CN112228692B - 一种智能管道封堵机器人系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能管道封堵机器人系统，包括辅助工程车、管缆系统、封堵作业机器人和快速封堵装置，所述辅助工程车内部设有机器人监控及控制系统、高压混凝土灌浆系统及动力电源系统，所述管缆系统包含能源线缆、混凝土砂浆输送管和控制线缆，所述辅助工程车通过所述管缆系统与所述封堵作业机器人对应连接；所述封堵作业机器人的前端装载有所述快速封堵装置，所述辅助工程车内的高压混凝土通过所述混凝土砂浆输送管灌入所述快速封堵装置中，本发明中的管道智能封堵机器人可以代替施工人员进入管道进行封堵作业，施工人员的人生安全得到保障，智能封堵机器人具有作业快速，效率高，安全可靠，适应性强，应用成本低的特点。

Description

一种智能管道封堵机器人系统
技术领域
本发明涉及地下管道封堵技术领域，具体涉及一种智能管道封堵机器人系统。
背景技术
目前市政排水水管道封堵工作，大多仍是人工进入管道内部将气囊塞入需要封堵管道口，或是人工砌砖墙的方式进行管道封堵，优点是结构简单，技术难度不高，缺点是无法对管道深处进行封堵，人工作业工作环境恶劣，空间狭窄，操作非常困难，如遇突发情况无法及时避让，危及施工人员的人身安全，管道封堵效果不甚理想，经常出现封堵不到位，存在泄露现象，附带着增加了大量的泄露排查工作，浪费大量的社会资源。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种智能管道封堵机器人系统，以解决上述背景技术中提出的实际问题。
（二） 技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能管道封堵机器人系统，包括辅助工程车、管缆系统、封堵作业机器人和快速封堵装置，所述辅助工程车内部设有机器人监控及控制系统、高压混凝土灌浆系统及动力电源系统，所述管缆系统包含能源线缆、混凝土砂浆输送管和控制线缆，所述辅助工程车通过所述管缆系统与所述封堵作业机器人对应连接；所述封堵作业机器人的前端装载有所述快速封堵装置，所述辅助工程车内的高压混凝土通过所述混凝土砂浆输送管灌入所述快速封堵装置中。
进一步的，所述封堵作业机器人包括电控车体、履带腿、机器人支架、前置摄像头、混凝土灌浆装置、后置摄像头、补光灯及机械臂，所述电控车体连接于所述机器人支架的后端，所述电控车体分别与所述管缆系统中的所述能源线缆和所述控制线缆通过防水航空插头连接；两个所述履带腿分别通过紧固件安装在所述机器人支架下部两侧，所述前置摄像头方向朝前固定在所述机器人支架上，所述后置摄像头方向朝后固定在所述机器人支架上，所述混凝土灌浆装置设置在所述机器人支架的前端上部；所述补光灯也设置在所述机器人支架的前端上部，且位于所述混凝土灌浆装置的侧边，所述机械臂安装于所述机器人支架的前端中部位置。
进一步的，所述电控车体内设置有驱动器、主控板、通讯设备及防水航空插头。
进一步的，所述混凝土灌浆装置包括防水电动推杆、摆动搭载平台和混凝土喷头，所述防水电动推杆通过铰链安装在所述机器人支架上，所述防水电动推杆的伸缩头部与所述混凝土喷头铰接，所述混凝土喷头与所述摆动搭载平台的前端铰接，所述混凝土喷头可在所述摆动搭载平台上做垂直方向摆动，所述混凝土喷头与所述管缆系统中的所述混凝土砂浆输送管连接。
进一步的，所述机械臂包括回转部件和机械夹爪，所述机械夹爪通过紧固件固定在所述回转部件的输出端。
进一步的，所述快速封堵装置包括快换接头、安全泄压阀、支撑架、橡胶囊和端挡板，两块所述端挡板之间通过所述支撑架连接固定，形成所述快速封堵装置的整体框架；所述快换接头通过螺纹联接在所述端挡板上，所述快换接头与所述管缆系统中的所述混凝土砂浆输送管连接；所述安全泄压阀通过螺纹联接在所述端挡板上，两块所述端挡板间设置有所述橡胶囊，所述橡胶囊和两块所述端挡板内部形成密封结构。
（三）有益效果
本发明提供一种智能管道封堵机器人系统，管道智能封堵机器人可以代替施工人员进入管道进行封堵作业，施工人员的人生安全得到保障，智能封堵机器人具有作业快速，效率高，安全可靠，适应性强，应用成本低的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统示意图；
图2为本发明封堵机器人结构总图；
图3为本发明混凝土灌浆装置结构示意图；
图4为本发明机械臂结构示意图；
图5为本发明快速封堵装置结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
辅助工程车-1、管缆系统-2、封堵作业机器人-3、快速封堵装置-4、电控车体-31、履带腿-32、机器人支架-33、前置摄像头-34、混凝土灌浆装置-35、后置摄像头-36、补光灯-37、机械臂-38、防水电动推杆-351、摆动搭载平台-352、混凝土喷头-353、回转部件-381、机械夹爪-382、快换接头-41、安全泄压阀-42、支撑架-43、橡胶囊-44、端挡板-45。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种智能管道封堵机器人，包括辅助工程车1，管缆系统2，封堵作业机器人3及快速封堵装置4。辅助工程车1内部设有机器人监控及控制系统、高压水系统、高压混凝土灌浆系统及动力电源系统，辅助工程车1停靠在地面检查井口，管缆系统2包含能源线缆、混凝土砂浆输送管及控制线缆，管缆系统2将辅助工程车1和封堵作业机器人3联系起来；辅助工程车1内的高压混凝土通过管缆系统2的混凝土砂浆输送管灌入快速封堵装置4用来封堵管道，管缆系统2设有两根混凝土砂浆输送管分别与混凝土喷头353和快换接头41连接。
请参阅图2，封堵作业机器人3由电控车体31、履带腿32、机器人支架33、前置摄像头34、混凝土灌浆装置35、后置摄像头36、补光灯37及机械臂38组成，机器人支架33可手动调节高低，以适应不同管径；电控车体31连接于机器人支架33的后端，电控车体31内设置驱动器、主控板、通讯设备及防水航空插头等电控设施，电控车体31与管缆系统2的能源线缆及控制线缆通过防水航空插头连接；两个履带腿32分别通过紧固件安装在机器人支架33下部两侧，履带腿32的防水性能优良，同时具有很好的抓地力，优良的越障能力及环境耐候性；前置摄像头34方向朝前固定在机器人支架33上，用以观测封堵作业机器人3前进方向前方的情况及封堵作业情况；后置摄像头36方向朝后固定在机器人支架33上，用以观测封堵作业机器人3后方的情况，混凝土灌浆装置35设置在机器人支架的前端上部；补光灯37也设置在机器人前端上部，位于混凝土灌浆装置35的侧边，用于管道中的照明；机械臂38安装于机器人支架的前端中部位置。
请参阅图3，混凝土灌浆装置35由防水电动推杆351、摆动搭载平台352及混凝土喷头353构成，防水电动推杆351通过铰链安装在机器人支架上，防水电动推杆351伸缩头部与混凝土喷头353铰接，混凝土喷头353还与摆动搭载平台352铰接，混凝土喷头353可随防水电动推杆351伸缩头部在摆动搭载平台352上做垂直方向摆动，混凝土喷头353与管缆系统2的混凝土砂浆输送管连接，可喷射混凝土砂浆加固快速封堵装置4进行管道封堵。
请参阅图4，机械臂38由回转部件381和机械夹爪382组成，回转部件381可绕回转中心做连续正反回转运动，机械夹爪382通过紧固件固定在回转部件381输出端，故此，机械臂可以实现夹持携带和松开释放快速封堵装置4的功能；
请参阅图5，快速封堵装置4由快换接头41、安全泄压阀42、支撑架43、橡胶囊44及端挡板45组成，两块端挡板45通过支撑架43固定牢固，形成快速封堵装置4的整体框架；快换接头41通过螺纹联接在端挡板45上，快换接头41与机械夹爪382连接并通过机械臂38与管缆系统2的混凝土砂浆输送管连接；安全泄压阀42通过螺纹联接在端挡板45上，用以释放高压混凝土内的高压空气，保证封堵作业安全；两块端挡板45间设置橡胶囊44，当混凝土由快换接头41进入快速封堵装置4后，橡胶囊44膨胀并顶住管道内壁进行封堵。
本发明在具体使用时，封堵作业机器人3携带快速封堵装置4进入管道内部，辅助工程车1内的操作人员由机器人监控及控制系统操纵封堵机器人3，通过前置摄像头34观察管道内部情况，当管道内部照明不足时补光灯37自动开启，到达封堵位置后，辅助工程车1内的高压混凝土灌浆系统启动，混凝土砂浆通过管缆系统2的混凝土砂浆输送管注入快速封堵装置4，橡胶囊44膨胀并顶住管道内壁，机械臂38上的回转部件381绕回转中心做连续反回转运动拧开快换接头41，混凝土灌浆装置35携带的混凝土喷头353喷射混凝土砂浆支护加固快速封堵装置4， 混凝土喷头353随摆动搭载平台352做垂直方向摆动调整喷射角度，全部喷涂支护完毕后，操作人员通过后置摄像头36观察管道内情况，操纵封堵作业机器人3撤出管道，结束管道封堵工作。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种智能管道封堵机器人系统，其特征在于：包括辅助工程车(1)、管缆系统(2)、封堵作业机器人(3)和快速封堵装置(4)，所述辅助工程车( 1) 内部设有机器人监控及控制系统、高压混凝土灌浆系统及动力电源系统，所述管缆系统(2)包含能源线缆、混凝土砂浆输送管和控制线缆，所述辅助工程车(1)通过所述管缆系统(2)与所述封堵作业机器人(3)对应连接；所述封堵作业机器人(3)的前端装载有所述快速封堵装置(4)，所述辅助工程车(1)内的高压混凝土通过所述混凝土砂浆输送管灌入所述快速封堵装置(4)中；
所述快速封堵装置(4)包括快换接头(41)、安全泄压阀(42)、支撑架(43)、橡胶囊(44)和端挡板(45)，两块所述端挡板(45)之间通过所述支撑架(43)连接固定，形成所述快速封堵装置(4)的整体框架；所述快换接头(41)通过螺纹联接在所述端挡板(45)上，所述快换接头(41)与所述管缆系统(2)中的所述混凝土砂浆输送管连接；所述安全泄压阀(42)通过螺纹联接在所述端挡板(45)上，两块所述端挡板(45)间设置有所述橡胶囊(44)，所述橡胶囊(44)和两块所述端挡板(45)内部形成密封结构。
2.根据权利要求1所述的一种智能管道封堵机器人系统，其特征在于：所述封堵作业机器人(3)包括电控车体(31)、履带腿(32)、机器人支架(33)、前置摄像头(34)、混凝土灌浆装置(35)、后置摄像头(36)、补光灯(37)及机械臂(38)，所述电控车体(31)连接于所述机器人支架(33)的后端，所述电控车体(31)分别与所述管缆系统(2)中的所述能源线缆和所述控制线缆通过防水航空插头连接；两个所述履带腿(32)分别通过紧固件安装在所述机器人支架(33)下部两侧，所述前置摄像头(34)方向朝前固定在所述机器人支架(33)上，所述后置摄像头(36)方向朝后固定在所述机器人支架(33)上，所述混凝土灌浆装置(35)设置在所述机器人支架(33)的前端上部；所述补光灯(37)也设置在所述机器人支架(33)的前端上部，且位于所述混凝土灌浆装置(35)的侧边，所述机械臂(38)安装于所述机器人支架(33)的前端中部位置。
3.根据权利要求2所述的一种智能管道封堵机器人系统，其特征在于：所述电控车体(31)内设置有驱动器、主控板、通讯设备及防水航空插头。
4.根据权利要求2所述的一种智能管道封堵机器人系统，其特征在于：所述混凝土灌浆装置(35)包括防水电动推杆(351)、摆动搭载平台(352)和混凝土喷头(353)，所述防水电动推杆(351)通过铰链安装在所述机器人支架(33)上，所述防水电动推杆(351)的伸缩头部与所述混凝土喷头(353)铰接，所述混凝土喷头(353)与所述摆动搭载平台(352)的前端铰接，所述混凝土喷头(353)可在所述摆动搭载平台(352)上做垂直方向摆动，所述混凝土喷头(353)与所述管缆系统(2)中的所述混凝土砂浆输送管连接。
5.根据权利要求2所述的一种智能管道封堵机器人系统，其特征在于：所述机械臂(38)包括回转部件(381)和机械夹爪(382)，所述机械夹爪(382)通过紧固件固定在所述回转部件(381)的输出端。
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