CN114059652A - 一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，涉及污水清淤技术的领域，机器人包括机器人本体、固设在机器人本体上的竖直调节块、滑移连接在竖直调节块上的升降块、间隔设置在升降块远离机器人本体一侧的支撑块、间隔设置在支撑块一侧用于清理淤泥的清淤装置、固设在支撑块与清淤装置之间的多级液压缸、设置在支撑块和升降块之间用于带动支撑块沿水平轴线转动的旋转机构、设置在升降块与竖直调节块之间用于带动升降块上下升降的升降机构。本申请具有对管道四周的内壁进行整体疏通，进一步提高管道疏通污水的上限效率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及污水清淤技术的领域，尤其是涉及一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人。
背景技术
随着时代的发展和社会的进步，城市化的进程日益加快，相应的伴随着排水系统的快速发展，随着排水系统的发展，相应出现疏水管道被淤泥阻塞的问题，通过人工清理管道，清理难度高，效率高，为保证城市排水系统的通畅，清淤机器人应运而生。
相关技术中，清淤机器人通常采用铰刀清淤，但是，通过铰刀清淤仅对管道的底壁进行清理，管道的左右内侧壁以及顶壁上粘附的淤泥难以清理，从而导致管道的有效疏通截面减小，管道疏通污水的上限效率难以进一步提高。
发明内容
为了对管道四周的内壁进行整体疏通，进一步提高管道疏通污水的上限效率，本申请提供一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人。
本申请提供的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，采用如下的技术方案：
一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，包括机器人本体、固设在机器人本体上的竖直调节块、滑移连接在竖直调节块上的升降块、间隔设置在升降块远离机器人本体一侧的支撑块、间隔设置在支撑块一侧用于清理淤泥的清淤装置、固设在支撑块与清淤装置之间的多级液压缸、设置在支撑块和升降块之间用于带动支撑块沿水平轴线转动的旋转机构、设置在升降块与竖直调节块之间用于带动升降块上下升降的升降机构。
通过采用上述技术方案，施工人员需要对位于水下的疏水管道内侧壁四周进行清理淤泥时，首先施工人员先将机器人下方，接着通过控制器以及机器人本体头部的摄像头反馈的信息控制机器人进入管道内，随后机器人本体带动清淤装置对管道的底壁进行清淤处理，接着施工人员通过升降机构控制带动升降块沿竖直调节块的高度方向向上升降，以调节升降块的高度位置，同时便于清淤装置转动；随后施工人员通过旋转机构控制带动支撑块转动，支撑块即可带动多级液压缸和清淤装置转动，当旋转机构带动清淤装置转动90和270度时，多级液压缸通过伸缩带动清淤装置与管道的左右侧壁上的淤泥抵接；当旋转机构带动清淤装置转动至180度时，多级液压缸通过伸缩带动清淤装置与管道的顶壁上的淤泥抵接，机器人本体带动清淤装置对管道的顶壁进行清淤处理；施工人员通过升降机构、旋转机构、多级液压缸、以及清淤装置对管道四周的内壁进行全方位整体疏通，从而提高管道的有效疏通截面，进一步提高了管道疏通污水的上限效率。
可选的，所述旋转机构包括设置在支撑块和升降块之间的支撑套筒、转动连接在支撑套筒内的旋转轴、设置在支撑套筒与旋转轴之间用于带动旋转轴转动的驱动组件；
所述支撑套筒一端与升降块固定连接、另一端为自由端，所述旋转轴一端贯穿支撑套筒且与支撑块固定连接。
通过采用上述技术方案，施工人员通过旋转机构带动清淤装置转动时，首先施工人员启动驱动组件，接着驱动组件带动旋转轴转动，旋转轴带动与其固定连接的支撑块转动，支撑块带动多级液压缸转动，多级液压缸即可带动与其固定连接的清淤装置转动。
可选的，所述驱动组件包括固设在支撑套筒侧壁上的驱动箱、转动连接在驱动箱内的蜗杆、设置在蜗杆一端的驱动电机、套设在旋转轴上的蜗轮；
所述驱动箱与支撑套筒内部连通，所述蜗轮与旋转轴固定连接，所述蜗轮与蜗杆相互啮合。
通过采用上述技术方案，施工人员通过驱动组件带动旋转轴转动时，首先启动驱动电机，接着驱动电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮即可带动与其固接的旋转轴转动；蜗杆、蜗轮具有自锁性，从而保证了清淤装置的稳定性，使清淤装置转动至任意角度后保持角度不变，且蜗轮、蜗杆为多齿啮合传动、传动平稳。
可选的，所述支撑套筒与支撑块之间设置有用于加强旋转轴与支撑块之间连接的加固组件。
通过采用上述技术方案，加固组件用于加强旋转轴与支撑块之间的连接，减小两者之间的应力集中，使旋转轴与支撑块的连接处不易发生断裂，从而提高支撑块转动时的稳定性。
可选的，所述加固组件包括多个设置在支撑块与支撑套筒之间的加强杆，多个所述加强杆沿旋转轴的周向均匀分布，且所述加强杆一端与支撑块固定连接、另一端与支撑套筒滑移连接。
通过采用上述技术方案，多个加强杆增大了旋转轴与支撑块之间的连接面积，增强了旋转轴与支撑块之间的连接强度，且多个加强杆沿旋转轴的周向均匀分布使旋转轴与支撑块连接处的四周受力均匀，从而使两者连接处不易发生局部开裂，提高了支撑块转动时的稳定性。
可选的，所述加强杆由支撑块向支撑套筒一侧倾斜设置。
通过采用上述技术方案，加强杆倾斜设置使加强杆、支撑块、旋转轴之间形成稳定的三角形结构，三角形有着稳固支撑的特点，从而进一步提高支撑块与旋转轴的连接处的稳定性。
可选的，所述加固组件还包括转动连接在加强杆远离支撑块一端的辊轮，所述支撑套筒的外侧壁上还开设有滑槽，所述滑槽呈环形设置，所述辊轮位于滑槽内滑移且不能脱离滑槽。
通过采用上述技术方案，旋转轴带动支撑块转动后，支撑块同时带动多个加强杆转动，加强杆带动辊轮位于滑槽内滚动，并且辊轮不能从滑槽中脱开，辊轮用于减小加强杆与支撑套筒滑移时的摩擦力，降低加强杆与支撑套筒之间的滑移时的磨损。
可选的，所述升降机构包括转动连接在竖直调节块上的螺杆、设置在螺杆一端用于驱动螺杆转动的驱动件、以及设置在升降块与竖直调节块之间用于对升降块的升降起导向作用的导向件；所述螺杆与升降块螺纹连接。
通过采用上述技术方案，施工人户通过升降机构带动升降块上下升降，以对管道侧壁不同高度进行清淤处理时，首先启动驱动件，接着驱动件带动螺杆转动，螺杆在导向件的导向作用下带动升降块上下升降，升降块即可带动清淤装置移动至管道侧壁待清淤位置；且通过螺杆调节高度，螺杆可以无需消耗动力即可将升降块长时间停留至某一高度。
可选的，所述导向件为固设在升降块靠近竖直调节块一侧的导向块，所述竖直调节块内开设有导向槽，所述导向块位于导向槽内滑移。
通过采用上述技术方案，导向块仅可沿导向槽的开设方向滑移，并对升降块的移动起导向和限制其转动的作用，从而保证升降块移动时的平稳性，使升降块不易发生晃动。
可选的，所述驱动件为抱闸电机。
通过采用上述技术方案，抱闸电机正向转动时，抱闸电机的输出轴带动螺杆正向转动，螺杆带动升降块升起，抱闸电机反向转动时，抱闸电机带动螺杆反向转动，螺杆带动升降块下降；抱闸电机实现了控制螺杆的转动，且抱闸电机在断电后可实现螺杆的自锁，进一步提高了升降机构的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.施工人员通过升降机构、旋转机构、多级液压缸、以及清淤装置对管道四周的内壁进行全方位整体疏通，从而提高管道的有效疏通截面，进一步提高了管道疏通污水的上限效率；
2.驱动组件具有自锁性，是旋转机构带动清淤装置转动至任意角度后，可长时间保持角度不便，保证了清淤装置的稳定性；
3.加固组件加强了旋转轴与支撑块之间的连接，减小了两者之间的应力集中，使旋转轴与支撑块的连接处不易发生断裂，从而提高支撑块转动时的稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例中机器人的结构示意图；
图2是表示升降机构和旋转机构的局部结构示意图；
图3是表示旋转机构的局部剖视图；
图4是表示图3中A部分的局部放大结构示意图
图5是表示升降机构的局部剖视图。
附图标记说明：1、机器人本体；2、竖直调节块；21、导向槽；3、升降块；4、升降机构；41、螺杆；42、驱动件；43、导向件；5、支撑块；6、旋转机构；61、支撑套筒；611、滑槽；62、旋转轴；63、驱动组件；631、驱动箱；632、蜗杆；633、驱动电机；634、蜗轮；64、加固组件；641、加强杆；642、辊轮；7、清淤装置；8、多级液压缸。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人。参照图1和图2，机器人包括机器人本体1，机器人本体1上固设有竖直调节块2，竖直调节块2的长度方向沿竖直方向设置。竖直调节块2远离机器人本体1一侧设置有升降块3，升降块3与竖直调节块2滑移连接；升降块3与竖直调节块2之间还设置有升降机构4，升降机构4用于带动升降块3上下升降。升降块3远离机器人本体1一侧间隔设置有支撑块5，支撑块5和升降块3之间设置有旋转机构6，旋转机构6用于带动支撑块5沿水平轴线转动。支撑块5一侧设置有用于清理淤泥的清淤装置7，支撑块5与清淤装置7之间固设有多级液压缸8。
施工人员需要对位于水下的管道内侧壁四周进行清理淤泥时，首先施工人员先将机器人下方至水中，接着通过控制器以及机器人本体1头部的摄像头反馈的信息控制机器人进入管道内，随后机器人本体1带动清淤装置7对管道的底壁进行清淤处理；待管道底壁的淤泥清理完毕后，接着施工人员通过升降机构4控制带动升降块3向上升降，将升降块3的高度调节至待清理位置，随后施工人员通过旋转机构6控制带动支撑块5转动，支撑块5即可带动多级液压缸8和清淤装置7转动，当旋转机构6带动清淤装置7转动90度和270度时，多级液压缸8通过伸缩带动清淤装置7与管道的左右侧壁上的淤泥抵接；当旋转机构6带动清淤装置7转动至180度时，多级液压缸8通过伸缩带动清淤装置7与管道的顶壁上的淤泥抵接，机器人本体1带动清淤装置7对管道的顶壁进行清淤处理，提高管道疏通污水的上限效率。
参照图2和图3，旋转机构6包括设置在支撑块5和升降块3之间的支撑套筒61，支撑套筒61一端与升降块3固定连接、另一端与支撑块5间隔设置，支撑套筒61内设置有旋转轴62，旋转轴62沿支撑套筒61的轴向设置，旋转轴62的两端与支撑套筒61转动连接，且旋转轴62一端贯穿支撑套筒61且与支撑块5固定连接。支撑套筒61与旋转轴62之间设置有驱动组件63，驱动组件63用于带动旋转轴62转动。支撑套筒61与支撑块5之间设置有加固组件64，加固组件64用于加强旋转轴62与支撑块5之间连接，减小两者之间的应力集中，使旋转轴62与支撑块5的连接处不易发生断裂。
参照图3，驱动组件63包括固设在支撑套筒61侧壁上的驱动箱631，驱动箱631呈内部中空的壳体，且驱动箱631与支撑套筒61内部连通。驱动箱631内设置有蜗杆632，蜗杆632与驱动箱631的侧壁转动连接，且蜗杆632一端贯穿驱动箱631侧壁。蜗杆632贯穿驱动箱631侧壁的一端设置有驱动电机633，驱动电机633的输出轴与蜗杆632固定连接，驱动电机633的外壳与驱动箱631外侧壁固定连接。旋转轴62上套设有蜗轮634，蜗轮634与旋转轴62固定连接，且蜗轮634与蜗杆632相互啮合。
参照图3和图4，加固组件64包括多个设置在支撑块5与支撑套筒61之间的加强杆641，多个加强杆641沿旋转轴62的周向均匀分布，且加强杆641一端与支撑块5固定连接、另一端与支撑套筒61滑移连接；加强杆641由支撑块5向支撑套筒61一侧倾斜设置，加强杆641倾斜设置用于使加强杆641、支撑块5、旋转轴62之间形成稳定的三角形结构，三角形有着稳固支撑的特点，从而提高支撑块5与旋转轴62的连接处的稳定性。加强杆641远离支撑块5的一端设置有辊轮642，辊轮642与加强杆641转动连接，支撑套筒61的外侧壁上还开设有呈环形的滑槽611，辊轮642位于滑槽611内滑移且不能脱离滑槽611，辊轮642用于减小加强杆641与支撑套筒61滑移时的摩擦力，降低加强杆641与支撑套筒61之间的滑移时的磨损，提高加固组件64的使用寿命。
施工人员通过旋转机构6带动清淤装置7转动时，首先施工人员启动驱动电机633，接着驱动电机633带动蜗杆632转动，蜗杆632带动蜗轮634转动，蜗轮634带动与其固接的旋转轴62转动，旋转轴62带动与其固定连接的支撑块5转动，支撑块5带动多级液压缸8转动，多级液压缸8即可带动与其固定连接的清淤装置7转动，且蜗杆632、蜗轮634具有自锁性，使清淤装置7转动至任意角度后保持角度不变，同时旋转轴62带动支撑块5转动后，支撑块5带动多个加强杆641转动，加强杆641带动辊轮642位于滑槽611内滚动。
参照图2和图5，升降机构4包括转动连接在竖直调节块2上的螺杆41，螺杆41沿竖直调节块2的高度方向设置，且螺杆41与升降块3螺纹连接。螺杆41一端设置有驱动件42，驱动件42用于驱动螺杆41转动；升降块3与竖直调节块2之间设置有导向件43，导向件43用于对升降块3的升降起导向和限位作用。
参照图5，驱动件42为抱闸电机，抱闸电机的输出轴与螺杆41固定连接，抱闸电机的外壳与竖直调节块2固定连接，抱闸电机用于实现控制螺杆41的转动，且抱闸电机在断电后可实现螺杆41的自锁，提高了升降机构4的稳定性。
参照图5，导向件43为固设在升降块3靠近竖直调节块2一侧的导向块，竖直调节块2内开设有导向槽21，导向块位于导向槽21内滑移。
施工人户通过升降机构4带动升降块3上下升降以对管道侧壁不同高度进行清淤处理时，首先启动抱闸电机，当抱闸电机的输出轴正向转动时，抱闸电机的输出轴带动螺杆41正向转动，螺杆41带动升降块3升起，抱闸电机反向转动时，抱闸电机带动螺杆41反向转动，螺杆41带动升降块3下降，且升降块3上下升降的过程中，升降块3带动导向块位于导向槽21内滑移，导向块仅可沿导向槽21的开设方向滑移，并对升降块3的移动起导向和限制其转动的作用，使升降块3移动时升降块3不易发生晃动，随后升降块3即可带动清淤装置7移动至管道侧壁待清淤位置，且螺杆41可以无需消耗动力即可将升降块3长时间停留至某一高度。
本申请实施例一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人的实施原理为：施工人员需要对位于水下的疏水管道内侧壁四周进行清理淤泥时，首先施工人员先将机器人下方至水中，接着通过控制器以及机器人本体1头部的摄像头反馈的信息控制机器人进入管道内，随后机器人本体1带动清淤装置7对管道的底壁进行清淤处理，待清淤装置7对管道的底壁清淤完毕后，施工人员启动抱闸电机，抱闸电机控制升降机构4带动升降块3沿竖直调节块2的高度方向向上升降，以调节升降块3的高度位置，同时便于清淤装置7转动；随后施工人员启动驱动电机633，驱动电机633控制旋转机构6带动支撑块5转动，支撑块5带动多级液压缸8和清淤装置7转动，当旋转机构6带动清淤装置7转动90度和270度时，多级液压缸8通过伸缩带动清淤装置7与管道的左右侧壁上的淤泥抵接；当旋转机构6带动清淤装置7转动至180度时，多级液压缸8通过伸缩带动清淤装置7与管道的顶壁上的淤泥抵接，机器人本体1带动清淤装置7对管道的顶壁进行清淤处理；施工人员通过升降机构4、旋转机构6、多级液压缸8、以及清淤装置7对管道四周的内壁进行全方位整体疏通，从而提高管道的有效疏通截面，进一步提高了管道疏通污水的上限效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：包括机器人本体(1)、固设在机器人本体(1)上的竖直调节块(2)、滑移连接在竖直调节块(2)上的升降块(3)、间隔设置在升降块(3)远离机器人本体(1)一侧的支撑块(5)、间隔设置在支撑块(5)一侧用于清理淤泥的清淤装置(7)、固设在支撑块(5)与清淤装置(7)之间的多级液压缸(8)、设置在支撑块(5)和升降块(3)之间用于带动支撑块(5)沿水平轴线转动的旋转机构(6)、设置在升降块(3)与竖直调节块(2)之间用于带动升降块(3)上下升降的升降机构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述旋转机构(6)包括设置在支撑块(5)和升降块(3)之间的支撑套筒(61)、转动连接在支撑套筒(61)内的旋转轴(62)、设置在支撑套筒(61)与旋转轴(62)之间用于带动旋转轴(62)转动的驱动组件(63)；
所述支撑套筒(61)一端与升降块(3)固定连接、另一端为自由端，所述旋转轴(62)一端贯穿支撑套筒(61)且与支撑块(5)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述驱动组件(63)包括固设在支撑套筒(61)侧壁上的驱动箱(631)、转动连接在驱动箱(631)内的蜗杆(632)、设置在蜗杆(632)一端的驱动电机(633)、套设在旋转轴(62)上的蜗轮(634)；
所述驱动箱(631)与支撑套筒(61)内部连通，所述蜗轮(634)与旋转轴(62)固定连接，所述蜗轮(634)与蜗杆(632)相互啮合。
4.根据权利要求2所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述支撑套筒(61)与支撑块(5)之间设置有用于加强旋转轴(62)与支撑块(5)之间连接的加固组件(64)。
5.根据权利要求4所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述加固组件(64)包括多个设置在支撑块(5)与支撑套筒(61)之间的加强杆(641)，多个所述加强杆(641)沿旋转轴(62)的周向均匀分布，且所述加强杆(641)一端与支撑块(5)固定连接、另一端与支撑套筒(61)滑移连接。
6.根据权利要求5所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述加强杆(641)由支撑块(5)向支撑套筒(61)一侧倾斜设置。
7.根据权利要求5所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述加固组件(64)还包括转动连接在加强杆(641)远离支撑块(5)一端的辊轮(642)，所述支撑套筒(61)的外侧壁上还开设有滑槽(611)，所述滑槽(611)呈环形设置，所述辊轮(642)位于滑槽(611)内滑移且不能脱离滑槽(611)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述升降机构(4)包括转动连接在竖直调节块(2)上的螺杆(41)、设置在螺杆(41)一端用于驱动螺杆(41)转动的驱动件(42)、以及设置在升降块(3)与竖直调节块(2)之间用于对升降块(3)的升降起导向作用的导向件(43)；所述螺杆(41)与升降块(3)螺纹连接。
9.根据权利要求8所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述导向件(43)为固设在升降块(3)靠近竖直调节块(2)一侧的导向块，所述竖直调节块(2)内开设有导向槽(21)，所述导向块位于导向槽(21)内滑移。
10.根据权利要求8所述的一种多功能排水系统检测、清淤、修复机器人，其特征在于：所述驱动件(42)为抱闸电机。
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