述支座杆5-1的两端均设有U形槽，第二螺柱5-3通过第二螺母5-2固定安装在支座杆5-1一端的U形槽内，所述从动件4底端与所述第二螺柱5-3转动连接，所述双头螺栓5-5固定在支座杆5-1另一端的U型槽内，且所述双头螺栓5-5两端与所述支座杆5-1之间设有弹簧垫片5-4。
本发明的工作原理如下：
履带式管道清淤机器人中的水平仪传感器实时监测机器人在管道内工作的垂直偏角并反馈至控制系统，控制系统根据反馈结果实时调整防侧倾装置中伺服电机1-1的转动方向、转速以及转动圈数。当伺服电机转动从而带动齿轮3转动，齿轮3通过与齿条2-4啮合带动原动件2水平平动，从而带动与原动件2滑动连接的从动件绕可调底座5的转动，当从动件杆轻微接触到管壁时，从而使机器人调整自身的垂直偏角回到正常的工作状态，在机器人落回到管道中心的过程中，为了防止重心偏移导致机器人临界倾覆角度变化，驱动伺服电机反转，驱动防侧倾装置逐渐回复原。提高了清淤效率，降低了工作能耗，最终达到优化双轮履带式管道清淤机器人的目的。
本发明中，齿轮3通过轴1-5上的键与螺母进行周向与径向定位，以及水平仪传感器实时监测机器人在管道内工作的垂直偏角并反馈至控制系统，由控制系统进行信号处理，上述均属于常规技术手段，故而未加详述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，其特征在于，所述防侧倾装置包括驱动装置、原动件、齿轮、两根从动件和两个可调支座，其中，所述原动件包括原动杆件、两个第一螺母、两根第一螺柱和齿条，所述齿条固定安装在所述原动杆件的底部，所述原动杆件两端均开有U型槽，所述两根第一螺柱通过第一螺母分别固定安装在两个U型槽内；
每根所述从动件的上端设有导轨，且两根所述从动件的导轨分别与所述原动件两端的第一螺柱滑动连接，所述从动件底端与所述可调支座的一端转动连接；
两个所述可调支座的另一端分别转动连接在管道清淤机器人的两侧；
每个所述可调支座包括支座杆、第二螺母、第二螺柱、弹簧垫片、双头螺栓，所述支座杆的两端均设有U形槽，第二螺柱通过第二螺母固定安装在支座杆一端的U形槽内，所述从动件底端与所述第二螺柱转动连接，所述双头螺栓固定在支座杆另一端的U型槽内，且所述双头螺栓两端与所述支座杆之间设有弹簧垫片；
所述驱动装置和齿轮安装在管道清淤机器人的壳体内，且所述驱动装置的轴与所述齿轮的中心转轴连接，所述齿轮与所述齿条啮合连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于双轮履带式管道清淤机器人的防侧倾装置，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机、联轴器、滚动轴承、轴承端盖、轴，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述轴连接，所述轴穿过滚动轴承与所述齿轮的中心转轴连接，所述滚动轴承通过轴承端盖固定在管道清淤机器人的壳体内，所述伺服电机固定安装在管道清淤机器人的壳体内。
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