CN114260266A - 一种管道巡检清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道巡检清洁机器人，包括有车壳、车轮；车壳上方纵向滑动连接有顶板；顶板上转动连接有上滚轮；车壳内位于顶板两侧分别安装有用于驱动顶板升降的升降组件；车壳下方纵向滑动连接有用于清洁管道的清洁组件；车壳内位于纵向滑动块与清洁组件之间安装有用于驱动清洁组件上下运动的清洁驱动组件；当纵向移动块向下运动时，纵向移动块带动清洁驱动组件工作，使得清洁组件向下运动；当顶板移动至与管道顶部相抵时，顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，清洁组件与管道下端相抵，便于清洁管道。

Description

一种管道巡检清洁机器人

技术领域

本发明属于管道机器人技术领域，具体涉及一种管道巡检清洁机器人。

背景技术

文献号为CN110465525A的中国专利文献公开了一种清洁机器人，更具体的说是一种管道内壁清洁机器人,包括伸缩装置、移动装置、角度调节装置、清洁装置、摄像头，通过伸缩装置来控制移动装置的位置从而来适应不同直径的管道，移动装置带动整个机器人在管道中移动，角度调节装置调节各个装置间的角度从而可以在管道中转弯，清洁装置清洁股电脑内壁上的杂质垃圾等功能，其特征在于：移动装置安装固定在伸缩装置上，角度调节装置安装固定在伸缩装置上，角度调节装置安装固定在移动装置上，清洁装置安装固定在角度调节装置上，摄像头安装固定在伸缩装置上。

上述专利中，机器人仅能够在管道内进行移动，无法在平地上移动，适配性更低，无法进入那些经过狭小的平地后才能够进入的管道内。并且上述机器人体积较大，搬运不方便。

文献号为CN112517566A的中国专利文献公开了一种自适应管道清洁机器人，包括：平行间隔安装的左车体和右车体，设置于所述左车体左侧的左侧清洁摇臂和右车体右侧的右侧清洁摇臂，与所述左侧清洁摇臂连接的左上侧清洁横臂，与所述右侧清洁摇臂连接的右上侧清洁横臂，设置于所述左车体和右车体内部的吸尘模块、控制及通讯模组，以及向所述左车体和右车体提供前进动力的驱动机构；其中，所述左车体与右车体之间可发生横向伸缩运动，所述左侧清洁摇臂与右侧清洁摇臂可相对左车体和右车体发生俯仰运动，以适应不同尺寸的管道。根据本发明，提供了一种可自动变形的、重量轻的、可变形的、可对矩形管道四个面同时清洁的、自带集尘装置的、低扬尘的以及效率高的自适应管道清洁机器人。

上述专利中，机器人体积整体体积大，不便于行动，并且由于该机器人宽度方向跨度较大，使得清洁时无法对管道的正下方的最低点进行清洗，适配性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种体积小，能够在平地上移动，对管道内任意位置均能够清洁的一种管道巡检清洁机器人。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种管道巡检清洁机器人，包括有车壳、固定连接在所述车壳前端的摄像头、安装在车壳下方的用于带动车壳移动的车轮。

所述车壳上方纵向滑动连接有顶板；所述顶板上转动连接有上滚轮。

所述车壳内位于顶板两侧分别安装有用于驱动顶板升降的升降组件。

所述升降组件包括纵向滑动连接在所述车壳内的两个纵向移动块、转动连接在两个所述纵向移动块之间的转轴沿车壳长度方向设置的螺杆、与螺杆螺纹传动连接的两个用于驱动顶板升降的顶板驱动块；两个所述顶板驱动块的运动方向相反。

当螺杆转动使两个顶板驱动块相向运动时，所述顶板向车壳上方运动。

所述纵向移动块下端与车壳内底部之间安装有用于驱动纵向移动块向上运动的复位弹簧。

所述车壳下方纵向滑动连接有用于清洁管道的清洁组件；所述车壳内位于所述纵向滑动块与清洁组件之间安装有用于驱动清洁组件上下运动的清洁驱动组件。

当所述纵向移动块向下运动时，纵向移动块带动清洁驱动组件工作，使得清洁组件向下运动。

当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，清洁组件与管道下端相抵，便于清洁管道。

所述车壳内安装有用于驱动螺杆转动的螺杆电机。

作为优选方案：所述升降组件还包括两个交叉设置的中部相互转动连接的顶板连接杆；所述顶板连接杆中部成型有连接杆转动孔；两个连接杆转动孔之间通过销轴连接在一起。

所述顶板沿车壳宽度方向的两侧分别成型有沿长度方向设置的顶板驱动槽；两个所述顶板连接杆靠近顶板的一端与顶板驱动槽滑动连接。

所述顶板驱动块靠近顶板的一端成型有与顶板连接杆远离顶板的一端转动连接的连接杆驱动柱。

作为优选方案：所述上滚轮的转轴与车壳长度方向平行。

所述车壳下端转动连接有多个转轴沿车壳高度设置的车轮安装架；所述车轮转动连接在所述车轮安装架的一侧，且车轮的转轴垂直于车轮安装架的转轴。

所述车壳内安装有用于驱动车轮安装架转动的车轮转向组件。

当车轮转向组件位于第一位置时，各个所述车轮的转轴与车壳宽度方向平行，此时车轮工作带动车壳前后移动。

当车轮转向组件位于第二位置时，各个所述车轮的转轴与车壳长度方向平行，与管道周向相切，此时若上滚轮与管道内顶部相抵，则各个车轮工作，使得车壳沿管道周向运动。

各个所述车轮安装架上固定连接有用于驱动车轮转动的车轮电机。

作为优选方案：所述车轮转向组件包括沿车壳长度方向滑动连接在所述车壳内底部的与车轮数量相同的车轮驱动板、驱动各个车轮驱动板同步运动的同步齿轮。

所述车轮安装架上方偏心位置设置有车轮驱动柱；所述车轮驱动板上端成型有与车轮驱动柱滑动连接的车轮滑槽。

当同步齿轮转动时，各个车轮驱动板沿车壳长度方向滑动，进而带动车轮安装架转动。

作为优选方案：所述车壳下端沿车壳长度方向两侧成型有升降座滑槽；所述清洁组件包括两个分别纵向滑动连接在升降座滑槽内的升降座、转动连接在两个升降座之间的清洁辊。

所述车壳内转动连接有用于驱动清洁辊转动的传动部。

所述车壳内转动连接有切换齿轮；所述切换齿轮下端与车壳内底部连接有用于驱动切换齿轮上移的切换齿轮弹簧。

当顶板位于下方极限位置时，顶板使得切换齿轮位于下方极限位置，此时切换齿轮与同步齿轮传动连接。

当顶板向上移动至车壳上方后，切换齿轮在切换齿轮弹簧的作用下位于上方极限位置，此时切换齿轮与传动部传动连接。

所述车壳内固定连接有与切换齿轮传动连接的切换齿轮电机。

作为优选方案：一个所述升降座为驱动升降座；所述升降座内转动连接有转轴纵向设置的清洁辊驱动部；所述清洁辊驱动部下端固定连接有同轴设置的驱动斜齿轮；所述清洁辊靠近驱动升降座的一端中心成型有与驱动斜齿轮啮合传动连接的清洁辊斜齿轮。

所述清洁驱动部上端中心成型有截面呈非圆形的驱动部连接槽；所述传动部下端成型有与驱动部连接槽插接的传动部插杆，使得传动部与清洁驱动部周向同步转动，轴向相对滑动。

作为优选方案：所述壳体内位于清洁组件沿车壳长度方向的两侧分别安装有用于驱动清洁组件纵向移动的清洁驱动组件。

所述清洁驱动组件包括驱动清洁组件纵向移动的菱形伸缩架、沿车壳宽度方向滑动连接在车壳内的驱动伸缩架工作的两个横向移动板；两个所述横向移动板运动方向相反。

所述横向移动板沿车壳宽度方向靠近车壳外侧的一端成型有自上而下向车壳外侧倾斜的驱动斜面；所述驱动斜面与纵向移动块的下端相抵。

两个所述横向移动板之间连接有驱动两个横向移动板相互远离的移动板弹簧。

当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，纵向移动块使得两个横向移动板相向运动，进而菱形伸缩架伸长，清洁组件向下运动。

作为优选方案：一个升降座为水路升降座；所述清洁辊内部中空；所述清洁辊靠近水路升降座的一端中心成型有与清洁辊内部连通的注水管。

所述水路升降座靠近清洁辊的一端成型有与注水管密封转动套接的注水管连接孔；所述水路升降座上端成型有与注水管连接孔连通的过水通道；所述过水通道通过软管与外界的水源连通。

作为优选方案：所述清洁辊侧壁均匀成型有通水孔；所述清洁辊外壁固定连接有用于擦拭管道的清洁部。

作为优选方案：所述车壳上端固定连接有上壳体；所述上壳体上端成型有供顶板穿过的顶板槽；所述车壳内安装有控制器；所述摄像头、螺杆电机、车轮电机、切换齿轮电机分别与控制器电连接；还包括控制台；所述控制器通过无线信号或电线与控制台电连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明中，通过控制顶板的移动，使得顶板带动上滚轮与管道内顶部相抵紧，便于车壳沿管道周向转动，进行更大面积的清洁，还可以带动切换齿轮运动，使得切换齿轮带动各个车轮安装架转动或带动清洁辊转动。

本发明中，升降组件能够带动顶板向上运动，使得上滚轮与管道内顶部抵紧，还可以在上滚轮与管道抵紧后带动菱形伸缩架工作，使得清洁辊与管道内壁相抵，以便进行清洁。

本发明中，车轮既可以带动车壳前进后退，也可以带动车壳沿管道周向运动，以便进行大面积的清洁。

本发明既可以在管道内前后移动，也可以沿管道周向运动，便于清洁辊能够清洁到管道内大部分的位置，增加清洁面积。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明在管道内工作时的结构示意图。

图3是本发明的分解结构示意图。

图4、图5是本发明车壳的结构示意图。

图6是本发明车轮转向组件的结构示意图。

图7是本发明车轮的结构示意图。

图8是本发明升降组件的分解结构示意图。

图9是本发明清洁组件的分解结构示意图。

图10是本发明清洁驱动组件的分解结构示意图。

图11是本发明切换齿轮的剖视结构示意图。

图12、图13、图14是本发明初始状态的剖视结构示意图。

图15、图16、图17是本发明清洁管道时的剖视结构示意图。

1、车壳；101、上壳体；1011、顶板槽；102、摄像头；11、车轮安装孔；12、车轮滑动定位架；13、同步齿轮转轴；14、移动块安装架；15、移动板安装架；16、切换齿轮转动柱；161、转动柱上抵板；17、清洁同步带转动柱；18、伸缩架安装槽；181、连接通槽；19、升降座滑槽；191、滑槽连接孔；

21、顶板；211、滚轮座；212、顶板驱动槽；22、上滚轮；

3、升降组件；31、螺杆；311、螺纹；312、螺杆齿轮；32、光轴；33、纵向移动块；311、复位弹簧；332、电机安装板；34、顶板驱动块；341、驱动块转动孔；342、驱动块螺纹孔；342、连接杆驱动柱；35、顶板连接杆；351、连接杆转动孔；352、驱动块连接孔；353、顶板连接柱；36、螺杆电机；

4、清洁驱动组件；41、横向移动板；411、驱动斜面；412、移动板连接孔；42、第一连接板；43、第二连接板；44、移动板弹簧；

5、清洁组件；50、清洁同步带；51、清洁辊；511、注水管；512、清洁辊斜齿轮；513、清洁辊转动槽；515、清洁部；52、水路升降座；521、升降座连接板；5211、升降座驱动槽；522、过水通道；523、注水管连接孔；53、驱动升降座；531、清洁辊转动环；532、升降座连接槽；54、清洁辊驱动部；541、驱动斜齿轮；542、驱动部连接槽；55、传动部；511、传动部插杆；

6、车轮转向组件；61、车轮驱动板；611、车轮滑槽；612、车轮同步齿条；62、同步齿轮；621、同步带连接柱；63、车轮同步带；

7、车轮；71、车轮安装架；72、车轮电机；711、车轮转动座；712、车轮驱动柱；

8、切换齿轮；81、过渡槽；82、上定位槽；83、切换齿轮弹簧；

9、切换齿轮电机。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图17所示，本实施例所述的一种管道巡检清洁机器人，包括有车壳1、固定连接在所述车壳前端的摄像头、安装在车壳下方的用于带动车壳移动的车轮7。

所述车壳上方纵向滑动连接有顶板21；所述顶板上转动连接有转轴沿车壳宽度方向设置的上滚轮22。

所述车壳内位于顶板两侧分别安装有用于驱动顶板升降的升降组件3。

所述升降组件包括纵向滑动连接在所述车壳内的两个纵向移动块33、转动连接在两个所述纵向移动块之间的转轴沿车壳长度方向设置的螺杆31、与螺杆螺纹传动连接的两个用于驱动顶板升降的顶板驱动块34；两个所述顶板驱动块的运动方向相反；所述螺杆外壁沿长度方向两侧分别成型有旋向相反的螺纹311；所述顶板驱动块上成型有与所述螺纹传动连接的驱动螺纹孔342。

当螺杆转动使两个顶板驱动块相向运动时，所述顶板向车壳上方运动。

两个所述纵向移动块之间转动连接有与螺杆平行设置的光轴32；所述顶板驱动块上成型有与光轴滑动连接的驱动块转动孔341；所述车壳内位于车壳长度方向前后两端分别成型有与纵向移动块纵向滑动连接的移动块安装架14，使得纵向移动块仅能够沿车壳高度方向滑动。

所述纵向移动块下端与车壳内底部之间安装有用于驱动纵向移动块向上运动的复位弹簧311。

所述车壳下方纵向滑动连接有用于清洁管道的清洁组件5；所述车壳内位于所述纵向滑动块与清洁组件之间安装有用于驱动清洁组件上下运动的清洁驱动组件4。

当所述纵向移动块向下运动时，纵向移动块带动清洁驱动组件工作，使得清洁组件向下运动。

当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，清洁组件与管道下端相抵，便于清洁管道。

所述车壳内安装有用于驱动螺杆转动的螺杆电机36。

所述纵向移动块一侧成型有电机安装板332；所述螺杆电机固定连接在所述电机安装板上，使得螺杆电机与纵向移动块同步上下移动，进而使得螺杆电机始终与螺杆传动连接；所述螺杆外壁中部成型有与螺杆同轴设置的与螺杆电机传动连接的螺杆齿轮312。

所述升降组件还包括两个交叉设置的中部相互转动连接的顶板连接杆35；所述顶板连接杆中部成型有连接杆转动孔351；两个连接杆转动孔之间通过销轴连接在一起。

所述顶板沿车壳宽度方向的两侧分别成型有沿长度方向设置的顶板驱动槽212；两个所述顶板连接杆靠近顶板的一端与顶板驱动槽滑动连接。

所述顶板驱动块靠近顶板的一端成型有与顶板连接杆远离顶板的一端转动连接的连接杆驱动柱342，所述顶板连接板一端成型有与连接杆驱动柱转动连接的驱动块连接孔352、另一端固定连接有与顶板驱动槽滑动插接的顶板连接柱353。

所述上滚轮的转轴与车壳长度方向平行；所述顶板上端成型有两个滚轮座211；每个滚轮座内分别转动连接有一个上滚轮22。

所述车壳下端转动连接有多个转轴沿车壳高度设置的车轮安装架71；所述车轮转动连接在所述车轮安装架的一侧，且车轮的转轴垂直于车轮安装架的转轴。

所述车壳内安装有用于驱动车轮安装架转动的车轮转向组件6。

当车轮转向组件位于第一位置时，各个所述车轮的转轴与车壳宽度方向平行，此时车轮工作带动车壳前后移动。

当车轮转向组件位于第二位置时，各个所述车轮的转轴与车壳长度方向平行，与管道周向相切，此时若上滚轮与管道内顶部相抵，则各个车轮工作，使得车壳沿管道周向运动，清洁组件可以对管道周向不同的位置进行清洁。

各个所述车轮安装架上固定连接有用于驱动车轮转动的车轮电机72。

所述车轮转向组件包括沿车壳长度方向滑动连接在所述车壳内底部的与车轮数量相同的车轮驱动板61、驱动各个车轮驱动板同步运动的同步齿轮62。

所述车轮安装架上方偏心位置设置有车轮驱动柱712；所述车轮驱动板上端成型有与车轮驱动柱滑动连接的车轮滑槽611。

当同步齿轮转动时，各个车轮驱动板沿车壳长度方向滑动，进而带动车轮安装架转动。

所述车壳下方安装有四个车轮，且均匀的安装在车壳下端。所述车壳内底部位于四个角落分别成型有车轮安装孔11；所述车轮安装架上端固定连接有与车轮安装孔转动连接的车轮转动座711；所述车轮驱动柱成型在所述车轮转动座上。

所述车壳内沿宽度方向两侧分别具有两个车轮驱动板；所述车轮驱动板上成型有水平设置的车轮同步齿条612；所述车壳内具有两个同步齿轮62；每个同步齿轮分别与两个车轮同步齿条传动连接；两个同步齿轮之间通过车轮同步带63传动连接；各个所述同步齿轮上端成型有与车轮同步带相连的同步带连接柱621；所述车壳内底部成型有与同步齿轮转动连接的同步齿轮转轴13。

所述车壳内底部成型有与车轮驱动板滑动连接的车轮滑动定位架12。

所述车壳下端沿车壳长度方向两侧成型有升降座滑槽19；所述清洁组件包括两个分别纵向滑动连接在升降座滑槽内的升降座、转动连接在两个升降座之间的清洁辊51。

所述车壳内转动连接有用于驱动清洁辊转动的传动部55。

所述车壳内转动连接有切换齿轮8；所述切换齿轮下端与车壳内底部连接有用于驱动切换齿轮上移的切换齿轮弹簧83。

当顶板位于下方极限位置时，顶板使得切换齿轮位于下方极限位置，此时切换齿轮与同步齿轮传动连接。

当顶板向上移动至车壳上方后，切换齿轮在切换齿轮弹簧的作用下位于上方极限位置，此时切换齿轮与传动部传动连接。

所述车壳内固定连接有与切换齿轮传动连接的切换齿轮电机9。

所述车壳内底部中心成型有与切换齿轮转动连接的切换齿轮转动柱16；所述切换齿轮上端成型有上定位槽82；所述切换齿轮转动柱上端固定连接有能够与上定位槽内底部相抵的转动柱上抵板161；当切换齿轮位于上方极限位置时，所述转动柱上抵板与上定位槽内底部相抵，进而防止切换齿轮继续向上移动。

所述车壳内底部转动连接有清洁同步带转动柱17；所述清洁同步带转动柱与传动部之间安装有清洁同步带50；所述切换齿轮外壁上部成型有过渡槽81；所述车轮同步带位于清洁同步带下方。

当切换齿轮位于下方极限位置时，所述切换齿轮与车轮同步带传动连接，清洁同步带与过渡槽正对，清洁同步带不与切换齿轮传动连接，即此时切换齿轮仅带动车轮同步带运动，进而带动车轮安装架转动。

当切换齿轮位于上方极限位置时，所述切换齿轮不与车轮同步带传动连接，清洁同步带与切换齿轮传动连接，此时切换齿轮仅带动清洁同步带运动，进而带动清洁辊转动。

一个所述升降座为驱动升降座53；所述升降座内转动连接有转轴纵向设置的清洁辊驱动部54；所述清洁辊驱动部下端固定连接有同轴设置的驱动斜齿轮541；所述清洁辊靠近驱动升降座的一端中心成型有与驱动斜齿轮啮合传动连接的清洁辊斜齿轮512。

所述清洁驱动部上端中心成型有截面呈非圆形的驱动部连接槽542；所述传动部下端成型有与驱动部连接槽插接的传动部插杆511，使得传动部与清洁驱动部周向同步转动，轴向相对滑动。

所述驱动升降座上端成型有与清洁辊驱动部转动连接的升降座连接槽532；所述清洁辊靠近驱动升降座的一端成型有同轴设置的清洁辊转动槽513；所述驱动升降座靠近清洁辊的一端成型有与清洁辊转动槽转动插接的清洁辊转动环531。

所述升降座滑槽内顶部成型有滑槽连接孔191；靠近所述驱动升降座的一个滑槽连接孔与传动部转动连接。

所述壳体内位于清洁组件沿车壳长度方向的两侧分别安装有用于驱动清洁组件纵向移动的清洁驱动组件4。

所述清洁驱动组件包括驱动清洁组件纵向移动的菱形伸缩架、沿车壳宽度方向滑动连接在车壳内的驱动伸缩架工作的两个横向移动板41；两个所述横向移动板运动方向相反。

所述横向移动板沿车壳宽度方向靠近车壳外侧的一端成型有自上而下向车壳外侧倾斜的驱动斜面411；所述驱动斜面与纵向移动块33的下端相抵。

两个所述横向移动板之间连接有驱动两个横向移动板相互远离的移动板弹簧44。

当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，纵向移动块使得两个横向移动板相向运动，进而菱形伸缩架伸长，清洁组件向下运动。

所述车壳内底部成型有与横向移动板滑动连接的移动板安装架15。

所述菱形伸缩架包括两个平行设置的第一连接板；两个平行设置的中部分别与第一连接板的中部转动连接的第二连接板43；相邻的所述第一连接板与第二连接板的端部转动连接；所述横向移动板朝向菱形伸缩架的一端成型有移动板连接孔412；最上方的第一连接板和第二连接板的上部分别与移动板连接孔通过销轴转动连接。

所述车壳内底部正对于菱形伸缩架的下方成型有供菱形伸缩架穿过的伸缩架安装槽18；所述伸缩架安装槽靠近升降座滑槽的一端成型有与升降座滑槽连通的纵向设置的连接通槽；各个所述升降座靠近连接通槽的一端成型有与连接通槽滑动连接的升降座连接柱；所述升降座连接柱位于伸缩架安装槽内固定连接有升降座连接板521；所述升降座连接板远离升降座的一端成型有升降座驱动槽5211；位于最下端的第一连接板和第二连接板的下部分别固定连接有升降座驱动槽滑动连接的销轴。

一个升降座为水路升降座52；所述清洁辊内部中空；所述清洁辊靠近水路升降座的一端中心成型有与清洁辊内部连通的注水管511。

所述水路升降座靠近清洁辊的一端成型有与注水管密封转动套接的注水管连接孔523；所述水路升降座上端成型有与注水管连接孔连通的过水通道522；所述过水通道通过软管与外界的水源连通。

软管穿过位于水路升降座上方的滑槽连接孔。

所述清洁辊侧壁均匀成型有通水孔；所述清洁辊外壁固定连接有 用于擦拭管道的清洁部515。

所述清洁部为海绵、布等清洁物品。

所述车壳上端固定连接有上壳体101；所述上壳体上端成型有供顶板穿过的顶板槽1011；所述车壳内安装有控制器；所述摄像头、螺杆电机、车轮电机、切换齿轮电机分别与控制器电连接；还包括控制台；所述控制器通过无线信号或电线与控制台电连接。

所述车壳下端安装有用于观测清洁辊工作情况的观测摄像头。

初始状态下，各个车轮的转轴沿车壳宽度方向设置，顶板位于下方极限位置，切换齿轮与车轮同步带传动连接。

本发明使用时，将车壳放置到地面上，用户在外界通过控制台对机器人进行操作，并通过摄像头进行观测。用户控制车轮转动，使得车壳前进，进入到管道内，并继续移动，当车壳移动至需要清洁的位置时，控制切换齿轮电机工作指定时间，带动切换齿轮转动，使得切换齿轮通过车轮同步带带动同步齿轮转动；同步齿轮驱动各个车轮驱动板滑动，进而使得车轮安装架发生转动，指定时间后，车轮安装架转动90°，各个车轮的转轴与车壳长度方向平行。

接着控制螺杆电机工作，使得螺杆转动，与同一个螺杆相连的两个顶板驱动块相向移动，带动顶板向上移动，由于顶板的上移，切换齿轮在切换齿轮弹簧的作用下也向上移动，最终切换齿轮移动至上方极限位置时，切换齿轮与车轮同步带不传动，切换齿轮与清洁同步带传动连接，接着螺杆电机继续工作，顶板继续向上运动。

当顶板向上运动至上滚轮与管道内顶部相抵后，顶板无法继续向上移动，螺杆继续转动，使得纵向移动块向下运动，复位弹簧收缩；向下运动的纵向移动块与驱动斜面配合，使得横向移动板运动，菱形伸缩架伸长，清洁辊在菱形伸缩架的带动下向管道下方运动。

当用户通过观测摄像头观测到清洁辊与管道下端相抵后，通过控制台使螺杆电机停止工作。

接着，使外界的水通过软管、过水通道进入到清洁辊内，并经过通水孔流到擦拭部上，同时控制切换齿轮电机工作，切换齿轮转动，通过清洁同步带带动传动部转动，并经过清洁辊驱动部的传递使得清洁辊转动，进而对管道进行摩擦清洁。

当用户通过观测摄像头看到清洁辊两侧仍需要清洁时，控制各个车轮转动，此时由于各个车轮和上滚轮均与管道内壁相抵，且各个车轮与滚轮均与管道相切（如图2所示），使得此时各个车轮转动能够带动车壳沿管道周向发生转动，进而使得清洁辊能够清洁到管道内沿周向不同的位置，增大清洁面积。

工作完毕后，切换齿轮电机停止工作，控制各个车轮转动，使得车壳位于管道内底部，接着控制螺杆电机反向工作，顶板驱动块相互分离，纵向移动块在复位弹簧的作用下向上运动，横向移动板在移动板弹簧的作用下相互分离，菱形伸缩架收缩，清洁辊向上运动，与管道分离，到纵向移动块与上壳体相抵后，纵向移动块无法继续上移，此时顶板驱动块相互分离，带动顶板向下运动至下方极限位置，顶板驱动切换齿轮下移至下方极限位置，使得切换齿轮与车轮同步带传动连接，与清洁同步带分离。

接着控制切换齿轮电机工作，切换齿轮通过车轮同步带驱动同步齿轮转动，使得车轮驱动板反向移动，带动各个车轮安装架反向转动90°，各个车轮轴线与车壳宽度方向重合，便于带动车壳前后移动。

本发明中，通过控制顶板的移动，使得顶板带动上滚轮与管道内顶部相抵紧，便于车壳沿管道周向转动，进行更大面积的清洁，还可以带动切换齿轮运动，使得切换齿轮带动各个车轮安装架转动或带动清洁辊转动。

本发明中，升降组件能够带动顶板向上运动，使得上滚轮与管道内顶部抵紧，还可以在上滚轮与管道抵紧后带动菱形伸缩架工作，使得清洁辊与管道内壁相抵，以便进行清洁。

本发明中，车轮既可以带动车壳前进后退，也可以带动车壳沿管道周向运动，以便进行大面积的清洁。

本发明既可以在管道内或平地上前后移动，也可以沿管道周向运动，便于清洁辊能够清洁到管道内大部分的位置，增加清洁面积，并且通过顶板上升的距离不同，还可以适配不同直径的管路。

通过控制车壳沿管道周向转动，使得清洁辊能够清洁到管道内任意位置。

由于本方案顶板能够上下移动，故而在顶板位于下方极限位置时，本方案整体体积小，便于携带。

Claims (10)

1.一种管道巡检清洁机器人，包括有车壳、固定连接在所述车壳前端的摄像头、安装在车壳下方的用于带动车壳移动的车轮；其特征在于：所述车壳上方纵向滑动连接有顶板；所述顶板上转动连接有上滚轮；所述车壳内位于顶板两侧分别安装有用于驱动顶板升降的升降组件；所述升降组件包括纵向滑动连接在所述车壳内的两个纵向移动块、转动连接在两个所述纵向移动块之间的转轴沿车壳长度方向设置的螺杆、与螺杆螺纹传动连接的两个用于驱动顶板升降的顶板驱动块；两个所述顶板驱动块的运动方向相反；当螺杆转动使两个顶板驱动块相向运动时，所述顶板向车壳上方运动；所述纵向移动块下端与车壳内底部之间安装有用于驱动纵向移动块向上运动的复位弹簧；所述车壳下方纵向滑动连接有用于清洁管道的清洁组件；所述车壳内位于所述纵向滑动块与清洁组件之间安装有用于驱动清洁组件上下运动的清洁驱动组件；当所述纵向移动块向下运动时，纵向移动块带动清洁驱动组件工作，使得清洁组件向下运动；当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，清洁组件与管道下端相抵，便于清洁管道；所述车壳内安装有用于驱动螺杆转动的螺杆电机。

2.如权利要求1所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述升降组件还包括两个交叉设置的中部相互转动连接的顶板连接杆；所述顶板连接杆中部成型有连接杆转动孔；两个连接杆转动孔之间通过销轴连接在一起；所述顶板沿车壳宽度方向的两侧分别成型有沿长度方向设置的顶板驱动槽；两个所述顶板连接杆靠近顶板的一端与顶板驱动槽滑动连接；所述顶板驱动块靠近顶板的一端成型有与顶板连接杆远离顶板的一端转动连接的连接杆驱动柱。

3.如权利要求1所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述上滚轮的转轴与车壳长度方向平行；所述车壳下端转动连接有多个转轴沿车壳高度设置的车轮安装架；所述车轮转动连接在所述车轮安装架的一侧，且车轮的转轴垂直于车轮安装架的转轴；所述车壳内安装有用于驱动车轮安装架转动的车轮转向组件；当车轮转向组件位于第一位置时，各个所述车轮的转轴与车壳宽度方向平行，此时车轮工作带动车壳前后移动；当车轮转向组件位于第二位置时，各个所述车轮的转轴与车壳长度方向平行，与管道周向相切，此时若上滚轮与管道内顶部相抵，则各个车轮工作，使得车壳沿管道周向运动；各个所述车轮安装架上固定连接有用于驱动车轮转动的车轮电机。

4.如权利要求3所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述车轮转向组件包括沿车壳长度方向滑动连接在所述车壳内底部的与车轮数量相同的车轮驱动板、驱动各个车轮驱动板同步运动的同步齿轮；所述车轮安装架上方偏心位置设置有车轮驱动柱；所述车轮驱动板上端成型有与车轮驱动柱滑动连接的车轮滑槽；当同步齿轮转动时，各个车轮驱动板沿车壳长度方向滑动，进而带动车轮安装架转动。

5.如权利要求3所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述车壳下端沿车壳长度方向两侧成型有升降座滑槽；所述清洁组件包括两个分别纵向滑动连接在升降座滑槽内的升降座、转动连接在两个升降座之间的清洁辊；所述车壳内转动连接有用于驱动清洁辊转动的传动部；所述车壳内转动连接有切换齿轮；所述切换齿轮下端与车壳内底部连接有用于驱动切换齿轮上移的切换齿轮弹簧；当顶板位于下方极限位置时，顶板使得切换齿轮位于下方极限位置，此时切换齿轮与同步齿轮传动连接；当顶板向上移动至车壳上方后，切换齿轮在切换齿轮弹簧的作用下位于上方极限位置，此时切换齿轮与传动部传动连接；所述车壳内固定连接有与切换齿轮传动连接的切换齿轮电机。

6.如权利要求5所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：一个所述升降座为驱动升降座；所述升降座内转动连接有转轴纵向设置的清洁辊驱动部；所述清洁辊驱动部下端固定连接有同轴设置的驱动斜齿轮；所述清洁辊靠近驱动升降座的一端中心成型有与驱动斜齿轮啮合传动连接的清洁辊斜齿轮；所述清洁驱动部上端中心成型有截面呈非圆形的驱动部连接槽；所述传动部下端成型有与驱动部连接槽插接的传动部插杆，使得传动部与清洁驱动部周向同步转动，轴向相对滑动。

7.如权利要求1所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述壳体内位于清洁组件沿车壳长度方向的两侧分别安装有用于驱动清洁组件纵向移动的清洁驱动组件；所述清洁驱动组件包括驱动清洁组件纵向移动的菱形伸缩架、沿车壳宽度方向滑动连接在车壳内的驱动伸缩架工作的两个横向移动板；两个所述横向移动板运动方向相反；所述横向移动板沿车壳宽度方向靠近车壳外侧的一端成型有自上而下向车壳外侧倾斜的驱动斜面；所述驱动斜面与纵向移动块的下端相抵；两个所述横向移动板之间连接有驱动两个横向移动板相互远离的移动板弹簧；当顶板移动至与管道顶部相抵时，所述顶板无法继续向车壳上方运动，此时螺杆继续转动，使得纵向移动块在管道的反作用力的作用下向下运动，纵向移动块使得两个横向移动板相向运动，进而菱形伸缩架伸长，清洁组件向下运动。

8.如权利要求5所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：一个升降座为水路升降座；所述清洁辊内部中空；所述清洁辊靠近水路升降座的一端中心成型有与清洁辊内部连通的注水管；所述水路升降座靠近清洁辊的一端成型有与注水管密封转动套接的注水管连接孔；所述水路升降座上端成型有与注水管连接孔连通的过水通道；所述过水通道通过软管与外界的水源连通。

9.如权利要求8所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述清洁辊侧壁均匀成型有通水孔；所述清洁辊外壁固定连接有 用于擦拭管道的清洁部。

10.如权利要求1所述的一种管道巡检清洁机器人，其特征在于：所述车壳上端固定连接有上壳体；所述上壳体上端成型有供顶板穿过的顶板槽；所述车壳内安装有控制器、控制台；所述控制器通过无线信号或电线与控制台电连接。

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