CN112536295B

CN112536295B - 变径管道清洗机器人

Info

Publication number: CN112536295B
Application number: CN202011336155.4A
Authority: CN
Inventors: 王俊香
Original assignee: Actfive Shanghai Washing Machine Co ltd
Current assignee: Actfive Shanghai Washing Machine Co ltd
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2040-11-25
Also published as: CN112536295A

Abstract

本发明涉及管道清洗技术领域，特别涉及变径管道清洗机器人，包括：清洗装置、连杆装置、支撑装置，清洗装置转动安装在所述连杆装置前端，连杆装置后部设置有支撑装置，清洗装置包括：清洗盘、套圈、轴向套筒、调整圈，连杆装置包括：清洗轴杆、连杆、支撑轴杆，本发明的清洗装置、支撑装置均可以调整工作半径，在受到卡堵的情况下能够自行避障通过，能够适用不同管径的管道清洗，本发明的连杆为柔性材料，在清洗管道弯道处时设备能容易地通过，节约了成本，提高了工作效率。

Description

变径管道清洗机器人

技术领域

本发明涉及管道清洗技术领域，特别涉及变径管道清洗机器人。

背景技术

管道在中国是既古老又年青的运输方式，早在公元前3世纪,中国就创造了利用竹子连接成管道输送卤水的运输方式,可说是世界管道运输的开端，到19世纪末,四川自流井输送天然气和卤水的竹子管道长达 200多公里，但现代化管道运输则自20世纪50年代以来方得到发展，当前管道运输的发展趋势是：管道的口径不断增大，运输能力大幅度提高；管道的运距迅速增加；运输物资由石油、天然气、化工产品等流体逐渐扩展到煤炭、矿石等非流体，管道作为物质长距离输送的重要载体，管内杂质的沉积、腐蚀等会对管道造成堵塞和损伤，如果不及时对管道进行清洗就会影响管道运行的效率及安全，然而管道所处的环境不易直接到达或不允许人们直接进入，清洗难度很大，现有专用的管道清洗设备能够有效地清洗管道，但管道管径大小不一，清理时需要多套设备来完成，加大了成本，因此我们急需研发一种能够实调整工作范围的管道清洗设备来解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供变径管道清洗机器人，设置有清洗装置、连杆装置、支撑装置，清洗装置、支撑装置均可以调整工作半径，在受到卡堵的情况下能够自行避障通过，解决了管道清洗设备作业尺寸不好调整的问题。

本发明所使用的技术方案是：变径管道清洗机器人，包括：清洗装置、连杆装置、支撑装置，所述清洗装置转动安装在所述连杆装置前端，所述连杆装置后部设置有支撑装置，其特征在于，所述清洗装置包括：清洗盘、套圈、轴向套筒、调整圈，所述连杆装置包括：清洗轴杆、连杆、支撑轴杆；

所述清洗盘设置有清洗刀、刀连杆、清洗叶轮，所述清洗叶轮安装在所述清洗盘内侧并活动套装在所述清洗轴杆上，所述清洗刀底部与所述清洗盘外壁铰接；所述套圈安装在清洗盘内侧，所述套圈外壁设置有刀调整架，所述刀连杆的两端分与清洗刀、刀调整架铰接，三者组成曲柄连杆结构，所述套圈用于带动清洗刀转动；所述轴向套筒安装在所述套圈内侧，所述轴向套筒外壁设置有套筒推杆，所述套圈内壁设置有斜孔容纳所述套筒推杆，所述轴向套筒前后移动时，推杆推动所述套圈转动，所述轴向套筒内壁设置有配套的螺纹孔、套筒丝杆；所述调整圈安装在轴向套筒内侧，所述调整圈设置有方孔，所述方孔内设置有可以旋转的调整叶片，所述调整叶片闭合时能够将所述轴向套筒、调整圈固定连接，打开时调整圈转动能够带动套筒丝杆转动，进而带动轴向套筒移动；所述调整叶片由叶片转杆带动转动，所述叶片转杆为“T”型，其竖杆贯穿调整叶片后转动安装在调整圈内，横杆的两端分别设置有重力球、叶片弹簧，所述叶片弹簧的另一端固定在调整圈外侧边；

所述连杆的两端设置有清洗轴杆、支撑轴杆；

所述支撑装置包括支腿机构，所述支腿机构设置有若干个支腿铰接安装在连杆后部。

进一步地，所述清洗刀为不锈钢材质。

进一步地，重力球为铅球。

进一步地，所述支腿机构设置有三个支腿。

进一步地，所述支腿机构还包括支腿连杆、支腿推杆、丝杆，所述支腿连杆两端分别与所述支腿、支腿推杆铰接，所述支腿推杆设置有螺纹孔,所述螺纹孔内设置有丝杆与其螺纹连接。

进一步地，所述支撑装置还包括转盘调整机构，所述转盘调整机构转动套装在所述支撑轴杆上，所述转盘调整机构设置有轴套罩、扇叶，所述轴套罩后端设置有底座，前端设置有调整齿轮，所述扇叶底部转动安装在所述轴套罩内部，所述支腿机构还设置有丝杆齿轮，所述丝杆齿轮设置有螺纹孔与所述丝杆配合安装，所述调整齿轮与丝杆齿轮相啮合。

进一步地，所述支腿机构还设置有支撑块，所述丝杆贯穿所述支撑块且底部设置有磁铁块，所述支撑块与连杆装置固定连接，所述磁铁块与支撑块中间设置有压缩弹簧；所述转盘调整机构还设置有调整轴套，所述调整轴套底部设置有斜纹与所述扇叶的斜纹配合连接，外部设置有磁铁轴套且二者螺纹连接；所述磁铁轴套后部设置有扇叶轴套，所述磁铁轴套与所述磁铁块磁性相吸。

进一步地，所述转盘调整机构还设置有扇叶罩安装在所述扇叶外部。

进一步地，所述连杆为柔性材质。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

（1）本发明的清洗装置、支撑装置均可以调整工作半径，在受到卡堵的情况下能够自行避障通过，能够适用不同管径的管道清洗，节约了成本。

（2）本发明的连杆为柔性材料，在清洗管道弯道处时设备能容易地通过。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的清洗装置结构示意图。

图3为本发明的清洗装置结构示意图

图4为本发明的连杆装置结构示意图。

图5为本发明的支撑装置结构示意图。

图6为本发明的清洗盘结构示意图。

图7为本发明的轴向套筒结构示意图。

图8为本发明的调整圈结构示意图。

图9为本发明的调整圈结构示意图。

图10为本发明的A处放大结构示意图。

图11为本发明的调整叶片结构示意图。

图12为本发明的支撑装置连接结构示意图。

图13为本发明的扇叶安装结构示意图。

附图标号：1-清洗装置；2-连杆装置；3-支撑装置；101-清洗盘；102-套圈；103-轴向套筒；104-调整圈；201-清洗轴杆；202-连杆；203-支撑轴杆；301-支腿机构；302-转盘调整机构；1011-清洗刀；1012-刀连杆；1013-清洗叶轮；1021-调整架；1031-套筒丝杆；1032-套筒推杆；1041-重力球；1042-叶片转轴；1043-调整叶片；1044-叶片弹簧；3011-支腿；3012-支腿连杆；3013-支腿推杆；3014-磁铁块；3015-丝杆；3016-丝杆齿轮；3017-支撑块；3018-压缩弹簧；3021-轴套罩；3022-扇叶罩；3023-调整齿轮；3024-调整轴套；3025-磁铁轴套；3026-扇叶轴套；3027-底座；3028-扇叶。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的工作原理为：设备开始工作时，水流冲击清洗叶轮1013、转盘调整机构302转动，进而带动清洗装置1转动，重力球1041受向心力将叶片弹簧1044拉伸，叶片转杆1042带动调整叶片1043正向打开，调整圈104转动带动套筒丝杆1031转动，套筒丝杆1031转动带动轴向套筒103向前移动，然后套筒推杆1032推动套圈102转动，紧接着刀调整架1021带动刀连杆1012转动，刀连杆1012将清洗刀1011逐渐打开到适合管径后正常工作，同时转盘调整机构302带动调整齿轮3023转动，调整齿轮3023带动丝杆齿轮3016转动，进而丝杆齿轮3016带动丝杆3015转动，支腿推杆3013向上移动，推动支腿连杆3012、支腿3011逐步打开到适合管径后正常工作；当遇到障碍物阻挡前进时，设备卡住停止转动，重力球1041不再受向心力，将叶片弹簧1044回缩，叶片转杆1042带动调整叶片1043反向打开，调整圈104转动带动套筒丝杆1031反向，套筒丝杆1031转动带动轴向套筒103向后移动，然后套筒推杆1032推动套圈102反向转动，紧接着刀调整架1021带动刀连杆1012反向转动，刀连杆1012将清洗刀1011逐渐收回到避开障碍物后再重新打开，同时由于支腿3011卡住，磁铁块3014相对转盘调整机构302向后移动，磁铁块3014推动磁铁轴套3025后退，磁铁轴套3025带动调整轴套3024反向转动，调整轴套302带动扇叶3028反向转动，进而带动调整齿轮3023反向转动，调整齿轮3023带动丝杆齿轮3016反向转动，进而丝杆齿轮3016带动丝杆3015反向转动，支腿推杆3013向下移动，推动支腿连杆3012、支腿3011逐步收回到避开障碍物后再重新打开，设备恢复正常工作。

实施例，如图1-13所示，变径管道清洗机器人，包括：清洗装置1、连杆装置2、支撑装置3，清洗装置1转动安装在连杆装置2前端，连杆装置2后部设置有支撑装置3，其特征在于，清洗装置1包括：清洗盘101、套圈102、轴向套筒103、调整圈104，连杆装置2包括：清洗轴杆201、连杆202、支撑轴杆203；

清洗盘101设置有清洗刀1011、刀连杆1012、清洗叶轮1013，清洗叶轮1013安装在清洗盘101内侧并活动套装在清洗轴杆201上，清洗刀1011底部与清洗盘101外壁铰接，清洗刀1011为不锈钢材质；套圈102安装在清洗盘101内侧，套圈102外壁设置有刀调整架1021，刀连杆1012的两端分与清洗刀1011、刀调整架1021铰接，三者组成曲柄连杆结构，套圈102用于带动清洗刀1011转动；轴向套筒103安装在套圈102内侧，轴向套筒103外壁设置有套筒推杆1032，套圈102内壁设置有斜孔容纳套筒推杆1032，轴向套筒103前后移动时，推杆1032推动套圈102转动，轴向套筒103内壁设置有配套的螺纹孔、套筒丝杆1031；调整圈104安装在轴向套筒103内侧，调整圈104设置有方孔，方孔内设置有可以旋转的调整叶片1043，调整叶片1043闭合时能够将轴向套筒103、调整圈104固定连接，打开时调整圈104转动能够带动套筒丝杆1031转动，进而带动轴向套筒103移动；调整叶片1043由叶片转杆1042带动转动，叶片转杆1042为“T”型，其竖杆贯穿调整叶片1043后转动安装在调整圈104内，横杆的两端分别设置有重力球1041、叶片弹簧1044，叶片弹簧1044的另一端固定在调整圈104外侧边，重力球1041为铅球；

连杆202的两端设置有清洗轴杆201、支撑轴杆203；

支撑装置3包括支腿机构301，支腿机构301设置有三个支腿3011铰接安装在连杆202后部。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除上述相同的零件外，支腿机构301还包括支腿连杆3012、支腿推杆3013、丝杆3015，支腿连杆3012两端分别与支腿3011、支腿推杆3013铰接，支腿推杆3013设置有螺纹孔,螺纹孔内设置有丝杆3015与其螺纹连接，设备工作时，支腿3011能更稳定地支撑。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除上述相同的零件外，支撑装置3还包括转盘调整机构302，转盘调整机构302转动套装在支撑轴杆203上，转盘调整机构302设置有轴套罩3021、扇叶3028，轴套罩3021后端设置有底座3027，前端设置有调整齿轮3023，扇叶3028底部转动安装在轴套罩3021内部，支腿机构301还设置有丝杆齿轮3016，丝杆齿轮3016设置有螺纹孔与丝杆3015配合安装，调整齿轮3023与丝杆齿轮3016相啮合，设备工作时，调整齿轮3023带动丝杆齿轮3016转动，进而丝杆齿轮3016带动丝杆3015转动，支腿推杆3013向上移动，推动支腿连杆3012、支腿3011逐步打开，能够适合不同管径的清洗工作。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除上述相同的零件外，支腿机构301还设置有支撑块3017，丝杆3015贯穿支撑块3017且底部设置有磁铁块3014，支撑块3017与连杆装置2固定连接，磁铁块3014与支撑块3017中间设置有压缩弹簧3018；转盘调整机构302还设置有调整轴套3024，调整轴套3024底部设置有斜纹与扇叶3028的斜纹配合连接，外部设置有磁铁轴套3025且二者螺纹连接；磁铁轴套3025后部设置有扇叶轴套3026，磁铁轴套3025与磁铁块3014磁性相吸；例如，当支腿3011卡住时，磁铁块3014相对转盘调整机构302向后移动，磁铁块3014推动磁铁轴套3025后退，磁铁轴套3025带动调整轴套3024反向转动，调整轴套302带动扇叶3028反向转动，进而带动调整齿轮3023反向转动，调整齿轮3023带动丝杆齿轮3016反向转动，进而丝杆齿轮3016带动丝杆3015反向转动，支腿推杆3013向下移动，推动支腿连杆3012、支腿3011逐步收回，设备能够避开障碍物，不需额外的工作，提高设备工作效率。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除上述相同的零件外，转盘调整机构302还设置有扇叶罩3022安装在扇叶3028外部，增加扇叶罩3022能更好地保护扇叶3028，延迟设备使用寿命。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除上述相同的零件外，连杆202为柔性材质，设备经过管道转弯处时更容易通过，避免损坏设备。

Claims

1.变径管道清洗机器人，包括：清洗装置（1）、连杆装置（2）、支撑装置（3），所述清洗装置（1）转动安装在所述连杆装置（2）前端，所述连杆装置（2）后部设置有支撑装置（3），其特征在于，所述清洗装置（1）包括：清洗盘（101）、套圈（102）、轴向套筒（103）、调整圈（104），所述连杆装置（2）包括：清洗轴杆（201）、连杆（202）、支撑轴杆（203）；

所述清洗盘（101）设置有清洗刀（1011）、刀连杆（1012）、清洗叶轮（1013），所述清洗叶轮（1013）安装在所述清洗盘（101）内侧并活动套装在所述清洗轴杆（201）上，所述清洗刀（1011）底部与所述清洗盘（101）外壁铰接；所述套圈（102）安装在清洗盘（101）内侧，所述套圈（102）外壁设置有刀调整架（1021），所述刀连杆（1012）的两端分别与清洗刀（1011）、刀调整架（1021）铰接，三者组成曲柄连杆结构，所述套圈（102）用于带动清洗刀（1011）转动；所述轴向套筒（103）安装在所述套圈（102）内侧，所述轴向套筒（103）外壁设置有套筒推杆（1032），所述套圈（102）内壁设置有斜孔容纳所述套筒推杆（1032），所述轴向套筒（103）前后移动时，推杆（1032）推动所述套圈（102）转动，所述轴向套筒（103）内壁设置有配套的螺纹孔、套筒丝杆（1031）；所述调整圈（104）安装在轴向套筒（103）内侧，所述调整圈（104）设置有方孔，所述方孔内设置有可以旋转的调整叶片（1043），所述调整叶片（1043）闭合时能够将所述轴向套筒（103）、调整圈（104）固定连接，打开时调整圈（104）转动能够带动套筒丝杆（1031）转动，进而带动轴向套筒（103）移动；所述调整叶片（1043）由叶片转杆（1042）带动转动，所述叶片转杆（1042）为“T”型，其竖杆贯穿调整叶片（1043）后转动安装在调整圈（104）内，横杆的两端分别设置有重力球（1041）、叶片弹簧（1044），所述叶片弹簧（1044）的另一端固定在调整圈（104）外侧边；

所述连杆（202）的两端设置有清洗轴杆（201）、支撑轴杆（203）；

所述支撑装置（3）包括支腿机构（301），所述支腿机构（301）设置有若干个支腿（3011）铰接安装在连杆（202）后部。

2.据权利要求1所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述清洗刀（1011）为不锈钢材质。

3.据权利要求1所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述重力球（1041）为铅球。

4.据权利要求1所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述支腿机构（301）设置有三个支腿（3011）。

5.据权利要求4所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述支腿机构（301）还包括支腿连杆（3012）、支腿推杆（3013）、丝杆（3015），所述支腿连杆（3012）两端分别与所述支腿（3011）、支腿推杆（3013）铰接，所述支腿推杆（3013）设置有螺纹孔,所述螺纹孔内设置有丝杆（3015）与其螺纹连接。

6.据权利要求5所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述支撑装置（3）还包括转盘调整机构（302），所述转盘调整机构（302）转动套装在所述支撑轴杆（203）上，所述转盘调整机构（302）设置有轴套罩（3021）、扇叶（3028），所述轴套罩（3021）后端设置有底座（3027），前端设置有调整齿轮（3023），所述扇叶（3028）底部转动安装在所述轴套罩（3021）内部，所述支腿机构（301）还设置有丝杆齿轮（3016），所述丝杆齿轮（3016）设置有螺纹孔与所述丝杆（3015）配合安装，所述调整齿轮（3023）与丝杆齿轮（3016）相啮合。

7.据权利要求6所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述支腿机构（301）还设置有支撑块（3017），所述丝杆（3015）贯穿所述支撑块（3017）且底部设置有磁铁块（3014），所述支撑块（3017）与连杆装置（2）固定连接，所述磁铁块（3014）与支撑块（3017）中间设置有压缩弹簧（3018）；所述转盘调整机构（302）还设置有调整轴套（3024），所述调整轴套（3024）底部设置有斜纹与所述扇叶（3028）的斜纹配合连接，外部设置有磁铁轴套（3025）且二者螺纹连接；所述磁铁轴套（3025）后部设置有扇叶轴套（3026），所述磁铁轴套（3025）与所述磁铁块（3014）磁性相吸。

8.据权利要求6所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述转盘调整机构（302）还设置有扇叶罩（3022）安装在所述扇叶（3028）外部。

9.据权利要求1所述的变径管道清洗机器人，其特征在于，所述连杆（202）为柔性材质。