CN113653174A - 一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,包括自动收放线模块、模块化运动轨道、实时通讯模块、智能控制模块、智能移动底盘,智能移动底盘能够自主运动或被动运动,其用于将本智能装置固定在窨井上面;模块化运动轨道由若干个模块单元组成,能在窨井内部升降;自动收放线模块能够自适应模块化运动轨道的升降而自动收放缆线,其缆线的一端通过模块化运动轨道进入地下管道,然后与地下管道内的管道清洗机器人一端连接;智能控制模块控制缆线提供管道清洗机器人前进时的恒力牵引;实时通讯模块,用于与智能清洗系统进行通讯,获取智能清洗系统及管道清洗机器人的信息。本发明使管道清洗机器人能适应任何工况的地下管道,极大提高了清洗范围和效率。
Description
技术领域
本发明涉及管道机器人辅助设备,具体涉及一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置。
背景技术
城市排水管网是城市的“血管”,肩负着收集、输送城市污水和雨水的重任,是城市水体环境的重要组成部分。过去,排水管网清洗主要以人工为主,由于条件限制,地下管道清洗效果不好,导致地下管道内部淤堵严重,地下管道排水功能下降。
随着技术的发展引入智能机器人,作为地下管道清洗的主要设备,清洗效果得到大大改善。但是也出现了一些问题,主要表现在:1)由于智能机器人必须通过窨井口进入地下管道,因此智能机器人的尺寸受到极大的限制。而由于尺寸的限制,智能机器人的运动性能也就受到很大限制,比如智能机器人的越障能力等,而由于地下管道内由各种各样的沉积物和垃圾,这样就制约了智能机器人的使用;2)智能机器人清洗管道时,一般情况下,要拖拉吸污管、通讯动力线缆、高压水管,而地下管道又比较滑,再加上智能机器人本身的动力有限,这样也制约智能机器人的使用。
因此开发一套新型辅助管道机器人清淤的智能装置,解决现有管道清洗机器人存在的问题,至关重要。
发明内容
本发明的目的是解决现有管道清洗机器人在地下管道作业时,运动能力不足的问题,公开了一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其具体的技术方案如下:
一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,包括自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块、智能移动底盘,所述智能移动底盘上集成自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块;
智能移动底盘能够自主运动或被动运动,其用于将本智能装置固定在窨井上面;
模块化运动轨道由若干个模块单元组成,能在窨井内部上下升降;
自动收放线模块能够自适应模块化运动轨道的升降而自动收放缆线,其缆线的一端通过模块化运动轨道进入地下管道,然后与地下管道内的管道清洗机器人一端连接;其中,管道清洗机器人的另一端通过动力通讯线路与地面的智能清洗系统连接;
智能传感器模块用于感知缆线的拉力并实时传输给智能控制模块;
智能控制模块接收缆线的拉力信息并控制缆线提供管道清洗机器人前进时的恒力牵引;
实时通讯模块,用于与智能清洗系统进行通讯,获取智能清洗系统及管道清洗机器人的信息,并接收智能清洗系统的控制指令,反馈本智能装置的状态。
进一步地,所述智能移动底盘包括底架,该底架上的前后端分别固定安装所述自动收放线模块、智能控制模块,智能控制模块上安装有所述模块化运动轨道,该底架上的后端设有用于模块化运动轨道升降时穿过的窗口,该底架下方安装有移动轮,所述底架下方的前端设有能够竖直支撑的前支撑腿,底架下方的后端设有往外倾斜的后支撑腿。由于底架上的后端设有用于模块化运动轨道升降时穿过的窗口,即窗口下方正对着窨井口,底架下方的后端设置的后支撑腿,其设计成往外倾斜的,这样就避开了窨井口,避免出现后支撑腿无落脚点的情况。
进一步地,所述前支撑腿、后支撑腿均包括与底架相连的能够伸缩的油缸,前支撑腿上的油缸末端连接有防滑块,所述后支撑腿上的油缸末端转动连接有角钢,其连接位置为角钢凸面的弯折处。可伸缩的前支撑腿、后支撑腿可以视现场情况进行本智能装置的高度调整及固定,特别是采用了角钢的后支撑腿,角钢由于其特殊形状,其凹面能够稳定固定于各种凹凸不平的路面,提高了其适用范围。
进一步地,自动收放线模块包括第一箱体,第一箱体内设有一侧与外界相通的第一安装槽,第一安装槽内横跨安装有一放线盘、一排线往复丝杆和一排线装置,第一箱体内安装有第一电机、放线盘齿轮、丝杆齿轮,该放线盘齿轮、丝杆齿轮分别与放线盘、排线往复丝杆连接,该第一电机的输出轴通过放线盘齿轮、链条驱动放线盘、丝杆齿轮转动,该排线装置一端穿过有排线往复丝杆并与其螺接、另一端穿过有导向光杆,放线盘上缠绕的缆线穿过排线装置后延伸至智能控制模块内。通过上述设计,第一电机工作时带动放线盘旋转进行收缆线,同时驱动排线往复丝杆带动排线装置将缆线整齐地排列在放线盘上,其中排线装置采用现有设备,在此不详述。
进一步地,该排线装置上还安装有用于记录收缆线时长度的计米器,第一电机、计米器与智能控制模块电信号连接。计米器采用编码器原理,用于统计、反馈收缆线的长度,以便智能控制模块控制收缆线的速度。
进一步地,智能控制模块包括第二箱体,该第二箱体设置有与所述窗口相通的第二安装槽,第二安装槽也与第一安装槽相通,该第二箱体内设有控制处理单元,其中控制处理单元可采用单片机、PLC、工控机等现有设备,第二安装槽内横跨安装所述智能传感器模块,从自动收放线模块延伸来的缆线穿过智能传感器模块后通过模块化运动轨道进入地下管道;该第二安装槽的顶端及内壁上设有若干个用于模块化运动轨道升降时的导向轮,该导向轮能够用来限制模块化运动轨道升降时的移动位置。
进一步地,组成模块化运动轨道的每个模块单元包括基本架、齿条,该基本架由多根空心管通过连接板固定构成,该空心管贴着导向轮上下移动,空心管的底端设有能够插入其顶端通孔的台阶结构,基本架的外侧固定所述齿条,相邻的两基本架之间通过螺栓连接且连接时齿条能够相接,其中位于最下端的基本架上由上往下依次分布有第一随动过线轮、第二随动过线轮,第二随动过线轮的外侧固定有缆线限位块,穿过智能传感器模块的缆线依次穿过第一随动过线轮、第二随动过线轮和缆线限位块之间的空间;第二安装槽内壁上设置有一轨道驱动齿轮及两齿条压紧轮,齿条一侧与该轨道驱动齿轮啮合、另一侧与两齿条压紧轮紧密贴合,其中轨道驱动齿轮位于两齿条压紧轮连线的中点上,第二箱体内设有驱动轨道驱动齿轮转动的第二电机。其中特别需要说明的是,轨道驱动齿轮位于两齿条压紧轮连线的中点上(以各自的中心圆点来计算的)外加轨道驱动齿轮、两齿条压紧轮分别位于齿条的两侧,这样的设计,一方面两齿条压紧轮能确保齿条与轨道驱动齿轮之间啮合,另一方面轨道驱动齿轮和两齿条压紧轮形成的制约齿条移动的三角形分布结构,使得齿条(即整个模块化运动轨道)上下移动时非常稳定,不偏不摇晃,这样也就导致从模块化运动轨道上走线的缆线也很稳定,保证了缆线能向管道清洗机器人前进时提供恒力牵引。
进一步地,第二箱体底端还设有机械手刹装置,机械手刹装置包括安装板,安装板上固定有两并排的手刹限位块,两手刹限位块之间水平设有导向杆,导向杆上设有能够沿其滑动的手刹板,手刹板上固定有能够与齿条啮合的手刹齿条,其中一手刹限位块内水平穿过有与手刹板连接的推杆,推杆的末端连接有松紧手柄。本机械手刹装置用于固定住模块化运动轨道,以免其上下移动;当需要固定住模块化运动轨道时,拉紧手柄使手刹板向齿条靠近直至手刹齿条与齿条啮合;松开手柄时,手刹板带动手刹齿条脱离并远离齿条;其中松紧手柄采用现有设备,在此不详述。
进一步地,智能传感器模块包括相对安装在第一安装槽内壁上的两固定板,两固定板的相对侧顶部通过第一连接杆各水平连接有一夹板,两夹板之间固定一绕线盘,该绕线盘周身上设有线槽,两固定板的相对侧底部各连接一拉力传感器的底端,两拉力传感器的顶端通过第二连接杆水平连接对应侧的夹板中部,两夹板之间在其底部拐角处各转动设置一限位轮,从自动收放线模块延伸来的缆线从绕线盘的顶部绕过后贴着限位轮的内侧竖直往下伸出。
进一步地,所述第一电机采用带离合器功能的伺服电机,第二电机采用带电子刹车的伺服电机。
本发明的智能装置,其特点是:(1)该新型辅助管道机器人清淤的智能装置包括自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块、智能移动底盘。(2)在智能移动底盘上,集成自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块。(3)智能移动底盘可以自主运动或被动运动。作业时,通过智能移动底盘,把本智能装置固定在窨井上面。(4)模块化运动轨道,可以通过叠加更多的模块单元,增加该轨道的长度。当作业时,模块化运动轨道能在窨井内部自动升降,达到窨井的任何深度。(5)自动收放线模块,其缆线的一端,通过模块化运动轨道进入地下管道,然后与地下管道内的智能清洗机器人连接。自动收放线模块能自动收放缆线。自动收放线模块能自适应模块化运动轨道的升降。通过智能传感器模块实时测量并反馈缆线拉力大小,智能控制模块向第一电机发出控制指令,以便通过合适、匹配的转速来控制收缆线的速度,从而实现缆线拉力大小的调整与控制,给管道清洗机器人前进时提供恒力牵引。牵引力的大小,由智能清洗系统设定。(6)本智能装置的实时通讯模块,与智能清洗系统进行通讯,获取智能清洗系统及管道清洗机器人的信息,并接收智能清洗系统的控制指令,反馈本智能装置的状态。通过实时通讯,本智能装置与管道清洗机器人协同作业。
本发明是这样实现的:通过运输车,将本智能装置运输到现场。通过自主移动或人工移动方式,将本智能装置安装固定在窨井口。通过摄像机和传感器测量窨井深度。根据窨井深度,计算模块化运动轨道所需要的模块单元数。通过叠加的方式,增加该轨道的模块单元数。自动收放线模块的缆线,随模块化运动轨道进入地下管道,并与管道清洗机器人连接。通过实时通讯模块,接收管道清洗机器人所需要的前进牵引力。当收到智能清洗系统发出的管道清洗机器人前进的指令时,本智能装置通过智能控制,对管道清洗机器人进行恒力运动牵引,但收到智能清洗系统发出的管道清洗机器人后退的指令时,自动收放线模块停止收缆线并松开第一电机的离合,让管道清洗机器人可以后退。
本新型辅助管道机器人清淤的智能装置,应用智能传感器技术、实时通讯技术,智能控制技术,实现了对管道清洗机器人的智能牵引,拓展了管道清洗机器人的应用范围,使管道清洗机器人能适应各种复杂工况的地下管道,极大提高了清洗范围和效率。
附图说明
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
图1为本发明与管道清洗机器人、智能清洗系统协同工作时的示意图;
图2为本发明的一整体示意图;
图3为本发明的一部分内部结构示意图;
图4为本发明中的自动收放线模块一整体示意图;
图5为图4的一内部结构示意图;
图6为本发明中的智能控制模块一整体示意图;
图7为图6的另一角度示意图;
图8为图6中的局部A放大示意图;
图9为本发明中的模块化运动轨道在智能控制模块内的位置示意图;
图10为图9中的局部B放大示意图;
图11为图9中的局部C放大示意图;
图12为本发明中的齿条、轨道驱动齿轮、齿条压紧轮之间的位置示意图;
图13为本发明中的智能移动底盘一整体示意图;
图14为本发明中的智能传感器模块一整体示意图;
其中,1、自动收放线模块;11、第一箱体;111、第一电机;112、放线盘齿轮;113、丝杆齿轮;114、链条;12、第一安装槽;13、放线盘;14、排线往复丝杆;15、排线装置;16、导向光杆;17、计米器;
2、模块化运动轨道;21、基本架;211、空心管;2111、台阶结构;22、齿条;23、螺栓;24、第一随动过线轮;25、第二随动过线轮;26、缆线限位块;
3、智能传感器模块;31、固定板;32、第一连接杆;33、夹板;34、绕线盘;35、拉力传感器;36、第二连接杆;37、限位轮;
4、实时通讯模块;
5、智能控制模块;51、第二箱体;52、第二安装槽;53、导向轮;54、轨道驱动齿轮;55、齿条压紧轮;56、机械手刹装置;561、安装板;562、手刹限位块;563、导向杆;564、手刹板;565、手刹齿条;566、推杆;567、松紧手柄;
6、智能移动底盘;61、底架;62、窗口;63、移动轮;64、前支撑腿;641、防滑块;65、后支撑腿;651、角钢;66、油缸;
7、窨井口;
8、管道清洗机器人;
9、地下管道;
10、动力通讯线路;
11a、智能清洗系统;
12a、缆线。
具体实施方式
为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实施方式中的附图,对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,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他实施方式,都属于本申请保护的范围。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
参考图1、图2、图3,本发明为新型辅助管道机器人清淤的智能装置,包括自动收放线模块1、模块化运动轨道2、智能传感器模块3、实时通讯模块4、智能控制模块5、智能移动底盘6。
智能移动底盘6能够自主运动或被动运动,其用于将本智能装置固定在窨井上面;
模块化运动轨道2由若干个模块单元组成,能在窨井内部上下升降;
自动收放线模块1能够自适应模块化运动轨道的升降而自动收放缆线,其缆线的一端通过模块化运动轨道进入地下管道,然后与地下管道内的管道清洗机器人一端连接;其中,管道清洗机器人的另一端通过动力通讯线路与地面的智能清洗系统连接;
智能传感器模块3用于感知缆线的拉力并实时传输给智能控制模块;
智能控制模块5接收缆线的拉力信息并控制缆线提供管道清洗机器人前进时的恒力牵引;
实时通讯模块4,用于与智能清洗系统进行通讯,获取智能清洗系统及管道清洗机器人的信息,并接收智能清洗系统的控制指令,反馈本智能装置的状态。
其中,参考图2、图13,所述智能移动底盘6包括底架61,该底架上的前后端分别固定安装所述自动收放线模块1、智能控制模块5,智能控制模块5上安装有所述模块化运动轨道2,该底架61上的后端设有用于模块化运动轨道升降时穿过的窗口62,该底架下方安装有移动轮63,所述底架下方的前端设有能够竖直支撑的前支撑腿64,底架下方的后端设有往外倾斜的后支撑腿65。由于底架上的后端设有用于模块化运动轨道升降时穿过的窗口,即窗口下方正对着窨井口,底架下方的后端设置的后支撑腿,其设计成往外倾斜的,这样就避开了窨井口,避免出现后支撑腿无落脚点的情况。
所述前支撑腿64、后支撑腿65均包括与底架61相连的能够伸缩的油缸66,前支撑腿64上的油缸末端连接有防滑块641,所述后支撑腿65上的油缸末端转动连接有角钢651,其连接位置为角钢凸面的弯折处。可伸缩的前支撑腿、后支撑腿可以视现场情况进行本智能装置的高度调整及固定,特别是采用了角钢的后支撑腿,角钢由于其特殊形状,其凹面能够稳定固定于各种凹凸不平的路面,提高了其适用范围。
其中,参考图4、图5,自动收放线模块1包括第一箱体11,第一箱体11内设有一侧与外界相通的第一安装槽12,第一安装槽内横跨安装有一放线盘13、一排线往复丝杆14和一排线装置15,第一箱体11内安装有第一电机111、放线盘齿轮112、丝杆齿轮113,第一电机采用带离合器功能的伺服电机,该放线盘齿轮、丝杆齿轮分别与放线盘、排线往复丝杆连接,该第一电机111的输出轴通过放线盘齿轮、链条114驱动放线盘、丝杆齿轮转动,该排线装置15一端穿过有排线往复丝杆并与其螺接、另一端穿过有导向光杆16,放线盘上缠绕的缆线穿过排线装置后延伸至智能控制模块内。通过上述设计,第一电机工作时带动放线盘旋转进行收缆线,同时驱动排线往复丝杆带动排线装置将缆线整齐地排列在放线盘上,其中排线装置采用现有设备,在此不详述。
该排线装置15上安装有用于记录收缆线时长度的计米器17,第一电机、计米器与智能控制模块电信号连接。计米器采用编码器原理,用于统计、反馈收缆线的长度,以便智能控制模块控制收缆线的速度。
其中,参考图6、图7,智能控制模块5包括第二箱体51,该第二箱体51设置有与所述窗口62相通的第二安装槽52,第二安装槽也与第一安装槽相通,该第二箱体51内设有控制处理单元(图中未示),其中控制处理单元可采用单片机、PLC、工控机等现有设备,第二安装槽52内横跨安装所述智能传感器模块3,从自动收放线模块延伸来的缆线穿过智能传感器模块后通过模块化运动轨道进入地下管道;该第二安装槽52的顶端及内壁上设有若干个用于模块化运动轨道升降时的导向轮53,该导向轮能够用来限制模块化运动轨道升降时的移动位置。
参考图9至图12,组成模块化运动轨道2的每个模块单元包括基本架21、齿条22,该基本架由多根空心管211通过连接板固定构成,该空心管211贴着导向轮53上下移动,空心管的底端设有能够插入其顶端通孔的台阶结构2111,基本架的外侧固定所述齿条,相邻的两基本架之间通过螺栓23连接且连接时齿条能够相接,其中位于最下端的基本架上由上往下依次分布有第一随动过线轮24、第二随动过线轮25,第一随动过线轮、第二随动过线轮的外侧均固定有缆线限位块26,穿过智能传感器模块的缆线依次穿过第一随动过线轮和缆线限位块之间的空间、第二随动过线轮和缆线限位块之间的空间;第二安装槽52内壁上设置有一轨道驱动齿轮54及两齿条压紧轮55,齿条22一侧与该轨道驱动齿轮啮合、另一侧与两齿条压紧轮紧密贴合,其中轨道驱动齿轮位于两齿条压紧轮连线的中点上,第二箱体内设有驱动轨道驱动齿轮转动的第二电机(图中未示),第二电机采用带电子刹车的伺服电机。其中特别需要说明的是,轨道驱动齿轮位于两齿条压紧轮连线的中点上(以各自的中心圆点来计算的)外加轨道驱动齿轮、两齿条压紧轮分别位于齿条的两侧,这样的设计,一方面两齿条压紧轮能确保齿条与轨道驱动齿轮之间啮合,另一方面轨道驱动齿轮和两齿条压紧轮形成的制约齿条移动的三角形分布结构,使得齿条(即整个模块化运动轨道)上下移动时非常稳定,不偏不摇晃,这样也就导致从模块化运动轨道上走线的缆线也很稳定,保证了缆线能向管道清洗机器人前进时提供恒力牵引。
参考图8,第二箱体51底端还设有机械手刹装置56,机械手刹装置56包括安装板561,安装板上固定有两并排的手刹限位块562,两手刹限位块之间水平设有导向杆563,导向杆上设有能够沿其滑动的手刹板564,手刹板上固定有能够与齿条22啮合的手刹齿条565,其中一手刹限位块562内水平穿过有与手刹板连接的推杆566,推杆的末端连接有松紧手柄567。本机械手刹装置用于固定住模块化运动轨道,以免其上下移动;当需要固定住模块化运动轨道时,拉紧手柄使手刹板向齿条靠近直至手刹齿条与齿条啮合;松开手柄时,手刹板带动手刹齿条脱离并远离齿条;其中松紧手柄采用现有设备,在此不详述。
其中,参考图14,智能传感器模块3包括相对安装在第一安装槽12内壁上的两固定板31,两固定板的相对侧顶部通过第一连接杆32各水平连接有一夹板33,两夹板之间固定一绕线盘34,该绕线盘周身上设有线槽,两固定板的相对侧底部各连接一拉力传感器35的底端,两拉力传感器的顶端通过第二连接杆36水平连接对应侧的夹板中部,两夹板之间在其底部拐角处各转动设置一限位轮37,从自动收放线模块延伸来的缆线从绕线盘的顶部绕过后贴着限位轮的内侧竖直往下伸出。本发明的智能装置,其智能移动底盘6上集成自动收放线模块1、模块化运动轨道2、智能传感器模块3、实时通讯模块4、智能控制模块5。智能移动底盘6可以自主移动或人工移动,能方便部署到窨井口7上。本智能装置通过智能移动底盘6的机械装置固定在窨井口7上,防止作业时,本智能装置移动。
模块化运动轨道2,是由多个模块单元组成,可以根据窨井口的深度,安装合适的模块单元。当作业时,模块化运动轨道2能在窨井内部自动升降,达到窨井的任何深度,确保对管道清洗机器人8的运动牵引方向与管道清洗机器人8的运动方向一致。
自动收放线模块1,完成对管道清洗机器人8的运动牵引,牵引方向在模块化运动轨道2的作用下,保持与管道清洗机器人8运动方向一致。自动收放线模块1上缆线的一端,通过模块化运动轨道2进入地下管道9,然后与地下管道内的智能清洗机器人连接。管道清洗机器人8的另一端通过动力通讯线路10与地面的智能清洗系统11a连接。自动收放线模块1能自动收放缆线12a。自动收放线模块1能自适应模块化运动轨道2的升降,通过智能传感器模块3和智能控制模块5,提供管道清洗机器人8前进时恒力牵引。牵引力的大小,由智能清洗系统11a设定。
实时通讯模块4,与智能清洗系统11a进行通讯,获取智能清洗系统11a及管道清洗机器人的信息,并接收智能清洗系统的控制指令,反馈本智能装置的状态。通过实时通讯,本智能装置与管道清洗机器人协同作业。
根据图1,本智能装置的工作流程如下:
1、通过运输车,将本智能装置运输到现场;
2、通过自主移动或人工移动方式,将本智能装置安装固定在窨井口7;
3、通过摄像机和传感器测量窨井深度。根据窨井深度,计算模块化运动轨道2所需要的模块单元数。通过叠加的方式,安装模块化运动轨道;
4、自动收放线模块1的缆线12a,随模块化运动轨道2进入地下管道9,并与管道清洗机器人8连接;
5、通过实时通讯模块4,接收管道清洗机器人8所需要的前进牵引力。当收到智能清洗系统11a发出的管道清洗机器人前进的指令时,本智能装置通过智能传感器模块3和智能控制模块5,对管道清洗机器人8进行恒力运动牵引;但收到智能清洗系统11a发出的管道清洗机器人后退的指令时,自动收放线模块1松开离合,让管道清洗机器人自主后退。
本新型辅助管道机器人清淤的智能装置,应用智能传感器技术、实时通讯技术,智能控制技术,实现了对管道清洗机器人的智能牵引,牵引方向与管道清洗机器人的运动方向一致。本装置拓展了管道清洗机器人的应用范围,使管道清洗机器人能适应任何工况的地下管道,极大提高了清洗范围和效率。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,包括自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块、智能移动底盘,所述智能移动底盘上集成自动收放线模块、模块化运动轨道、智能传感器模块、实时通讯模块、智能控制模块;
智能移动底盘能够自主运动或被动运动,其用于将本智能装置固定在窨井上面;
模块化运动轨道由若干个模块单元组成,能在窨井内部上下升降;
自动收放线模块能够自适应模块化运动轨道的升降而自动收放缆线,其缆线的一端通过模块化运动轨道进入地下管道,然后与地下管道内的管道清洗机器人一端连接;其中,管道清洗机器人的另一端通过动力通讯线路与地面的智能清洗系统连接;
智能传感器模块用于感知缆线的拉力并实时传输给智能控制模块;
智能控制模块接收缆线的拉力信息并控制缆线提供管道清洗机器人前进时的恒力牵引;
实时通讯模块,用于与智能清洗系统进行通讯,获取智能清洗系统及管道清洗机器人的信息,并接收智能清洗系统的控制指令,反馈本智能装置的状态。
2.如权利要求1所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,所述智能移动底盘包括底架,该底架上的前后端分别固定安装所述自动收放线模块、智能控制模块,智能控制模块上安装有所述模块化运动轨道,该底架上的后端设有用于模块化运动轨道升降时穿过的窗口(62),该底架下方安装有移动轮,所述底架下方的前端设有能够竖直支撑的前支撑腿,底架下方的后端设有往外倾斜的后支撑腿。
3.如权利要求2所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,所述前支撑腿、后支撑腿均包括与底架相连的能够伸缩的油缸,前支撑腿上的油缸末端连接有防滑块,所述后支撑腿上的油缸末端转动连接有角钢(651),其连接位置为角钢凸面的弯折处。
4.如权利要求2所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,自动收放线模块包括第一箱体,第一箱体内设有一侧与外界相通的第一安装槽,第一安装槽内横跨安装有一放线盘、一排线往复丝杆和一排线装置,第一箱体内安装有第一电机、放线盘齿轮、丝杆齿轮,该放线盘齿轮、丝杆齿轮分别与放线盘、排线往复丝杆连接,该第一电机的输出轴通过放线盘齿轮、链条驱动放线盘、丝杆齿轮转动,该排线装置一端穿过有排线往复丝杆并与其螺接、另一端穿过有导向光杆,放线盘上缠绕的缆线穿过排线装置后延伸至智能控制模块内。
5.如权利要求4所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,该排线装置上还安装有用于记录收缆线时长度的计米器,第一电机、计米器与智能控制模块电信号连接。
6.如权利要求4所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,智能控制模块包括第二箱体,该第二箱体设置有与所述窗口相通的第二安装槽,第二安装槽也与第一安装槽相通,该第二箱体内设有控制处理单元,第二安装槽内横跨安装所述智能传感器模块,从自动收放线模块延伸来的缆线穿过智能传感器模块后通过模块化运动轨道进入地下管道;该第二安装槽的顶端及内壁上设有若干个用于模块化运动轨道升降时的导向轮。
7.如权利要求6所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,组成模块化运动轨道的每个模块单元包括基本架、齿条,该基本架由多根空心管通过连接板固定构成,该空心管贴着导向轮上下移动,空心管的底端设有能够插入其顶端通孔的台阶结构,基本架的外侧固定所述齿条,相邻的两基本架之间通过螺栓连接且连接时齿条能够相接,其中位于最下端的基本架上由上往下依次分布有第一随动过线轮、第二随动过线轮,第二随动过线轮的外侧固定有缆线限位块(26),穿过智能传感器模块的缆线依次穿过第一随动过线轮、第二随动过线轮和缆线限位块之间的空间;第二安装槽内壁上设置有一轨道驱动齿轮(54)及两齿条压紧轮(55),齿条一侧与该轨道驱动齿轮啮合、另一侧与两齿条压紧轮紧密贴合,其中轨道驱动齿轮位于两齿条压紧轮连线的中点上,第二箱体内设有驱动轨道驱动齿轮转动的第二电机。
8.如权利要求6所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,第二箱体底端还设有机械手刹装置,机械手刹装置包括安装板,安装板上固定有两并排的手刹限位块,两手刹限位块之间水平设有导向杆,导向杆上设有能够沿其滑动的手刹板,手刹板上固定有能够与齿条啮合的手刹齿条,其中一手刹限位块内水平穿过有与手刹板连接的推杆,推杆的末端连接有松紧手柄。
9.如权利要求4所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,智能传感器模块包括相对安装在第一安装槽内壁上的两固定板,两固定板的相对侧顶部通过第一连接杆各水平连接有一夹板,两夹板之间固定一绕线盘,该绕线盘周身上设有线槽,两固定板的相对侧底部各连接一拉力传感器的底端,两拉力传感器的顶端通过第二连接杆水平连接对应侧的夹板中部,两夹板之间在其底部拐角处各转动设置一限位轮,从自动收放线模块延伸来的缆线从绕线盘的顶部绕过后贴着限位轮的内侧竖直往下伸出。
10.如权利要求7所述的一种新型辅助管道机器人清淤的智能装置,其特征在于,所述第一电机采用带离合器功能的伺服电机,第二电机采用带电子刹车的伺服电机。
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