CN112974431A - 一种管道清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种管道清洗机器人，包括机身；机身上分别设有图像采集组件、管道清扫组件、行走组件和平衡组件；图像采集组件和管道清扫组件分别位于机身沿运动方向的两端处；行走机构和平衡机构分别设有多个，绕机身均匀排布。根据本申请实施例提供的技术方案，通过在机身的前端设置图像采集组件，可实时观察管道内的情况，配合尾端的管道清扫组件可进行有针对性的清扫，相较于现有技术的盲目清扫，不仅节省了资源，还提高了清扫质量。

Description

一种管道清洗机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域,具体涉及一种管道清洗机器人。

背景技术

近年来，随着运输、工业、农业及建筑业的高速发展，管道运输系统应用于民间和工业的方方面面，人们越来越来重视管道运输技术的利用，虽然管道运输在工业长距离输送作业中有着显著优势，但用于石油、天然气乃至民用上下水管道在传输液、气体过程中，因温度、压力不同及介质与管道之间的物理化学作用，常常会高温结焦，生成油垢、水垢，存留沉积物，腐蚀物等，使有效传输管径减少，效率下降，物耗、能耗增加，工艺流程中断，设备失效，发生安全事故。尽管通过添加化学剂，采用合理的工艺流程，进行水质处理措施可以在一定程度上改善这些情况，但要完全避免污垢的产生是不可能的。我国的管道清洗行业长期以来80％采用的是化学方法以及手工清洗和机械清洗方法，成本高、效率低、污染环境等，远远不能满足现代社会日益增长的要求。探索和开发高效的清洗方法成为工业生产和人民生活的不可或缺的环节。

目前研究的管道机器人通常只适用于单一的管道直径,另外目前市场上大部分清洗机器人无法检测管道内部情况，只能盲目清洗，过于浪费资源，导致一次作业的工作距离都比较短。

轮式机器人着地面积小，维持一定的附着力较困难，越障能力有限。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种管道清洗机器人

本申请提供一种管道清洗机器人，包括机身；机身上分别设有图像采集组件、管道清扫组件、行走组件和平衡组件；图像采集组件和管道清扫组件分别位于机身沿运动方向的两端处；行走机构和平衡机构分别设有多个，绕机身均匀排布。

进一步的，行走机构包括与机身铰接的第一连杆和与机身可滑动连接的第一支杆；第一连杆远离机身的一端设有行走轮；第一支杆远离机身的一端铰接在第一连杆的中间处。

进一步的，第一连杆上还设有用于驱动行走轮的电机；电机与行走轮之间通过匹配的锥形齿轮对接。

进一步的，机身上对应第一支杆设有相应的滑块；滑块上沿滑动方向设有复位拉簧。

进一步的，平衡组件包括铰接在机身上的第二连杆和第二支杆；第二连杆远离机身的一端设有平衡轮；第二支杆远离机身的一端铰接在第二连杆的中间处。

进一步的，第二支杆为伸缩杆，且内部设有复位弹簧。

进一步的，机身沿运动方向包括前段和后段；前段与后段之间设有用于安装行走组件的中段；中段与前段和后段之间分别设有连接杆。

进一步的，图像采集组件位于前段上，包括摄像头和绕摄像头设有一周的照明灯。

进一步的，管道清扫组件位于后段上，包括多个毛刷；多个毛刷沿后段均匀排布，通过毛刷筒与后段可转动连接；毛刷筒内对应毛刷设有支撑弹簧。

进一步的，后段上还设有多个喷嘴；喷嘴绕后段均匀排布。

本申请具有的优点和积极效果是：

本技术方案通过在机身的前端设置图像采集组件，可实时观察管道内的情况，配合尾端的管道清扫组件可进行有针对性的清扫，相较于现有技术的盲目清扫，不仅节省了资源，还提高了清扫质量。

进一步的，移动方式用轮式代替履带式，提高了机器人的速度，增强了机器人的稳定性和适应性；配合铰接的结构及弹性支撑的支杆，可适用于不同直径的管道。

附图说明

图1为本申请实施例提供的管道清洗机器人的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的管道清洗机器人的行走组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的管道清洗机器人的平衡组件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的管道清洗机器人的管道清扫组件的结构示意图。

图中所述文字标注表示为：100-前段；110-后段；111-喷嘴；120-中段；130-连接杆；200-第一连杆；201-电机；210-第一支杆；220-行走轮；230-滑块；231-复位拉簧；300-第二连杆；310-第二支杆；311-复位弹簧；320-平衡轮；400-毛刷；410-毛刷筒；411-支撑弹簧；500-摄像头；510-照明灯。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

请参考图1-4，本实施例提供一种管道清洗机器人，包括机身，机身包括分离的前段100、中段120和后段110；中段120位于前段100和后段110之间通过连接杆130连接。

在一优选实施例中，前段100远离中段120的一端设有图像采集组件；图像采集组件包括与前段100同轴的摄像头500，和绕摄像头500设有一周的八个照明灯510。

在一优选实施例中，后段110远离中段120的一端设有管道清扫组件；管道清扫组件包括绕后段110轴线均匀排布的四个毛刷400；毛刷400通过毛刷筒410与后段110可转动连接，转动方向为绕后段110的轴线的方向。

在一优选实施例中，毛刷400可滑动安装在毛刷筒410上，毛刷筒410上对应毛刷400设有相应的支撑弹簧411，面对不同直径的管道，毛刷400可通过支撑弹簧411进行自适应。

在一优选实施例中，后段110上还设有四个喷嘴111；四个喷嘴111绕后段110均匀排布。

在一优选实施例中，前段100和后段110上分别设有平衡组件；平衡组件四个为一组，前段100和后段110上各设有一组平衡组件；两组平衡组件分别绕前段100和后段110均匀排布，相邻两平衡组件间的夹角为90°。

在一优选实施例中，平衡组件包括铰接在机身上的第二连杆300和第二支杆310；第二连杆300远离机身的一端设有平衡轮320；第二支杆310远离机身的一端铰接在第二连杆300的中间处。

在一优选实施例中，第二支杆310为伸缩杆，且内部设有复位弹簧311；通过弹性支撑，使平衡轮320面对不同的管径能够自适应。

在一优选实施例中，中段120上设有行走机构，行走机构也是四个为一组，绕中段120的轴线均匀排布，相邻两行走机构间的夹角为90°。

在一优选实施例中，行走结构包括与中段120铰接的第一连杆200和与连接杆130连接的第一支杆210；连接杆130上对应第一支杆210设有滑块230；第一支杆210一端铰接在滑块230上，一端铰接在第一连杆200的中间处。

在一优选实施例中，第一连杆200远离中段120的一端设有行走轮220，行走轮220通过电机201驱动；电机201固定安装在第一连杆200上，输出轴与第一连杆200的轴线方向相同；第一连杆200上对应输出轴还设有减速器；减速器的输出轴通过锥形齿轮与行走轮220对接。

在一优选实施例中，滑块230与中段120之间还设有复位拉簧231，第一支杆210通过弹性支撑，行走轮220面对不同直径的管道能够进行自适应。

在一优选实施例中，中段120包括两个用于安装第一连杆200的安装盘，两安装盘之间通过滑杆连接；安装盘上对应滑杆设有滑孔，滑孔与连接杆130同轴；连接杆130为中空结构，滑杆的两端分别插入连接杆130内；两安装盘通过滑杆可沿轴线方向线性滑动，从而调节两安装盘之间的距离，同时调节整个机器人的长度；滑动过程中，滑杆会滑入连接杆130内，实现完全隐藏，无多余的延伸结构，避免机器人因结构复杂导致卡顿等影响。

在一优选实施例中，安装盘上对应电机201还设有电源组件；电源组件位于安装盘的内部，充电口位于安装盘沿圆周方向的一侧。

在一优选实施例中，安装盘上对应滑杆设有夹紧组件，夹紧组件内嵌在安装盘上，包括两个呈弧形的抱瓦，两抱瓦相对设置，分别位于滑杆的两侧，与安装盘可相对滑动。

在一优选实施例中，抱瓦远离滑杆的一侧设有外螺纹，两抱瓦抱紧滑杆后可通过相应的螺母进行固定，从而实现安装盘与滑杆的相对固定，通过抱瓦对滑杆与安装盘进行固定，可实现将安装盘固定在滑杆的任意位置，灵活调节长度。

在一优选实施例中，抱瓦远离安装盘的端面上沿圆周方向设有弧形的凹槽；凹槽上设有与螺母匹配的螺纹，两抱瓦打开后可通过将螺母安装在凹槽内使两抱瓦保持打开状态；

在一优选实施例中，两安装盘上对应设有匹配的卡扣，两安装盘需贴合固定时可通过卡扣进行连接固定。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道清洗机器人，其特征在于，包括机身；所述机身上分别设有图像采集组件、管道清扫组件、行走组件和平衡组件；所述图像采集组件和管道清扫组件分别位于所述机身沿运动方向的两端处；所述行走机构和平衡机构分别设有多个，绕所述机身均匀排布。

2.根据权利要求1所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述行走机构包括与所述机身铰接的第一连杆(200)和与所述机身可滑动连接的第一支杆(210)；所述第一连杆(200)远离所述机身的一端设有行走轮(220)；所述第一支杆(210)远离所述机身的一端铰接在所述第一连杆(200)的中间处。

3.根据权利要求2所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述第一连杆(200)上还设有用于驱动所述行走轮(220)的电机(201)；所述电机(201)与行走轮(220)之间通过匹配的锥形齿轮对接。

4.根据权利要求2所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述机身上对应所述第一支杆(210)设有相应的滑块(230)；所述滑块(230)上沿滑动方向设有复位拉簧(231)。

5.根据权利要求1所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述平衡组件包括铰接在所述机身上的第二连杆(300)和第二支杆(310)；所述第二连杆(300)远离所述机身的一端设有平衡轮(320)；所述第二支杆(310)远离所述机身的一端铰接在所述第二连杆(300)的中间处。

6.根据权利要求5所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述第二支杆(310)为伸缩杆，且内部设有复位弹簧(311)。

7.根据权利要求1所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述机身沿运动方向包括前段(100)和后段(110)；所述前段(100)与后段(110)之间设有用于安装所述行走组件的中段(120)；所述中段(120)与所述前段(100)和后段(110)之间分别设有连接杆(130)。

8.根据权利要求7所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述图像采集组件位于所述前段(100)上，包括摄像头(500)和绕摄像头(500)设有一周的照明灯(510)。

9.根据权利要求7所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述管道清扫组件位于所述后段(110)上，包括多个毛刷(400)；多个所述毛刷(400)沿所述后段(110)均匀排布，通过毛刷筒(410)与所述后段(110)可转动连接；所述毛刷筒(410)内对应所述毛刷(400)设有支撑弹簧(411)。

10.根据权利要求7所述的管道清洗机器人，其特征在于，所述后段(110)上还设有多个喷嘴(111)；所述喷嘴(111)绕所述后段(110)均匀排布。

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