CN111997177B - 一种蠕动式城市管道清淤机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蠕动式城市管道清淤机器人，采用分段式结构，包括铰刀舱和行走舱，且铰刀舱和行走舱之间通过若干组拉伸弹簧连接，其中，所述铰刀舱包括传送轴、铰刀舱外壳、铰刀舱内腔、若干导向轮、内铰刀、外铰刀和第一电机，所述行走舱包括行走舱外壳、行走机构和固定杆。本发明通过行走机构、内铰刀和外铰刀的协同作用，达到了能够持续进行管道清淤工作的目的，通过伞状遮挡圈的收集以及内外铰刀的破碎收集作用，能够应付管道内的复杂环境，又由于蠕动式机器人的填充式的行走方式，保证了其清淤效果，提高了清淤效率，降低了疏浚能耗，最终达到了代替人工清淤以及高压水射流等落后清淤方法的目的。

Description

一种蠕动式城市管道清淤机器人
技术领域
本发明涉及一种蠕动式城市管道清淤机器人，属于疏浚设备技术领域。
背景技术
近几年来，我国各地城市飞速发展，且现代化建设迭代更新，城市用水量的增加，国人对于城市给排水功能要求的提高，且排水管作为主要的市政基础建设，城市内下水道排水系统的各种问题逐渐体现，新兴城市的问题尚且不大，但各个一线城市如北京，上海，广州，其所面临的城市排水管路淤积问题相当严重，又是经过多年的建设及改造，很多一线城市的排水系统大多不堪重负，造成了很严重的淤积现象，又因为经过多次改建，其管路排布相对比较复杂，且因为城市庞大，排水系统非常庞大，因此出现了各种各样的城市管道清淤设备，但是因为各类机器人无法持续进行工作，工作效率无法达到人们的预期要求，未能大面积应用于城市管道清淤，我们需要加强管道清淤设备的清淤能力与效率，在持续行走的过程中持续工作，而在清淤设备前端施加铰刀装置则可以极大程度的提高其清淤效率，铰刀装置在清淤设备向前推进时，可以将淤积物破碎并通过内腔，完成淤积物的破碎与收集，因为在清淤过程中可以持续工作，相应的提高了其清淤效率，在工作过程中，内铰刀外缘的伞状遮挡圈将附着在管壁上的淤积物刮取，并汇拢至铰刀处，铰刀旋转对淤积物进行破碎，完成清淤工作。
发明内容
为了解决现今大部分的城市管道清淤工作仍然使用人工清淤和高压水射流清淤，其工作无法保证工人安全，且浪费资源的问题，本发明提供一种蠕动式城市管道清淤机器人，可以进行持续清淤工作，以高效的安全的完成城市管道清淤工作。
本发明中主要采用的技术方案为：
一种蠕动式城市管道清淤机器人，采用分段式结构，包括铰刀舱和行走舱，且铰刀舱和行走舱之间通过若干组拉伸弹簧连接，其中，
所述铰刀舱包括传送轴、铰刀舱外壳、铰刀舱内腔、若干导向轮、内铰刀、外铰刀和第一电机，若干所述导向轮通过轮轴沿铰刀舱外壳周向安装于铰刀舱外壳上，所述铰刀舱内腔设置在所述铰刀舱外壳中，所述传送轴设置在所述铰刀舱内腔中，所述传送轴一端穿过内铰刀中心与设置在内铰刀外表面的外铰刀固定连接，所述传送轴另一端穿过铰刀舱内腔与所述第一电机的输出轴连接，所述第一电机设置在所述铰刀舱外壳内，所述内铰刀固定安装在所述铰刀舱外壳的端口处；
所述行走舱包括行走舱外壳、行走机构和固定杆，所述行走机构设置在固定安装在行走舱外壳内的固定杆上，所述行走机构包括前行走装置和后行走装置，所述前行走装置包括三个行走单元，且三个行走单元沿固定杆顶端周向均匀设置，每个所述行走单元包括滑靴、短摇杆、L型杆、连接杆和第二电机，所述滑靴与所述L型杆的长杆端铰接，所述L型杆的短杆端与所述短摇杆的一端铰接，所述短摇杆的另一端与所述第二电机输出轴铰接，所述第二电机设置在所述行走舱外壳内，所述L型杆的拐点处与所述连接杆的一端铰接，所述连接杆的另一端与所述固定杆的顶端铰接，所述后行走装置的结构与所述前行走装置的结构相同，所述后行走装置的三个行走单元沿固定杆末端周向均匀设置。
优选地，所述铰刀舱与行走舱通过三组拉伸弹簧连接，且所述铰刀舱中心和行走舱中心处通过一根柔性杆固定连接，用于保证机器人在转弯之后可以完成行走方向修正。
优选地，所述内铰刀和外铰刀均为伞状结构，且所述外铰刀内表面与内铰刀外表面贴合。
优选地，所述铰刀舱外壳的端口处设有伞状遮挡圈。
优选地，所述行走舱外壳上端沿周向均匀开有三个矩形通孔，分别用于伸出前行走装置中的三个行走单元的滑靴，所述行走舱外壳底部为开口设置，后行走装置中的三个行走单元的滑靴从行走舱外壳底部伸出。
优选地，所述导向轮有四个。
优选地，所述内铰刀通过焊接或者铰接安装在所述铰刀舱外壳的端口处。
优选地，所述铰刀舱外壳与所述行走舱外壳为圆筒状结构。
优选地，所述传送轴为螺杆结构。
有益效果：本发明提供一种蠕动式城市管道清淤机器人，通过行走机构、内铰刀和外铰刀的协同作用，达到了能够持续进行管道清淤工作的目的，通过伞状遮挡圈的收集以及内外铰刀的破碎收集作用，能够应付管道内的复杂环境，又由于蠕动式机器人的填充式的行走方式，保证了其清淤效果，提高了清淤效率，降低了疏浚能耗，最终达到了代替人工清淤以及高压水射流等落后清淤方法的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的铰刀传送装置示意图；
图3是本发明的行走机构；
图中：铰刀舱外壳1、外铰刀2、内铰刀3、传送轴4、拉伸弹簧5、行走机构6、滑靴6-1、L型杆6-2、短摇杆6-3、连接杆6-4、行走舱外壳7、固定杆8、柔性杆9、矩形通孔10、伞状遮挡圈11、导向轮12。
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。
一种蠕动式城市管道清淤机器人，采用分段式结构，包括铰刀舱和行走舱，且铰刀舱和行走舱之间通过若干组拉伸弹簧连接，其中，
所述铰刀舱包括传送轴4、铰刀舱外壳1、铰刀舱内腔、若干导向轮12、内铰刀3、外铰刀2和第一电机，若干所述导向轮12通过轮轴沿铰刀舱外壳1周向安装于铰刀舱外壳1上，所述铰刀舱内腔设置在所述铰刀舱外壳中，所述传送轴4设置在所述铰刀舱内腔中，所述传送轴4一端穿过内铰刀3中心与设置在内铰刀3外表面的外铰刀2固定连接，所述传送轴4另一端穿过铰刀舱内腔与所述第一电机的输出轴连接，所述第一电机设置在所述铰刀舱外壳1内，所述内铰刀3固定安装在所述铰刀舱外壳1的端口处；
所述行走舱包括行走舱外壳7、行走机构6和固定杆8，所述行走机构6设置在固定安装在行走舱外壳7内的固定杆8上，所述行走机构6包括前行走装置和后行走装置，所述前行走装置包括三个行走单元，且三个行走单元沿固定杆8顶端周向均匀设置，每个所述行走单元包括滑靴6-1、短摇杆6-2、L型杆6-2、连接杆6-4和第二电机，所述滑靴6-1与所述L型杆6-2的长杆端铰接，所述L型杆6-2的短杆端与所述短摇杆6-3的一端铰接，所述短摇杆6-3的另一端与所述第二电机输出轴铰接，所述第二电机设置在所述行走舱外壳7内，所述L型杆6-2的拐点处与所述连接杆6-4的一端铰接，所述连接杆6-4的另一端与所述固定杆8的顶端铰接，所述后行走装置的结构与所述前行走装置的结构相同，所述后行走装置的三个行走单元沿固定杆8末端周向均匀设置。
优选地，所述铰刀舱与行走舱通过三组拉伸弹簧5连接，且所述铰刀舱中心和行走舱中心处通过一根柔性杆9固定连接，用于保证机器人在转弯之后可以完成行走方向修正。
优选地，所述内铰刀3和外铰刀2均为伞状结构，且所述外铰刀2内表面与内铰刀3外表面贴合。
优选地，所述铰刀舱外壳1的端口处设有伞状遮挡圈11。
优选地，所述行走舱外壳7上端沿周向均匀开有三个矩形通孔10，分别用于伸出前行走装置中的三个行走单元的滑靴6-1，所述行走舱外壳底部为开口设置，后行走装置中的三个行走单元的滑靴从行走舱外壳底部伸出。
优选地，所述导向轮12有四个，用于防止铰刀舱外壳与管壁接触，在转弯时不会使得铰刀舱卡死。
优选地，所述内铰刀3通过焊接或者铰接安装在所述铰刀舱外壳的端口处。
优选地，所述铰刀舱外壳1与所述行走舱外壳7为圆筒状结构。
优选地，所述传送轴4为螺杆结构。
本发明的工作原理如下：
铰刀舱通过行走舱提供的持续的向前动力，由第一电机驱动传动轴启动传送轴4（本发明中传送轴为螺杆结构，除了带动铰刀转动还将铰刀破碎的淤积物进行传送），传送轴4与外铰刀2连接，带动外铰刀2转动，外铰刀2与内铰刀3的外圆贴合，外铰刀2旋转，固定内铰刀2的伞状遮挡圈11将附着在管壁的淤积物进行刮取并汇集在外铰刀处，利用外铰刀2叶片旋转相对于固定内铰刀3的剪切作用完成淤积物的破碎，再被破碎的淤积物进入铰刀舱内腔后，由传送轴4将被破碎后的淤积物进行收集。
当需要行走时，第二电机驱动短摇杆6-3末端使得其完成绕末端的旋转运动，带动L型杆6-2运动拐点完成相对于连接杆6-4末端的摇摆运动，使得在L型杆6-2末端的滑靴完成非圆的闭环运动输出，前组的行走单元同时运动，完成滑靴6-1抵住管壁再收回再抵住管壁的运动，后组的行走单元延迟启动，从而达到前后组行走装置能够交替抵住管壁，从而达到蠕动式向前行走的目的。
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 (5)

1.一种蠕动式城市管道清淤机器人，其特征在于，采用分段式结构，包括铰刀舱和行走舱，且铰刀舱和行走舱之间通过若干组拉伸弹簧连接，其中，
所述铰刀舱包括传送轴、铰刀舱外壳、铰刀舱内腔、若干导向轮、内铰刀、外铰刀和第一电机，若干所述导向轮通过轮轴沿铰刀舱外壳周向安装于铰刀舱外壳上，所述铰刀舱内腔设置在所述铰刀舱外壳中，所述传送轴设置在所述铰刀舱内腔中，所述传送轴一端穿过内铰刀中心与设置在内铰刀外表面的外铰刀固定连接，所述传送轴另一端穿过铰刀舱内腔与所述第一电机的输出轴连接，所述第一电机设置在所述铰刀舱外壳内，所述内铰刀固定安装在所述铰刀舱外壳的端口处，所述内铰刀和外铰刀均为伞状结构，且所述外铰刀内表面与内铰刀外表面贴合，所述铰刀舱外壳的端口处设有伞状遮挡圈，所述传送轴为螺杆结构；
所述行走舱包括行走舱外壳、行走机构和固定杆，所述行走机构设置在固定安装在行走舱外壳内的固定杆上，所述行走机构包括前行走装置和后行走装置，所述前行走装置包括三个行走单元，且三个行走单元沿固定杆顶端周向均匀设置，每个所述行走单元包括滑靴、短摇杆、L型杆、连接杆和第二电机，所述滑靴与所述L型杆的长杆端铰接，所述L型杆的短杆端与所述短摇杆的一端铰接，所述短摇杆的另一端与所述第二电机输出轴铰接，所述第二电机设置在所述行走舱外壳内，所述L型杆的拐点处与所述连接杆的一端铰接，所述连接杆的另一端与所述固定杆的顶端铰接，所述后行走装置的结构与所述前行走装置的结构相同，所述后行走装置的三个行走单元沿固定杆末端周向均匀设置；
所述铰刀舱与行走舱通过三组拉伸弹簧连接，且所述铰刀舱中心和行走舱中心处通过一根柔性杆固定连接，用于保证机器人在转弯之后可以完成行走方向修正。
2.根据权利要求1所述的一种蠕动式城市管道清淤机器人，其特征在于，所述行走舱外壳上端沿周向均匀开有三个矩形通孔，分别用于伸出前行走装置中的三个行走单元的滑靴，所述行走舱外壳底部为开口设置，后行走装置中的三个行走单元的滑靴从行走舱外壳底部伸出。
3.根据权利要求1所述的一种蠕动式城市管道清淤机器人，其特征在于，所述导向轮有四个。
4.根据权利要求1所述的一种蠕动式城市管道清淤机器人，其特征在于，所述内铰刀通过焊接或者铰接安装在所述铰刀舱外壳的端口处。
5.根据权利要求1所述的一种蠕动式城市管道清淤机器人，其特征在于，所述铰刀舱外壳与所述行走舱外壳为圆筒状结构。
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