CN112696560B - 一种用于倾斜管道清理的管道机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于倾斜管道清理的管道机器人，包括主管道，所述主管道的外周侧均匀设置有辅助支撑件，所述辅助支撑件包括固定在主管道外周侧的减震器，所述减震器的伸缩端设有固定座，所述固定座远离减震器的一端滚动设置有滚球，且位于主管道下侧的一组辅助支撑件的侧面设有配重摇摆组件。该用于倾斜管道清理的管道机器人，可以通过喷射角度可以调节高压喷水对管道进行清理，还可以通过高压喷水的反作用力带动管道机器人在不同角度的管道内部移动，方便管道机器人在管道内部行走，可以避免机器人损坏，同时可以使管道机器人对管道的不同部位的进行清理，清理效果好，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及清理机器人技术领域，具体为一种用于倾斜管道清理的管道机器人。
背景技术
管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。
现有的管道机器人主要针对水平管道和倾斜角度较小的管道进行清理。1、当管道倾斜角度较大或者竖直时，管道机器人很难在管道内部行走，从而导致无法对管道内部进行清理；2、当管道内部清理干净时，管道内壁光滑，管道机器人与管道内壁之间摩擦力减小，容易导致管道机器人沿管道内部滑落，从而导致管道机器人损坏；3、通过高压水枪对管道清洗时，无法对管道深处进行清洗，清洗效果不好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于倾斜管道清理的管道机器人，可以通过喷射角度可以调节高压喷水对管道进行清理，还可以通过高压喷水的反作用力带动管道机器人在不同角度的管道内部移动，方便管道机器人在管道内部行走，可以避免机器人损坏，同时可以使管道机器人对管道的不同部位的进行清理，清理效果好，操作简单，使用方便，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于倾斜管道清理的管道机器人，包括主管道，所述主管道的外周侧均匀设置有辅助支撑件，所述辅助支撑件包括固定在主管道外周侧的减震器，所述减震器的伸缩端设有固定座，所述固定座远离减震器的一端滚动设置有滚球，且位于主管道下侧的一组辅助支撑件的侧面设有配重摇摆组件，所述配重摇摆组件包括固定在同一组两根减震器固定端之间的固定轴，所述固定轴的侧面中部设有轴承，且固定轴通过轴承转动设置有扇形配重块。
所述扇形配重块的顶部为弧形机构，且扇形配重块的顶部设有凸起，与扇形配重块对应的减震器的侧面设有双轴电机，所述双轴电机的两根输出轴分别与两个减震器的固定端连接，且双轴电机位于扇形配重块与主管道之间，所述双轴电机的壳体侧面设有凸轮，双轴电机的输入端与外部开关组的输出端电连接。
所述主管道的两端均转动设置有调节管，所述调节管远离主管道一端的周侧面均匀分布的软管，所述软管远离调节管的一端设有高压喷头，所述高压喷头的侧面设有竖板，所述调节管外周侧靠近主管道的一端设有固定架，所述固定架远离调节管的一端设有与竖板转动连接的转轴。
所述竖板的侧面设有条形孔，所述调节管的侧面考下部位对称设置有两个调节高压喷头角度的角度调节器，所述角度调节器包括安装座、电动推杆和环形推杆，且电动推杆的固定端通过安装座固定在调节管的侧面，所述环形推杆固定在电动推杆的伸缩端，且环形推杆活动穿插在条形孔内部。
所述电动推杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案，其中一根调节管远离主管道的一端中部设有进水管，所述调节管与进水管对应的侧面设有固定环。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主管道的内部两端均设有连接环，所述连接环的一端延伸至调节管内部，且连接环位于调节管内部部分的外周侧设有与调节管转动连接的密封轴承。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主管道的中部设有电机座，所述电机座的两端均设有步进电机，所述步进电机的输出轴延伸至调节管内部，且步进电机的输出轴上设有与调节管内壁固定连接的连接架，步进电机的输入端与外部开关组的输出端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，水通过进水管进入到主管道和调节管内部，调节管内部的水通过软管进入到高压喷头内部，高压喷头将水喷出，并对管道内壁进行清洗，且两侧的高压喷头可以至少对管道进行两次冲洗，提高管道内壁的清理效果。
2、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，可以通过电动推杆推动环形推杆移动，环形推杆可以带动竖板绕转轴转动，竖板可以带动高压喷头转动，从而对高压喷头喷出水的角度进行调节，便于对管道内壁的冲洗力度进行调节；另外，高压喷头喷水时反作用于主管道和调节管上，高压喷头喷水时的反作用力可以作用动力驱动管道机器人沿管道内壁移动，便于对管道不同的部位进行清理。
3、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，步进电机可以通过连接架带动调节管转动，且两个调节管反向转动后可以使两组高压喷头交叉设置，从而对管道内壁进行更加全面的冲洗，提高管道的清理效果。
4、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，双轴电机可以带动凸轮转动，凸轮转动过程中推动凸起，凸起带动扇形配重块绕固定轴转动，当扇形配重块转动时带动整个管道机器人底部摇摆，从而带动减震器和高压喷头移动，减震器摇摆时可以使管道机器人越过一些凸起的障碍；高压喷头摇摆时可以提高清理范围，从而提高管道机器人对管道的清理效果。
5、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，带有滚球减震器可以自适应不同口径的管道，便于机器人在不同管道内部移动，提高管道机器人的自适应能力。
6、本发明示例的用于倾斜管道清理的管道机器人，可以通过喷射角度可以调节高压喷水对管道进行清理，还可以通过高压喷水的反作用力带动管道机器人在不同角度的管道内部移动，方便管道机器人在管道内部行走，可以避免机器人损坏，同时可以使管道机器人对管道的不同部位的进行清理，清理效果好，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的右视结构示意图；
图3为图1的仰视结构示意图；
图4为图1的剖视结构示意图；
图5为本发明中配重摇摆组件的结构示意图；
图6为本发明中主管道和调节管的剖视结构示意图。
图中：1主管道、2调节管、21固定环、22进水管、3减震器、31固定座、32滚球、4软管、41高压喷头、5固定架、51转轴、6角度调节器、61安装座、62电动推杆、63环形推杆、7竖板、71条形孔、8连接环、81密封轴承、9电机座、91步进电机、92连接架、10固定轴、11扇形配重块、12轴承、13凸起、14双轴电机、15凸轮。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于倾斜管道清理的管道机器人，包括主管道1，主管道1的外周侧均匀设置有辅助支撑件，辅助支撑件包括固定在主管道1外周侧的减震器3，减震器3的伸缩端设有固定座31，固定座31远离减震器3的一端滚动设置有滚球32，带有滚球32减震器3可以自适应不同口径的管道，便于机器人在不同管道内部移动，提高管道机器人的自适应能力。
且位于主管道1下侧的一组辅助支撑件的侧面设有配重摇摆组件，配重摇摆组件包括固定在同一组两根减震器3固定端之间的固定轴10，固定轴10的侧面中部设有轴承12，且固定轴10通过轴承12转动设置有扇形配重块11，扇形配重块11的顶部为弧形机构，且扇形配重块11的顶部设有凸起13，与扇形配重块11对应的减震器3的侧面设有双轴电机14，双轴电机14的两根输出轴分别与两个减震器3的固定端连接，且双轴电机14位于扇形配重块11与主管道1之间，双轴电机14的壳体侧面设有凸轮15，双轴电机14的输入端与外部开关组的输出端电连接，双轴电机14可以带动凸轮15转动，凸轮15转动过程中推动凸起13，凸起13带动扇形配重块11绕固定轴10转动，当扇形配重块11转动时带动整个管道机器人底部摇摆，从而带动减震器3和高压喷头41移动，减震器3摇摆时可以使管道机器人越过一些凸起的障碍；高压喷头41摇摆时可以提高清理范围，从而提高管道机器人对管道的清理效果。
主管道1的两端均转动设置有调节管2，主管道1的内部两端均设有连接环8，连接环8的一端延伸至调节管2内部，且连接环8位于调节管2内部部分的外周侧设有与调节管2转动连接的密封轴承81，使调节管2可以与主管道1之间发生相对转动。
主管道1的中部设有电机座9，电机座9的两端均设有步进电机91，步进电机91的输出轴延伸至调节管2内部，且步进电机91的输出轴上设有与调节管2内壁固定连接的连接架92，步进电机91的输入端与外部开关组的输出端电连接，步进电机91可以通过连接架92带动调节管2转动，便于对调节管2进行调节。
其中一根调节管2远离主管道1的一端中部设有进水管22，调节管2与进水管22对应的侧面设有固定环21，可以将外部牵引绳固定到固定环21上，便于管道机器人的牵引；可以将外部水管与进水管22连接，便于管道机器人对管道进行清理。
调节管2远离主管道1一端的周侧面均匀分布的软管4，软管4远离调节管2的一端设有高压喷头41，水通过进水管22进入到主管道1和调节管2内部，调节管2内部的水通过软管4进入到高压喷头41内部，高压喷头41将水喷出，并对管道内壁进行清洗，且两侧的高压喷头41可以至少对管道进行两次冲洗，提高管道内壁的清理效果。
高压喷头41的侧面设有竖板7，调节管2外周侧靠近主管道1的一端设有固定架5，固定架5远离调节管2的一端设有与竖板7转动连接的转轴51，使竖板7可以带动高压喷头41绕转轴51转动，便于对高压喷头41的角度进行调节。
竖板7的侧面设有条形孔71，调节管2的侧面考下部位对称设置有两个调节高压喷头41角度的角度调节器6，角度调节器6包括安装座61、电动推杆62和环形推杆63，且电动推杆62的固定端通过安装座61固定在调节管2的侧面，环形推杆63固定在电动推杆62的伸缩端，且环形推杆63活动穿插在条形孔71内部，可以通过电动推杆62推动环形推杆63移动，环形推杆63可以带动竖板7绕转轴51转动，竖板7可以带动高压喷头41转动，从而对高压喷头41喷出水的角度进行调节，便于对管道内壁的冲洗力度进行调节；另外，高压喷头41喷水时反作用于主管道1和调节管2上，高压喷头41喷水时的反作用力可以作用动力驱动管道机器人沿管道内壁移动，便于对管道不同的部位进行清理。
电动推杆62的输入端与外部开关组的输出端电连接。
步进电机91可以通过连接架92带动调节管2转动，且两个调节管2反向转动后可以使两组高压喷头41交叉设置，从而对管道内壁进行更加全面的冲洗，提高管道的清理效果。
当扇形配重块11转动时带动整个管道机器人底部摇摆，从而带动减震器3和高压喷头41移动，减震器3摇摆时可以使管道机器人越过一些凸起的障碍；高压喷头41摇摆时可以提高清理范围，从而提高管道机器人对管道的清理效果。
外部开关组上设有与电动推杆62、步进电机91和双轴电机14对应的控制按钮，且电动推杆62、步进电机91和双轴电机14均为现有技术中常用的电器元件。
整个用于倾斜管道清理的管道机器人，可以通过喷射角度可以调节高压喷水对管道进行清理，还可以通过高压喷水的反作用力带动管道机器人在不同角度的管道内部移动，方便管道机器人在管道内部行走，可以避免机器人损坏，同时可以使管道机器人对管道的不同部位的进行清理，清理效果好，操作简单，使用方便。
在使用时：
将外部管道与进水管22固定连接，并将外部牵引绳固定到固定环21上；
将管道机器人放置在管道内部，带有滚球32的减震器3自适应管道内径，减震器3推动滚球32与管道内壁接触，且在管道机器人自身重力作用下，扇形配重块11移动到主管道1的下侧；
打开外部水源，水通过进水管22进入到主管道1和调节管2内部，调节管2内部的水通过软管4进入到高压喷头41内部，两侧的高压喷头41将水喷出，并对管道内壁进行清洗；
当需要驱动管道机器人沿管道内壁移动时，通过外部开关组控制电动推杆62工作，电动推杆62推动环形推杆63移动，环形推杆63带动竖板7绕转轴51转动，竖板7带动高压喷头41转动；
高压喷头41转动后，高压喷头41喷水式的反作用在管道机器人上的作用力角度改变，从而使带有滚球32的管道机器人沿管道内壁移动；
且管道机器人在管道内部移动过程中高压喷头41喷出的高压水对管道进行清理；
当管道较粗且高压喷头41清洗不全面时，通过外部开关组控制步进电机91工作，步进电机91通过连接架92带动调节管2转动，且两个调节管2反向转动后使两组高压喷头41交叉设置，此时管道机器人移动过程中对管道内壁进行全面的清理；
当管道机器人内壁有凸起影响管道机器人移动、或者管道较粗不能对管道进行全面清洗时，通过外部开关组控制双轴电机14工作，双轴电机14带动凸轮15转动，凸起13带动扇形配重块11绕固定轴10转动，当扇形配重块11转动时带动整个管道机器人底部摇摆，从而带动减震器3和高压喷头41移动，减震器3摇摆时使管道机器人沿管道内壁摇摆并使管道机器人越过一些凸起的障碍；高压喷头41摇摆时可以提高清理范围，从而提高管道机器人对管道的清理效果。
本发明可以通过喷射角度可以调节高压喷水对管道进行清理，还可以通过高压喷水的反作用力带动管道机器人在不同角度的管道内部移动，方便管道机器人在管道内部行走，可以避免机器人损坏，同时可以使管道机器人对管道的不同部位的进行清理，清理效果好，操作简单，使用方便。
本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种用于倾斜管道清理的管道机器人，包括主管道(1)，其特征在于：所述主管道(1)的外周侧均匀设置有辅助支撑件，所述辅助支撑件包括固定在主管道(1)外周侧的减震器(3)，所述减震器(3)的伸缩端设有固定座(31)，所述固定座(31)远离减震器(3)的一端滚动设置有滚球(32)，且位于主管道(1)下侧的一组辅助支撑件的侧面设有配重摇摆组件，所述配重摇摆组件包括固定在同一组两根减震器(3)固定端之间的固定轴(10)，所述固定轴(10)的侧面中部设有轴承(12)，且固定轴(10)通过轴承(12)转动设置有扇形配重块(11)；
所述扇形配重块(11)的顶部为弧形机构，且扇形配重块(11)的顶部设有凸起(13)，与扇形配重块(11)对应的减震器(3)的侧面设有双轴电机(14)，所述双轴电机(14)的两根输出轴分别与两个减震器(3)的固定端连接，且双轴电机(14)位于扇形配重块(11)与主管道(1)之间，所述双轴电机(14)的壳体侧面设有凸轮(15)，双轴电机(14)的输入端与外部开关组的输出端电连接；
所述主管道(1)的两端均转动设置有调节管(2)，所述调节管(2)远离主管道(1)一端的周侧面均匀分布的软管(4)，所述软管(4)远离调节管(2)的一端设有高压喷头(41)，所述高压喷头(41)的侧面设有竖板(7)，所述调节管(2)外周侧靠近主管道(1)的一端设有固定架(5)，所述固定架(5)远离调节管(2)的一端设有与竖板(7)转动连接的转轴(51)；
所述竖板(7)的侧面设有条形孔(71)，所述调节管(2)的侧面靠 下部位对称设置有两个调节高压喷头(41)角度的角度调节器(6)，所述角度调节器(6)包括安装座(61)、电动推杆(62)和环形推杆(63)，且电动推杆(62)的固定端通过安装座(61)固定在调节管(2)的侧面，所述环形推杆(63)固定在电动推杆(62)的伸缩端，且环形推杆(63)活动穿插在条形孔(71)内部；
所述电动推杆(62)的输入端与外部开关组的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的用于倾斜管道清理的管道机器人，其特征在于：其中一根调节管(2)远离主管道(1)的一端中部设有进水管(22)，所述调节管(2)与进水管(22)对应的侧面设有固定环(21)。
3.根据权利要求1所述的用于倾斜管道清理的管道机器人，其特征在于：所述主管道(1)的内部两端均设有连接环(8)，所述连接环(8)的一端延伸至调节管(2)内部，且连接环(8)位于调节管(2)内部部分的外周侧设有与调节管(2)转动连接的密封轴承(81)。
4.根据权利要求1所述的用于倾斜管道清理的管道机器人，其特征在于：所述主管道(1)的中部设有电机座(9)，所述电机座(9)的两端均设有步进电机(91)，所述步进电机(91)的输出轴延伸至调节管(2)内部，且步进电机(91)的输出轴上设有与调节管(2)内壁固定连接的连接架(92)，步进电机(91)的输入端与外部开关组的输出端电连接。
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