CN111997178A - 一种管道清理机器人 - Google Patents

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CN111997178A CN202010837351.3A CN202010837351A CN111997178A CN 111997178 A CN111997178 A CN 111997178A CN 202010837351 A CN202010837351 A CN 202010837351A CN 111997178 A CN111997178 A CN 111997178A
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Abstract

本发明涉及涉及一种管道清理机器人，包括保护套、移动装置、清理装置；所述保护套沿周向均匀安装有移动装置，保护套后端上设置有清理装置，清理装置位于移动装置的后端；本发明可以解决现有的在针对现有设备对管道进行清理时，不能适应多种不同的管道，需要购买各种直径的清理设备，不利于对资源和成本的节约；同时现有设备功能单一不利于提高管道清理效果等难题。

Description

一种管道清理机器人
技术领域
本发明涉及管道清理技术领域，特别涉及一种管道清理机器人。
背景技术
随着城市规模的不断扩大，城市用水量在增加，排水量也在增加。管道疏通，管道修复和管道清淤的任务越来越重要。管道清淤是为了清除管道中的淤泥，并长时间保持畅通，以防止城市内涝。
目前，在针对管道清理时，通常存在以下不足：1、现有设备不能使用在不同半径的管道内清理；2、现有设备功能单一，清理效果不好。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有的在针对现有设备对管道进行清理时，不能适应多种不同的管道，需要购买各种直径的清理设备，不利于对资源和成本的节约；同时现有设备功能单一不利于提高管道清理效果等难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种管道清理机器人，包括保护套、移动装置、清理装置；所述保护套沿周向均匀安装有移动装置，保护套后端上设置有清理装置，清理装置位于移动装置的后端；所述保护套沿周向均匀开设有摆动孔，保护套后端上开设有环型连接槽；
所述移动装置包括升降气缸、升降环、摆动臂、辅助摆臂与行走机构，所述升降气缸一端固定安装在保护套内壁上，升降气缸另一端与升降环相连，升降环上沿周向均匀设置有摆动臂，摆动臂位于摆动孔内，摆动臂通过铰接与辅助摆臂相连；辅助摆臂铰接在行走机构上；具体工作时，保护套内壁上的升降气缸上升带动升降环上升运动，升降环上升推动摆动臂向后运动，摆动臂向后运动带动辅助摆臂向后转动，辅助摆臂向后运动的过程中带动行走机构向保护套外壁收拢。升降气缸下降，升降环下降，摆动臂向前运动，辅助摆臂带动行走机构展开。
所述清理装置包括旋转电机、转套、螺纹电机、螺纹盘、伸缩块和清洁机构；所述旋转电机安装在保护套后端的外壁上；旋转电机与转套相连，转套内壁上安装有螺纹电机，螺纹电机上安装有螺纹盘，螺纹盘上通过螺纹啮合的方式对称设置有伸缩块，伸缩块与清洁机构相连。
所述转套左右两侧与伸缩块对应设置有伸缩孔；
所述清洁机构包括清洁板、转换气缸、蹊跷板、驱动块、除锈头、破碎刀、刮板和T型杆；所述清洁板位于伸缩孔内，清洁板与伸缩块相连，清洁板内开设有清洁空腔，转换气缸安装在清洁板内壁上，转换气缸通过铰接与跷跷板相连，跷跷板通过轴承安装在清洁板内壁上，跷跷板上对称设置有驱动块；所述清洁板上开设有除锈孔，清洁板上开设有破碎孔，除锈孔内通过弹簧安装有除锈头，破碎孔内通过弹簧安装有破碎刀，清洁板外壁上对称设置有刮板，清洁板上开设有滑动槽，滑动槽内通过弹簧设置有T型杆，驱动块位于T型杆的两侧且贴靠在T型杆的表面。
所述除锈头包括除锈支架、弹力杆、除锈支链、除锈旋转辊与挤压块；所述的弹力杆安装在弹簧杆上，所述弹力杆呈T型结构，除锈支架上开设有配合弹力杆活动的圆孔，弹力杆活动穿过圆孔，且弹力杆上对称设置有挤压块、除锈支架的内壁之间通过轴承安装有除锈旋转辊，除锈旋转辊为空心结构，除锈旋转辊上沿其周向均匀设置有除锈支链；
所述除锈支链包括除锈联动杆、除锈支撑杆、除锈支撑板与除锈打磨块，所述除锈旋转辊的两侧均沿其周向设置有活动槽，活动槽内通过弹簧滑动设置有除锈联动杆，且位于同一平面内的两个除锈联动杆之间相互抵靠，除锈旋转辊上设置有调节孔，调节孔内设置有除锈支撑杆，除锈支撑杆之间连接有除锈支撑板，除锈支撑板上设置有除锈打磨块。
优选的，所述辅助摆臂包括固定杆、转动杆、前端支撑杆、后端支撑杆；所述固定杆沿周向均匀设置在保护套外壁上，固定杆与前端支撑杆铰接相连；前端支撑杆与行走机构铰接相连；所述转动杆沿周向均匀铰接在保护套外壁上，转动杆与后端支撑杆铰接相连；后端支撑杆铰接在摆动臂上，后端支撑杆与行走机构铰接相连；工作时，摆动臂向前运动带动后端支撑杆向前运动，后端支撑杆向前运动带动行走机构和转动杆向前运动，行走机构向前运动带动前端支撑杆向前运动；摆动臂恢复原位，辅助摆臂恢复原位。辅助摆臂对设备移动起到连接传动和保持稳定的作用。
优选的，所述行走机构包括凹板、支撑架、传动轮、辅助轮、履带、行走电机；凹板固定安装在支撑架上，支撑架前端设置有传动轮，支撑架后端通过轴承连接有辅助轮，支撑架侧面安装有行走电机，行走电机通过轴承与传动轮传动连接，传动轮通过履带与辅助轮传动连接。管道清理机器人移动时，支撑架内壁上的行走电机带动传动轮旋转，传动轮旋转带动履带转动，履带转动带动辅助轮转动，传动轮和辅助轮对履带起到支撑和传动的作用，履带运动，使管道清理机器人移动。
优选的，所述前端支撑杆铰接在凹板上。
优选的，所述后端支撑杆铰接在凹板上。凹板在行走机构和辅助摆臂之间起固定连接作用。
优选的，所述转套前端安装有环形块，环形块截面为T字型，环形块嵌入环型连接槽内。
(三)有益效果
1.本发明通过调节摆动臂的运动方向能改变移动装置的工作模式，确保移动转动能够适应多种不同的工作环境，针对不同规格的管道均能够顺利的完成清理的任务，提高了本发明的适应性。
2.本发明设计的清理装置采用了多种不同的清洁模式，能够针对管道内部的实际情况，进行快速的清洁处理作业，通过不同清洁方式之间的自由智能转换，提高了管道清理的效率，节约了管道清理的时间，而且能够根据实际情况智能化调节，延长了管道的寿命
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明的图2的行走机构的结构示意图；
图4是本发明的图3的内部空间结构示意图；
图5是本发明转套内部空间结构示意图；
图6是本发明的图2的X向的放大图；
图7是本发明清洁机构的剖面结构图；
图8是本发明除锈头的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图8所示，一种管道清理机器人，包括保护套1、移动装置2、清理装置3；所述保护套1沿周向均匀安装有移动装置2，保护套1后端上设置有清理装置3，清理装置3位于移动装置2的后端；所述保护套1沿周向均匀开设有摆动孔4，保护套1后端上开设有环型连接槽5；实际工作时，移动装置2可以通过摆动孔4前后摆动，清理装置3在环型连接槽5内可独立做旋转运动。
所述移动装置2包括升降气缸21、升降环22、摆动臂23、辅助摆臂24与行走机构25，所述升降气缸21一端固定安装在保护套1内壁上，升降气缸21另一端与升降环22相连，升降环22上沿周向均匀设置有摆动臂23，摆动臂23位于摆动孔4内，摆动臂23通过铰接与辅助摆臂24相连；辅助摆臂24铰接在行走机构25上；具体工作时，保护套1内壁上的升降气缸21上升带动升降环22上升运动，升降环22上升推动摆动臂23向后运动，摆动臂23向后运动带动辅助摆臂24向后转动，辅助摆臂24向后运动的过程中带动行走机构25向保护套1外壁收拢。升降气缸21下降，升降环22下降，摆动臂23向前运动，辅助摆臂24带动行走机构25展开。
所述辅助摆臂24包括固定杆241、转动杆242、前端支撑杆243、后端支撑杆244；所述固定杆241沿周向均匀设置在保护套1外壁上，固定杆241与前端支撑杆243铰接相连；前端支撑杆243与行走机构25铰接相连；所述转动杆242沿周向均匀铰接在保护套1外壁上，转动杆242与后端支撑杆244铰接相连；后端支撑杆244铰接在摆动臂23上，后端支撑杆244与行走机构25铰接相连；所述前端支撑杆243铰接在凹板251上；所述后端支撑杆244铰接在凹板251上；凹板251在行走机构25和辅助摆臂24之间起固定连接作用；工作时，摆动臂23向前运动带动后端支撑杆244向前运动，后端支撑杆244向前运动带动行走机构25和转动杆242向前运动，行走机构25向前运动带动前端支撑杆243向前运动；摆动臂23恢复原位，辅助摆臂24恢复原位。辅助摆臂24对设备移动起到连接传动和保持稳定的作用。
所述行走机构25包括凹板251、支撑架252、传动轮253、辅助轮254、履带255、行走电机256；凹板251固定安装在支撑架252上，支撑架252前端设置有传动轮253，支撑架252后端通过轴承连接有辅助轮254，支撑架252侧面安装有行走电机256，行走电机256通过轴承与传动轮253传动连接，传动轮253通过履带255与辅助轮254传动连接。管道清理机器人移动时，支撑架252内壁上的行走电机256带动传动轮253旋转，传动轮253旋转带动履带255转动，履带255转动带动辅助轮254转动，传动轮253和辅助轮254对履带255起到支撑和传动的作用，履带255运动，使管道清理机器人移动。
所述清理装置3包括旋转电机31、转套32、螺纹电机33、螺纹盘34、伸缩块35和清洁机构36；所述旋转电机31安装在保护套1后端的外壁上；旋转电机31与转套32相连，转套32内壁上安装有螺纹电机34，螺纹电机33上安装有螺纹盘34，螺纹盘34上通过螺纹啮合的方式对称设置有伸缩块35，伸缩块35与清洁机构36相连；所述转套32左右两侧与伸缩块35对应设置有伸缩孔6；所述转套32前端安装有环形块8，环形块8截面为T字型，环形块8嵌入环型连接槽5内；实际工作时，保护套1上的旋转电机31旋转带动转套32进行旋转运动，控制转套32内的螺纹电机34正转带动螺纹盘34转动，螺纹盘34通过螺纹配合使伸缩块35向外滑动，伸缩块35运动带动清洁机构36伸出；控制螺纹电机34反转，伸缩块35收缩使清洁机构36恢复原状。
所述清洁机构36包括清洁板361、转换气缸362、蹊跷板363、驱动块364、除锈头365、破碎刀366、刮板367和T型杆368；所述清洁板361位于伸缩孔6内，清洁板361与伸缩块35相连，清洁板361内开设有清洁空腔，转换气缸362安装在清洁板361内壁上，转换气缸362通过铰接与跷跷板363相连，跷跷板363通过轴承安装在清洁板361内壁上，跷跷板363上对称设置有驱动块364；所述清洁板361上开设有除锈孔，清洁板361上开设有破碎孔，除锈孔内通过弹簧安装有除锈头365，破碎孔内通过弹簧安装有破碎刀366，清洁板361外壁上对称设置有刮板367，清洁板361上开设有滑动槽，滑动槽内通过弹簧设置有T型杆368，驱动块364位于T型杆368的两侧且贴靠在T型杆368的表面；具体工作时，旋转电机31带动转套32旋转，伸缩块35运动带动清洁板361从伸缩孔6伸出，清洁板361上的刮板367对管道内壁的淤泥刮除，转换气缸362向外推动蹊跷板363偏转，蹊跷板363带动破碎刀366伸出破碎较硬的淤泥，除锈头365上的弹簧没有受到蹊跷板363的挤压，弹簧恢复原状，将除锈头365向清洁板361内部挤压，此时下端的驱动块推动放置槽7内的T型杆368向前端移动至完全遮挡除锈孔处；转换气缸362恢复原位，清洁机构36恢复原状；转换气缸362向内拉动蹊跷板363偏转，蹊跷板363带动除锈头365伸出除去管道内的铁锈，此时下端的驱动块推动放置槽7内的桃心遮挡块368向后端移动至完全遮挡破碎孔处；作业中需要使用除锈头365进行作业时，通过转换气缸362控制蹊跷板363调节，使安装有除锈头365的弹簧杆向上运动带动除锈头365运动至工作的位置处；
所述除锈头365包括除锈支架3651、弹力杆3652、除锈旋转辊3653与挤压块3654；所述的弹力杆3652安装在弹簧杆上，所述弹力杆3652呈T型结构，除锈支架3651上开设有配合弹力杆3652活动的圆孔，弹力杆3652活动穿过圆孔，且弹力杆3652上对称设置有挤压块3654、除锈支架3651的内壁之间通过轴承安装有除锈旋转辊3653，除锈旋转辊3653为空心结构，除锈旋转辊3653上沿其周向均匀设置有除锈支链；所述除锈旋转辊3653上对称设置有沉孔，沉孔位于活动槽的两侧，挤压块3654上设置有可以插入到沉孔内部限制除锈旋转辊3653转动的插杆；
所述除锈支链包括除锈联动杆3655、除锈支撑杆3656、除锈支撑板3657与除锈打磨块3658，所述除锈旋转辊3653的两侧均沿其周向设置有活动槽，活动槽内通过弹簧滑动设置有除锈联动杆3655，且位于同一平面内的两个除锈联动杆3655之间相互抵靠，除锈旋转辊3653上设置有调节孔，调节孔内设置有除锈支撑杆3656，除锈支撑杆3656之间连接有除锈支撑板3657，除锈支撑板3657上设置有除锈打磨块3658；
根据管道内部锈迹的情况，当紧需要轻微的进行打磨处理时转换气缸362控制蹊跷板363向上运动至合适的位置处，使除锈打磨块3658能够贴附在管件需要打磨的位置处，通过旋转电机31的驱动控制除锈打磨块3658进行高速旋转，通过除锈打磨块3658在转动中的力度对管件进行打磨；当管件内部锈迹严重需要加大摩擦力进行打磨时，继续驱动转换气缸362控制蹊跷板363向上运动，运动过程中产生的力度使弹力杆3652位置发生变化，弹力杆3652上设计的插杆插入到沉孔内对除锈旋转辊3653的位置进行锁紧，确保除锈旋转辊3653在打磨作业过程中不会产生晃动，弹力杆3652在运动中同步对相应位置的除锈支撑杆3656进行挤压，除锈支撑杆3656同步驱动统一平面内的除锈支撑杆3656使除锈打磨块3658紧密贴附在管件的内壁上，在旋转电机31的驱动下对管件进行强力有效的打磨。
工作时
S1：将行走机构25位置进行调节至适应管道的半径，便于进行井下作业为止。
S2：控制螺纹电机33使刮板367能刮到管道内壁，启动行走电机256，使设备在移动方向上对管道内壁上的淤泥刮除。
S3：控制转换气缸362运动，使破碎刀366伸出，启动旋转电机31对管道内壁上的淤泥破碎。
S4：控制转换气缸362运动，使除锈头366伸出，启动旋转电机31对管道内壁上的铁锈清除。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管道清理机器人，包括保护套(1)、移动装置(2)、清理装置(3),其特征在于：所述保护套(1)沿周向均匀安装有移动装置(2)，保护套(1)后端上设置有清理装置(3)，清理装置(3)位于移动装置(2)的后端；所述保护套(1)沿周向均匀开设有摆动孔(4)，保护套(1)后端上开设有环型连接槽(5)；
所述移动装置(2)包括升降气缸(21)、升降环(22)、摆动臂(23)、辅助摆臂(24)、支撑架(252)与行走机构(25)，所述升降气缸(21)一端固定安装在保护套(1)内壁上，升降气缸(21)另一端与升降环(22)相连，升降环(22)上沿周向均匀设置有摆动臂(23)，摆动臂(23)位于摆动孔(4)内，摆动臂(23)通过铰接与辅助摆臂(24)相连；辅助摆臂(24)铰接在支撑架(252)上，支撑架(252)上设置有行走机构(25)上；
所述清理装置(3)包括旋转电机(31)、转套(32)、螺纹电机(33)、螺纹盘(34)、伸缩块(35)和清洁机构(36)；所述旋转电机(31)安装在保护套(1)后端的外壁上；旋转电机(31)与转套(32)相连，转套(32)内壁上安装有螺纹电机(34)，螺纹电机(33)上安装有螺纹盘(34)，螺纹盘(34)上通过螺纹啮合的方式均匀设置有伸缩块(35)，伸缩块(35)与清洁机构(36)相连；
所述转套(32)左右两侧对称设置有伸缩孔(6)；
所述清洁机构(36)包括清洁板(361)、转换气缸(362)、蹊跷板(363)、驱动块(364)、除锈头(365)、破碎刀(366)、刮板(367)和桃心遮挡块(368)；所述清洁板(361)位于伸缩孔(6)内，清洁板(361)与伸缩块(35)相连，清洁板(361)内开设有清洁空腔，转换气缸(362)安装在清洁板(361)内壁上，转换气缸(362)通过铰接方式与跷跷板(363)相连，跷跷板(363)通过轴承安装在清洁板(361)内壁上，跷跷板(363)上对称设置有驱动块(364)；所述清洁板(361)上开设有除锈孔，清洁板(361)上开设有破碎孔，除锈孔内通过弹簧杆安装有除锈头(365)，破碎孔内通过弹簧杆安装有破碎刀(366)，清洁板(361)外壁上对称设置有刮板(367)，清洁板(361)上开设有滑动槽，滑动槽内通过弹簧设置有T型杆(368)，驱动块(364)位于T型杆(368)的两侧且贴靠在T型杆(368)的表面；
所述除锈头(365)包括除锈支架(3651)、弹力杆(3652)、除锈支链、除锈旋转辊(3653)与挤压块(3654)；所述的弹力杆(3652)安装在弹簧杆上，所述弹力杆(3652)呈T型结构，除锈支架(3651)上开设有配合弹力杆(3652)活动的圆孔，弹力杆(3652)活动穿过圆孔，且弹力杆(3652)上对称设置有挤压块(3654)、除锈支架(3651)的内壁之间通过轴承安装有除锈旋转辊(3653)，除锈旋转辊(3653)为空心结构，除锈旋转辊(3653)上沿其周向均匀设置有除锈支链；
所述除锈支链包括除锈联动杆(3655)、除锈支撑杆(3656)、除锈支撑板(3657)与除锈打磨块(3658)，所述除锈旋转辊(3653)的两侧均沿其周向设置有活动槽，活动槽内通过弹簧滑动设置有除锈联动杆(3655)，且位于同一平面内的两个除锈联动杆(3655)之间相互抵靠，除锈旋转辊(3653)上设置有调节孔，调节孔内设置有除锈支撑杆(3656)，除锈支撑杆(3656)之间连接有除锈支撑板(3657)，除锈支撑板(3657)上设置有除锈打磨块(3658)。
2.根据权利要求1所述的一种管道清理机器人，其特征在于：所述辅助摆臂(24)包括固定杆(241)、转动杆(242)、前端支撑杆(243)、后端支撑杆(244)；所述固定杆(241)沿周向均匀设置在保护套(1)外壁上，固定杆(241)与前端支撑杆(243)铰接相连；前端支撑杆(243)与行走机构(25)铰接相连；所述转动杆(242)沿周向均匀铰接在保护套(1)外壁上，转动杆(242)与后端支撑杆(244)铰接相连；后端支撑杆(244)铰接在摆动臂(23)上，后端支撑杆(244)与行走机构(25)铰接相连。
3.根据权利要求1所述的一种管道清理机器人，其特征在于：所述行走机构(25)包括凹板(251)、传动轮(253)、辅助轮(254)、履带(255)、行走电机(256)；凹板(251)固定安装在支撑架(252)上，支撑架(252)前端设置有传动轮(253)，支撑架(252)后端通过轴承连接有辅助轮(254)，支撑架(252)侧面安装有行走电机(256)，行走电机(256)通过轴承与传动轮(253)传动连接，传动轮(253)通过履带(255)与辅助轮(254)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种管道清理机器人，其特征在于：所述前端支撑杆(243)铰接在凹板(251)上。
5.根据权利要求3所述的一种管道清理机器人，其特征在于：所述后端支撑杆(244)铰接在凹板(251)上。
6.根据权利要求1所述的一种管道清理机器人，其特征在于：所述转套(32)前端安装有环形块(8)，环形块(8)截面为T字型，环形块(8)嵌入环型连接槽(5)内。
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