CN113931291B - 气电混合驱动管道清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气电混合驱动管道清淤机器人，属于管道清淤设备技术领域，包括车架；以及，可转动连接在车架上的电动搅泥机构；固定连接在车架上的综合电控箱；固定连接在车架上的气动隔膜泵；所述车架上设有电动行走轮机构；所述气动隔膜泵的一端设有进泥组件，所述气动隔膜泵的另一端设有出泥组件。本发明由压缩空气做动力实现大功率淤泥泵送，采用电能做动力实现机器人行走、搅泥以及控制等功能；具有可适应井口尺寸狭小、不同管径的排水管道，驱动力大，清淤泵送效率高的特点。

Description

气电混合驱动管道清淤机器人

技术领域

本发明涉及管道清淤设备技术领域，具体涉及一种气电混合驱动管道清淤机器人。

背景技术

排水系统的管路遍布于城市地下的每一处，由于管路清理现场的环境复杂，力求尽量少的人员直接接触清淤现场。排水管道内长时间运行会沉积泥沙、基建工地泥浆等，淤积过多造成了管道堵塞，污水溢流，小则影响居民日常生活，严重时会打乱整个城市的正常生活节奏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气电混合驱动管道清淤机器人，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供一种气电混合驱动管道清淤机器人，包括：

车架；以及，

可转动连接在车架上的电动搅泥机构；

固定连接在车架上的综合电控箱；

固定连接在车架上的气动隔膜泵；

所述车架上设有电动行走轮机构；

所述气动隔膜泵的一端设有进泥组件，所述气动隔膜泵的另一端设有出泥组件。

优选的，所述车架包括：两个竖梁，连接在两个竖梁之间的横梁，以及铰接在竖梁上的前车梁和后车梁；

所述综合电控箱和所述气动隔膜泵安装在所述竖梁上。

优选的，所述电动搅泥机构包括：可转动连接在所述横梁上的搅泥电机，所述搅泥电机传动连接有齿轮箱，所述齿轮箱的输出轴连接有旋转轮。

优选的，所述搅泥电机一端连接有搅泥后盘，所述搅泥电机的另一端设有搅泥前盘，所述搅泥后盘和所述搅泥前盘通过连接杆连接；所述搅泥后盘通过铰链连接螺钉连接在所述横梁上的铰链上。

优选的，所述旋转轮上设有搅泥板。

优选的，所述进泥组件包括连接在所述气动隔膜泵的进口上的进泥弯头，以及设置在所述进泥弯头上的进泥格栅；所述出泥组件包括连接在所述气动隔膜泵的出口上的出泥三通阀，以及连接在出泥三通阀上的出泥软管。

优选的，所述电动行走轮机构包括：在每一个所述前车梁和每一个所述后车梁上分别连接有一个方管，所述方管内设有直流电机，所述直流电机传动连接有行走轮。

优选的，所述直流电机连接行星减速箱，所述行星减速箱连接凸台锥形齿轮，所述凸台锥形齿轮啮合有盘形锥齿轮，所述盘形锥齿轮的一侧固定连接有行走轮。

优选的，所述方管的一侧连接有垫块，所述垫块的一侧和所述方管上与所述垫块相对的另一侧均设有侧板，两个所述侧板之间连接有螺栓，所述螺栓可活动穿过所述盘形锥齿轮的中间通孔；所述行走轮的中部设有轴承，所述螺栓穿过所述轴承的内圈并其固定连接。

优选的，所述方管内设有电路灌装胶，所述直流电机的电源线穿过电路灌装胶与外部电源连接。

本发明有益效果：由压缩空气做动力实现大功率淤泥泵送，采用电能做动力实现机器人行走、搅泥以及控制等功能；具有可适应井口尺寸狭小、不同管径的排水管道，驱动力大，清淤泵送效率高的特点。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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中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为本发明实施例所述的气电混合驱动管道清淤机器人主视结构图。

图2为本发明实施例所述的气电混合管道清淤机器人电动搅泥机构结构图。

图3为本发明实施例所述的气电混合驱动管道清淤机器人立体结构图。

图4为本发明实施例所述的气电混合驱动管道清淤机器人行走轮结构图。

图5为本发明实施例所述的气电混合驱动管道清淤机器人收缩状态下结构图。

其中：1-电动搅泥机构；2-电动行走轮机构；3-前车梁；4-综合电控箱；5-气动隔膜泵；6-出泥三通阀；7-出泥软管；8-进泥格栅；9-进泥弯头；10-反冲电磁阀；11-后车梁；12-供气管；13-搅泥电机；14-搅泥前盘；15-连接管；16-搅泥板；17-齿轮箱；18-旋转轮；19-搅泥组件铰链；20-前车梁销轴；21后车梁销轴；22-横梁；23-搅泥后盘；24-连接杆；25-铰链连接螺钉；26-机器人收缩状态控制绳；27-机器人起重绳；28-控制电缆；29-传动轴；30-行星减速箱；31-直流电机；32电源线；33-电路罐装胶；34-垫块；35-侧板；36-行走轮；37-盘形锥齿轮；38-螺栓；39-螺母；40-凸台锥形齿轮；41-方管；42-竖梁；43-轴承。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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技术中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例1中，提供的一种气电混合驱动管道清淤机器人，包括：

车架；以及，

可转动连接在车架上的电动搅泥机构1；电动搅泥机构1可对机器人行走前方的管道内的淤泥进行搅动，以使管道内的淤泥松散，便于气动隔膜泵5将淤泥吸入。

固定连接在车架上的综合电控箱4；通过综合电控箱4可控制气动隔膜泵5的启动或关闭。

固定连接在车架上的气动隔膜泵5；所述气动隔膜泵5的一端设有进泥组件，所述气动隔膜泵的另一端设有出泥组件。气动隔膜泵5可通过进泥组件吸取管道内的淤泥，通过出泥组件将淤泥排出。

所述车架上设有电动行走轮机构2；利用电动行走轮机构2可实现机器人在管道内的行走移动。

所述车架包括：两个竖梁42，连接在两个竖梁42之间的横梁22，以及铰接在竖梁42上的前车梁3和后车梁11；所述综合电控箱4和所述气动隔膜泵5安装在所述竖梁42上。

所述电动搅泥机构1包括：可转动连接在所述横梁22上的搅泥电机13，所述搅泥电机13传动连接有齿轮箱17，所述齿轮箱17的输出轴连接有旋转轮18。

所述搅泥电机13一端连接有搅泥后盘23，所述搅泥电机13的另一端设有搅泥前盘14，所述搅泥后盘23和所述搅泥前盘14通过连接杆24连接；所述搅泥后盘23通过铰链连接螺钉25连接在所述横梁22上的铰链19上。

在一个具体实施例中，所述旋转轮18上设有搅泥板16，用于对淤泥进行搅动，所述搅泥板16可以为由聚酯材料制成的聚酯板。

所述进泥组件包括连接在所述气动隔膜泵5的进口上的进泥弯头9，以及设置在所述进泥弯头9上的进泥格栅8；所述出泥组件包括连接在所述气动隔膜泵5的出口上的出泥三通阀6，以及连接在出泥三通阀6上的出泥软管7。

所述电动行走轮机构包括：在每一个所述前车梁3和每一个所述后车梁11上分别连接有一个方管41，所述方管41内设有直流电机31，所述直流电机31传动连接有行走轮36。

所述直流电机3连接行星减速箱30，所述行星减速箱30连接凸台锥形齿轮40，所述凸台锥形齿轮啮合有盘形锥齿轮37，所述盘形锥齿轮37的一侧固定连接有行走轮36。

所述方管41的一侧连接有垫块34，所述垫块34的一侧和所述方管41上与所述垫块34相对的另一侧均设有侧板35，两个所述侧板之间连接有螺栓38，所述螺栓38可活动穿过所述盘形锥齿轮37的中间通孔；所述行走轮36的中部设有轴承43，所述螺栓38穿过所述轴承43的内圈并其固定连接。

所述方管41内设有电路灌装胶33，所述直流电机31的电源线32穿过电路灌装胶33与外部电源连接。

综上所述，本发明实施例所述的本发明实施例提供的一种气电混合驱动管道清淤机器人主要包括电动搅泥机构1；电动行走机构2；前车梁3；综合电控箱4；气动隔膜泵5；出泥三通阀6；出泥软管7；进泥格栅8；进泥弯头9；反冲电磁阀10等零部件，集成在一个小车上；

所述电动搅泥机构1包括搅泥电机13；搅泥前盘14；连接管15；聚酯板（搅泥板16）；齿轮箱17；旋转轮18；搅泥组件铰链19；前车梁销轴20；后车梁销轴21；横梁22；搅泥后盘23；连接杆24；铰链连接螺钉25；

如图2所示，搅泥电机13是直流电机，前端安装搅泥前盘14，后端安装搅泥后盘23，连接杆24，二者通过连接杆24固定在一起，电机外表采用罐装胶密闭，实现防水防爆，在后端安装搅泥后盘23上端安装铰链连接螺钉25，通过铰链固定在横梁22的前端横梁上；因此电动搅泥机构1可以绕车架旋转。

搅泥前盘14带有锥形管，通过收紧螺丝夹紧连接管15的一端，连接管15的另一端同样夹紧在齿轮箱17的后孔中，连接管15中间设置传动轴29，传动轴29一端连接电机轴，另一端驱动齿轮箱17的主动轮；当电机通电旋转时，带动传动轴29转动，并驱动旋转轮18转动实现搅泥作业。

齿轮箱17内部是90度传动齿轮，从动轮及其输出轴从两端伸出，两端旋转轮18固定在输出轴上，旋转轮18的圆周上固定安装几块聚酯板16，聚酯板16的大直径端留有朝向连接管15方向的凸出；这样比钢板相对柔软的聚酯板16在搅动沉积的淤泥的同时，不会损伤排水管，向中间的凸出造型使两轮中间的无法搅动空白空间比较小。

如图1所示，机器人小车底板是由两根竖梁42、两根横梁22连接在一起组成的矩形框架，在竖梁42的下部中间设置了两个U型销座，销座中分别通过销轴固定前车梁3和后车梁11，前梁3和后车梁11都可以绕销轴旋转；前车梁3和后车梁11的另一端固定电动行走轮组件2；

如图4所示，电动行走轮组件2包括装在方管41中的直流电机31，直流电机31下端是与其固定在一起的行星减速箱30，行星减速箱30的输出轴上固定安装凸台锥形齿轮40，与凸台锥形齿轮40相匹配的盘形锥齿轮37，盘形锥齿轮37固定在带钉的胶轮36上，带钉的胶轮36通过螺栓38和螺母39固定在两个侧板35和垫块34之间；直流电机31的电源线32从方管后部引出，方管41中的直流电机31上部浇注电路罐装胶33，实现电机的封闭，防水防爆，电源线32连接到机器人的综合电控箱4中；

当四个直流电机31的电源通电，直流电机31驱动行星减速箱30旋转，驱动凸台锥形齿轮40旋转，并带动盘形锥齿轮37和固定在一起的带钉的胶轮36旋转，实现机器人的移动；相似地，当四个直流电机31的反向通电，即可实现机器人反向移动。

如图1所示，机器人小车底板的两根竖梁42的上部中间，通过螺栓固定安装气动隔膜泵5，气动隔膜泵5的前端安装了综合电控箱4，后部进气口安装了油雾器和电磁阀10；电磁阀10的进气口通过气管12与地面的空气压缩机连接；综合电控箱4的电缆28连通到地面控制台，气动隔膜泵5的出口安装出泥三通阀6，并通过出泥软管7连接到地面；

气动隔膜泵5的进口安装进泥弯头9和进泥格栅8；

当地面空压机供气，气动隔膜泵5工作，从进泥格栅8吸进泥水混合物，并通过出泥三通阀6；出泥软管7泵送到地面，当电磁阀10控制压缩空气进入出泥三通阀6的进气口，压缩气进入出泥软管7，将其中的泥水反冲干净，便于收纳。

如图5所示，当机器人要通过检查井进入或工作后离开时，起吊钢丝绳27，机器人就被拉起，同时，前车梁3和后车梁11绕销轴20/21转动垂下；同时1绕铰链19转动垂下收起，便于升井和下井；当到了一定的位置后，拉紧26即可使前车梁3和后车梁11以及1展开，开始作业。如图5所示，当不使用时，可将车前梁和车后梁进行旋转合并，使机器人整体处于收缩状态，当使用时，通过拉动机器人收缩状态控制绳26使车前梁和车后梁展开；利用机器人起重绳27可将机器人吊出管道或放入管道。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种气电混合驱动管道清淤机器人，其特征在于，包括：

车架；以及，可转动连接在车架上的电动搅泥机构（1）；固定连接在车架上的综合电控箱（4）；固定连接在车架上的气动隔膜泵（5）；所述车架上设有电动行走轮机构（2）；所述气动隔膜泵（5）的一端设有进泥组件，所述气动隔膜泵的另一端设有出泥组件；

所述车架包括：两个竖梁（42），连接在两个竖梁（42）之间的横梁（22），以及铰接在竖梁（42）上的前车梁（3）和后车梁（11）；所述综合电控箱（4）和所述气动隔膜泵（5）安装在所述竖梁（42）上；

所述电动搅泥机构（1）包括：可转动连接在所述横梁（22）上的搅泥电机（13），所述搅泥电机（13）传动连接有齿轮箱（17），所述齿轮箱（17）的输出轴连接有旋转轮（18）；所述搅泥电机（13）一端连接有搅泥后盘（23），所述搅泥电机（13）的另一端设有搅泥前盘（14），所述搅泥后盘（23）和所述搅泥前盘（14）通过连接杆（24）连接；所述搅泥后盘（23）通过铰链连接螺钉（25）连接在所述横梁（22）上的铰链（19）上；搅泥前盘（14）带有锥形管，通过收紧螺丝夹紧连接管（15）的一端，连接管（15）的另一端夹紧在齿轮箱（17）的后孔中，连接管（15）中间设置传动轴（29），传动轴（29）一端连接电机轴，另一端驱动齿轮箱（17）的主动轮；齿轮箱（17）内部是90度传动齿轮，从动轮及其输出轴从两端伸出，两端旋转轮（18）固定在输出轴上，旋转轮（18）的圆周上固定安装搅泥板（16）；所述搅泥板（16）为聚酯板，聚酯板的大直径端留有朝向连接管（15）方向的凸出；

所述电动行走轮机构包括：在每一个所述前车梁（3）和每一个所述后车梁（11）上分别连接有一个方管（41），所述方管（41）内设有直流电机（31），所述直流电机（31）传动连接有行走轮（36）；所述方管（41）的一侧连接有垫块（34），所述垫块（34）的一侧和所述方管（41）上与所述垫块（34）相对的另一侧均设有侧板（35），两个所述侧板之间连接有螺栓（38）；所述行走轮（36）的中部设有轴承（43），所述螺栓（38）穿过所述轴承（43）的内圈并其固定连接；所述直流电机（31）连接行星减速箱（30），所述行星减速箱（30）连接凸台锥形齿轮（40），所述凸台锥形齿轮啮合有盘形锥齿轮（37），所述盘形锥齿轮（37）的一侧固定连接有行走轮（36），所述螺栓（38）可活动穿过所述盘形锥齿轮（37）的中间通孔。

2.根据权利要求1所述的气电混合驱动管道清淤机器人，其特征在于：

所述旋转轮（18）上设有搅泥板（16）。

3.根据权利要求1所述的气电混合驱动管道清淤机器人，其特征在于：

所述进泥组件包括连接在所述气动隔膜泵（5）的进口上的进泥弯头（9），以及设置在所述进泥弯头（9）上的进泥格栅（8）；所述出泥组件包括连接在所述气动隔膜泵（5）的出口上的出泥三通阀（6），以及连接在出泥三通阀（6）上的出泥软管（7）。

4.根据权利要求1所述的气电混合驱动管道清淤机器人，其特征在于：

所述方管（41）内设有电路灌装胶（33），所述直流电机（31）的电源线（32）穿过电路灌装胶（33）与外部电源连接。