CN114718508A - 一种管道内壁清理机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管道内壁清理机器人,包括执行机构和控制模块,其中执行机构包括伸缩杆、两个磁吸器和刮除部,伸缩杆的伸缩方向与管道的延伸方向平行,两个磁吸器分别连接于伸缩杆的两端,磁吸器可操作地产生磁力以吸附于管道的内壁,刮除部连接于磁吸器,刮除部抵接于管道的内壁,用于刮除管道内壁的杂质;控制模块电连接执行机构,用于向执行机构发出工作指令,以控制伸缩杆的伸缩与保持,以及磁吸器磁力的产生与消失,进而使执行机构能够在管道内沿管道行进并进行清理。相比于现有技术,本管道内壁清理机器人可以制作为较小的体积,无需配备固定架、升降架等复杂且笨重的零件,具备很好的灵活性,能够应用于多种不同的场合。
Description
技术领域
本发明涉及管道清理技术领域,尤其涉及一种管道内壁清理机器人。
背景技术
生活生产中很多场景都需要对管道内壁进行清理,例如,在钻井过程中,若不即使清理钻井管道,钻杆上则会附着泥浆,进而大大的降低了钻井作业的效率。现有的清理管道的方式包括人工清理和设备清理两种,人工进行清理费时又费力,并且在清理过程中容易产生危险,因此很多场合都不会采用,使用设备清理则包括有用高压清洗车进行管道疏通,用相关设备伸入管道进行清洁等。
例如,中国发明专利CN104624572B公开了一种管道内壁清理设备,包括:底座,固定于所述底座上的固定架,可上下移动的连接在所述固定架上的升降架,驱动所述升降架在所述固定架上上下移动的升降驱动机构,通过一水平转轴连接在所述升降架上从而使其能够在竖直面内俯仰摆动的摆动块,驱动所述摆动块在所述升降架上俯仰摆动的俯仰驱动机构,安装在所述摆动块上并能相对于摆动块前后移动的进给架,驱动所述进给架在摆动块上前后移动的进给机构,安装在所述进给架一端部并能在进给架上作旋转运动的清理块安装架,带动所述清理块安装架在所述进给架上作旋转运动的旋转机构,以及安装在所述清理块安装架周围的若干个清理块。
但是现有的清理设备在使用时,因清理设备的体积通常较大,转运不便,操作繁琐,极大的限制了其使用的场景,缺乏灵活性。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种管道内壁清理机器人,用以解决现有技术中管道内壁清理设备体积大,灵活性低的问题。
为了解决上述问题,本发明提供一种管道内壁清理机器人,包括:
执行机构,所述执行机构包括伸缩杆、两个磁吸器和刮除部,所述伸缩杆的伸缩方向与管道的延伸方向平行,两个所述磁吸器分别连接于所述伸缩杆的两端,所述磁吸器可操作地产生磁力以吸附于管道的内壁,所述刮除部连接于所述磁吸器,所述刮除部抵接于管道的内壁,用于刮除管道内壁的杂质;
控制模块,电连接所述执行机构,用于向所述执行机构发出工作指令,以控制所述伸缩杆的伸缩与保持,以及所述磁吸器磁力的产生与消失,进而使所述执行机构能够在管道内沿管道行进并进行清理。
本发明提供的管道内壁清理机器人,通过控制模块控制执行机构运动,进而使执行机构能够在管道内爬行,并同时完成管道内壁的清洁,具体为:将执行机构设置于管道内,使伸缩杆的伸缩方向和管道的延伸方向相同,两个磁吸器的磁力交替产生,当执行机构行进方向前方的磁吸器磁力消失时,行进方向后方的磁吸器产生磁力并吸引住管道内壁,此时伸长伸缩杆便可以将行进方向前方的磁吸器向前推进,然后行进方向前方的磁吸器产生磁力,行进方向后方的磁吸器磁力消失,收缩伸缩杆便可以将行进方向后方的磁吸器也向前拉动,这样就完成了一个行进周期。通过控制模块控制上述步骤的时序并重复执行,便可以使执行机构在管道内不断的前进,后退时同理。执行机构运动便可以带动刮除部将管道内壁的污泥等杂质刮除,这样就完成了管道内壁的清理工作。相比于现有技术,本管道内壁清理机器人可以制作为较小的体积,无需配备固定架、升降架等复杂且笨重的零件,将其直接置于管道内便可以完成自动爬行、自动清理的工作,具备很好的灵活性,能够应用于多种不同的场合,具备很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的执行机构的结构示意图;
图2为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例在管道内爬行时的动作示意图;
图3为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的磁吸器具有磁力时的结构示意图;
图4为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的磁吸器不具有磁力时的结构示意图;
图5为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的控制模块的结构框图;
图6为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的主控芯片电路的电路示意图;
图7为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的爬行电路的电路示意图;
图8为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的压力传感器检测电路的电路示意图;
图9为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的磁力控制电路的电路示意图;
图10为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的第三无线传输电路的接口示意图;
图11为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例中的加速度检测单元的接口示意图;
图12为本发明实施例中提供的电源电路的电路示意图;
图13为本发明提供的管道内壁清理机器人一实施例的结构框图;
图14为本发明实施例中提供的遥控器模块的结构框图;
图15为本发明实施例中提供的信号转接模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
结合图1~图13所示,本发明实施例提供了一种管道内壁清理机器人,首先请参阅图1,该管道内壁清理机器人包括执行机构1和控制模块2,其中执行机构1包括伸缩杆11、两个磁吸器12和刮除部13,伸缩杆11的伸缩方向与管道的延伸方向平行,两个磁吸器12分别连接于伸缩杆11的两端,磁吸器12可操作地产生磁力以吸附于管道的内壁,刮除部13连接于磁吸器12,刮除部13抵接于管道的内壁,用于刮除管道内壁的杂质。
控制模块2电连接执行机构1,用于向执行机构1发出工作指令,以控制伸缩杆11的伸缩与保持,以及磁吸器12磁力的产生与消失,进而使执行机构1在管道内沿管道行进并进行清理。
请参阅图2,本发明提供的管道内壁清理机器人,通过控制模块2控制执行机构1运动,进而使执行机构1能够在管道内爬行,并同时完成管道内壁的清洁,具体为:将执行机构1设置于管道内,使伸缩杆11的伸缩方向和管道的延伸方向相同,两个磁吸器12的磁力交替产生,当执行机构1行进方向前方的磁吸器12磁力消失时,行进方向后方的磁吸器12产生磁力并吸引住管道内壁,此时伸长伸缩杆11便可以将行进方向前方的磁吸器12向前推进,然后行进方向前方的磁吸器12产生磁力,行进方向后方的磁吸器12磁力消失,收缩伸缩杆11便可以将行进方向后方的磁吸器12也向前拉动,这样就完成了一个行进周期。通过控制模块2控制上述步骤的时序并重复执行,便可以使执行机构1在管道内不断的前进,后退时同理。执行机构1运动便可以带动刮除部13将管道内壁的污泥等杂质刮除,这样就完成了管道内壁的清理工作。
其中,伸缩杆11可以使用任一种现有的可伸缩,并具有能够保持在行程末端能力的伸缩件,常见的有电动推杆等。
请参阅图3及图4,作为一个优选的实施例,本实施例中的磁吸器12包括两个磁化部121、两个隔绝片122、永磁体123和旋转电机,两个磁化部121首尾相连形成环状,两个磁化部121的端部通过隔绝片122连接并隔绝,磁化部121构成的环状外周面抵接管道的内壁;永磁体123设置于磁化部121构成的环状内部,永磁体123的两端相背离且具有不同的磁极,永磁体123的两端均抵接磁化部121构成的环状内周面;旋转电机连接于永磁体123,旋转电机的旋转轴线和磁化部121构成的环状轴线重合。
旋转电机用于带动永磁体123旋转,以改变永磁体123的一个磁极同时接触的磁化部121的数量,进而控制磁化部121产生或消除磁力。具体地,如图3所示,当永磁体123的两级分别接触两个磁化部121时,因两个磁化部121被隔绝片122相隔绝,使得两个磁化部121可以被磁化为永磁体123的两个磁极,进而产生磁力。反之则如图4所示,当永磁体123的磁极跨过隔绝片122同时接触两个磁化部121时,此时形成闭合的磁回路,使磁化部121对外不会产生磁性,进而使磁吸器12从管道内壁脱离。
可以理解的是,上述磁化部121可以采用任意可以被磁化的材料制作而成,例如电工软铁。两个磁化部121组成的形状也可以并非规则的圆环形,也可以根据需要调整为其他的形状,使其具有外周面和内周面即可。另外,隔绝片122同样也可以词用任意不具备磁性且不能被磁化的材料制成,例如黄铜。
可以理解的是,实际中也可以采用其他的现有的可以产生磁力的零件作为磁吸部,例如电磁铁,而与这些现有技术不同的是,本实施例中的磁吸部可以极大的减少产生磁力时的能耗,即旋转电机将永磁体123旋转至合适位置并产生磁力后,便可以停止运行,直至下一次动作,无需始终做功以保持其他零件的位置就可以保证磁力的正常产生,使整个管道内壁清理机器人不需要大体积的供能零件,为整个机器人的小型化提供了基础。
作为优选的实施例,本实施例中的刮除部13为橡胶制成的刮泥环,其同轴的设置于磁吸部背离伸缩杆11的一端,其外径略大于待清理的管道的内壁,以过盈配合为优,保证其外周面可以完全并始终抵接管道的内壁,当磁吸器12移动时,其便可以刮除管道内壁的杂质。
作为一个优选的实施例,控制模块2的结构框图如图5所示,该控制模块2包括主控芯片电路201、爬行电路202、压力传感器检测电路203及磁力控制电路204。主控芯片电路201与爬行电路202、压力传感器检测电路203和磁力控制电路204连接;
主控芯片电路201,用于根据控制指令发送爬行指令和/或压力检测指令和/或磁吸指令;
爬行电路202,用于接收爬行指令,根据爬行指令控制伸缩杆11伸缩与保持;
压力传感器检测电路203,用于接收压力检测指令,根据压力检测指令检测磁吸器12与管道间的压力大小;
磁力控制电路204,用于接收磁吸指令,根据磁吸指令控制磁吸器12磁力的产生与消失。
具体的,作为一个优选的实施例,本实施例中的主控芯片电路的电路示意图如图6所示,该主控芯片电路201为型号为STM32F103C8T6的单片机U6;
单片机U6的PD0-OSC_IN引脚通过晶振X1与单片机U6的PD1-OSC_OUT引脚连接,电容C11和电容C13串联后与晶振X1并联,电容C11与电容C13的公共端接地;
单片机U6的VSSA、VSS_1、VSS_2、VSS_3引脚分别接地;
单片机U6的PA2、PA4、PB9引脚与爬行电路连接;
单片机U6的PA1引脚与压力传感器检测电路连接;
单片机U6的PA3、PA6、PA7、PB0、PB14、PB15引脚与磁力控制电路连接。
一个具体的实施例中,单片机U6的VBAT引脚、VDDA引脚、VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚分别与电源电路207连接。
作为一个优选的实施例,爬行电路的电路示意图,如图7所示,该爬行电路202包括3个型号为SRD-05VDC-SL-C的继电器RLY4、RLY5、RLY6;
继电器RLY4的1引脚与二极管D5的阴极连接,继电器RLY4的4引脚与二极管D5的阳极连接,继电器RLY4的4引脚与NPN三极管Q6的集电极连接,NPN三极管Q6的发射极接地,NPN三极管Q6的基极连接电阻R31后与单片机U6的PA4引脚连接,电阻R32的一端与NPN三极管Q6的基极连接,另一端与NPN三极管Q6的发射极连接,继电器RLY4的5引脚接地,继电器RLY4的2引脚与继电器RLY5的3引脚连接,继电器RLY4的3引脚与继电器RLY5的2引脚连接,电机CN8的1引脚与继电器RLY4的3引脚连接,电机CN8的2引脚与继电器RLY5的3引脚连接;
继电器RLY5的1引脚与二极管D6的阴极连接,继电器RLY5的4引脚与二极管D6的阳极连接,继电器RLY5的4引脚与NPN三极管Q7的集电极连接,NPN三极管Q7的发射极接地,NPN三极管Q7的基极连接电阻R34后与单片机U6的PA2引脚连接,电阻R33的一端与NPN三极管Q7的基极连接,另一端与NPN三极管Q7的发射极连接,继电器RLY5的5引脚与继电器RLY6的5引脚连接;
继电器RLY6的1引脚与二极管D7的阴极连接,继电器RLY6的4引脚与二极管D7的阳极连接,继电器RLY6的4引脚与NPN三极管Q8的集电极连接,NPN三极管Q8的发射极接地,NPN三极管Q8的基极连接电阻R35后与单片机U6的PB9引脚连接,电阻R36的一端与NPN三极管Q8的基极连接,另一端与NPN三极管Q8的发射极连接。
一个具体的实施例中,继电器RLY4的1引脚与电源电路207连接,继电器RLY5的1引脚与电源电路207连接,继电器RLY6的1引脚和2引脚分别与电源电路207连接。
作为一个优选的实施例,压力传感器检测电路的电路示意图,如图8所示,该压力传感器检测电路203包括1个型号为LM393DT的电压比较器Y1,电压比较器Y1的1引脚与单片机U6的PA1引脚连接,电压比较器Y1的4引脚接地,滑动变阻器R1的一端与电压比较器Y1的2引脚连接,另一端接地,电压比较器Y1的3引脚与电机CN3的1引脚连接,电阻R6的一端与电压比较器Y1的3引脚连接,另一端接地,电容C8一端与电压比较器Y1的3引脚连接,另一端与电阻R6连接。
一个具体的实施例中,电压比较器Y1的8引脚与电源电路207连接,滑动变阻器R1的另一端与电源电路207连接,电机CN3的2引脚与电源电路207连接。
作为一个优选的实施例,磁力控制电路的电路示意图,如图9所示,该磁力控制电路204包括1个型号为LMV358A-SR的运算放大器U4、1个型号为LM393DT的电压比较器Y2及2个继电器RLY2、RLY3;
运算放大器U4的1引脚与电压比较器Y2的3引脚连接,运算放大器U4的1引脚通过电阻R10、电阻R12与封装器H1的3引脚连接,运算放大器U4的2引脚连接电阻R12和电阻R13后接地,运算放大器U4的3引脚连接电阻R14后接地,运算放大器U4的3引脚连接电阻R21后接地,运算放大器U4的4引脚接地,运算放大器U4的7引脚与电压比较器Y2的7引脚连接,运算放大器U4的7引脚通过电阻R11、电阻R15与封装器H2的1引脚连接,运算放大器U4的6引脚连接电阻R15和电阻R16后接地,运算放大器U4的5引脚连接电阻R18后接地,运算放大器U4的5引脚连接电阻R22后接地;
电压比较器Y2的1引脚与单片机U6的PB15引脚连接,电压比较器Y2的2引脚与滑动变阻器R17连接后接地,电压比较器Y2的4引脚接地,电压比较器Y2的7引脚与单片机U6的PB14引脚连接,电压比较器Y2的6引脚与滑动变阻器R19连接后接地;
继电器RLY2的1引脚与二极管D2的阴极连接,继电器RLY2的4引脚与二极管D2的阳极连接,继电器RLY2的2引脚与电机CN1的1引脚连接,电机CN1的2引脚接地,继电器RLY2的5引脚与封装器H1的1引脚连接,封装器H1的2引脚与单片机U6的PA3引脚连接,继电器RLY2的4引脚与NPN三极管Q2的集电极连接,NPN三极管Q2的发射极接地,NPN三极管Q2的基极连接电阻R4后与单片机U6的PA7引脚连接,电阻R8的一端与NPN三极管Q2的基极连接,另一端与NPN三极管Q2的发射极连接;
继电器RLY3的1引脚与二极管D3的阴极连接,继电器RLY3的4引脚与二极管D3的阳极连接,继电器RLY3的2引脚与电机CN2的2引脚连接,电机CN2的1引脚接地,继电器RLY2的5引脚与封装器H2的3引脚连接,封装器H2的2引脚与单片机U6的PA6引脚连接,继电器RLY2的4引脚与NPN三极管Q3的集电极连接,NPN三极管Q3的发射极接地,NPN三极管Q3的基极连接电阻R5后与单片机U6的PB0引脚连接,电阻R9的一端与NPN三极管Q3的基极连接,另一端与NPN三极管Q3的发射极连接。
一个具体的实施例中,运算放大器U4的8引脚与电源电路207连接,电压比较器Y2的8引脚与电源电路207连接,继电器RLY2的1引脚与电源电路207连接,继电器RLY3的1引脚与电源电路207连接。
上文中电机CN1和电机CN2分别为两个磁吸器12中的旋转电机。
进一步地,结合图10及图11,作为一个优选的实施例,本实施例中的控制模块2还包括及第三无线传输电路205加速度检测单元206;第三无线传输电路205与第二无线传输电路402连接;加速度检测单元206,用于检测执行机构1的加速度。
一个具体的实施例中,第三无线传输电路205和加速度检测单元206为模块化电路,第三无线传输电路的接口示意图,如图10所示,第三无线传输电路包括封装器H3和封装器H4,封装器H3的1引脚与电源电路207连接,封装器H3的2引脚接地,封装器H3的3引脚与单片机U6的PA10引脚连接,封装器H3的4引脚单片机U6的PA9引脚连接,封装器H4的1引脚与电源电路207连接,封装器H4的4引脚接地,封装器H4的2引脚与单片机U6的PB10引脚连接,封装器H4的3引脚与单片机U6的PB11引脚连接;
加速度检测单元的接口示意图,如图11所示,加速度检测单元包括封装器H5,封装器H5的1引脚与电源电路207连接,封装器H5的2引脚接地,封装器H5的3引脚与单片机U6的PB6引脚连接,封装器H5的4引脚与单片机U6的PB7引脚连接,封装器H5的7引脚连接电阻R28后接地;
加速度检测单元206,用于检测执行机构1的加速度可以是如下操作:机器人的初速度为0,当机器人开始坠落,利用加速度检测单元206检测加速度an,设定一个定时器程序,每当检测到机器人的加速度时,记录时间为tn,求解出机器人的速度v为v=a1t1+a2t2+a3t3......+antn。
进一步地,作为一个优选的实施例,本实施例中的控制模块2还包括电源电路207,电源电路207用于给遥控器模块3、信号转接模块4、控制模块2及执行机构1供电。
具体的,电源电路的电路示意图,如图12所示,电源电路207包括1个型号为SL7805的稳压器U1、1个型号为AMS1117-3.3的稳压器U2及1个电源CN5,电源电路可以提供12V、5V及3.3V的电压。
结合图13~15所示,本发明还提供一优选的实施例,该管道内壁清理机器人还包括遥控器模块3和信号转接模块4,如图12所示。
具体地,请参阅图14,遥控器模块3与信号转接模块4电性连接,用于发送清理触发指令,遥控器模块3包括遥控器芯片电路301、第一无线传输电路302及按键电路303,遥控器芯片电路301与第一无线传输电路302、按键电路303连接。
请参阅图15,本实施例中的信号转接模块4用于接收清理触发指令,并将清理触发指令转换为控制指令,控制模块2接收控制指令并生成工作指令。信号转接模块4包括转接芯片电路401及第二无线传输电路402,转接芯片电路401与第二无线传输电路402连接,第二无线传输电路402与第一无线传输电路302连接。
需要说明的是,本实施例中的遥控器芯片电路301及转接芯片电路401的芯片型号均为STM32F103C8T6,遥控器模块3和信号转接模块4的电路均为现有的已公开的电路。
一个具体的实施例中,清理触发指令包括“启动机器人”、“停止机器人”、“向上运动”及“向下运动”。
下面是对管道内壁清理机器人的操作过程进行一个具体的举例:首先,将机器人放入管道之前检测是否能通过遥控器模块3控制执行机构1正常工作,以及检查磁吸器12是否能够正常吸合住管道;
发送“启动机器人”清理触发指令,上方和下方的两个磁吸器12产生磁力,抵紧内壁,启动刮泥功能,发送“向下运动”清理触发指令,伸缩杆11进行往复伸缩运动,同时两个磁吸器12交替产生磁力,使机器人以平均速度v下行,通过刮除部13刮除泥浆,30m/min<v<60m/min;
当连续下行至第四根钻杆时,发送“停止机器人”清理触发指令,两个磁吸器12同时产生磁力,机器人将悬停在第四钻杆的上部,等待下一个清理触发指令;
将机器人从管道中取出,发送“向上运动”清理触发指令,当机器人露出钻柱上端口后,下方的磁吸器12将保持具有磁力的状态,机器人停止上行,相关工作与检查处理完毕后便可关闭电源,将机器人取出。
本发明提供的管道内壁清理机器人,通过控制模块2控制执行机构1运动,进而使执行机构1能够在管道内爬行,并同时完成管道内壁的清洁,具体为:将执行机构1设置于管道内,使伸缩杆11的伸缩方向和管道的延伸方向相同,两个磁吸器12的磁力交替产生,当执行机构1行进方向前方的磁吸器12磁力消失时,行进方向后方的磁吸器12产生磁力并吸引住管道内壁,此时伸长伸缩杆11便可以将行进方向前方的磁吸器12向前推进,然后行进方向前方的磁吸器12产生磁力,行进方向后方的磁吸器12磁力消失,收缩伸缩杆11便可以将行进方向后方的磁吸器12也向前拉动,这样就完成了一个行进周期。通过控制模块2控制上述步骤的时序并重复执行,便可以使执行机构1在管道内不断的前进,后退时同理。执行机构1运动便可以带动刮除部13将管道内壁的污泥等杂质刮除,这样就完成了管道内壁的清理工作。相比于现有技术,本管道内壁清理机器人可以制作为较小的体积,无需配备固定架、升降架等复杂且笨重的零件,将其直接置于管道内便可以完成自动爬行、自动清理的工作,具备很好的灵活性,能够应用于多种不同的场合,具备很好的应用前景。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道内壁清理机器人,其特征在于,包括:
执行机构,所述执行机构包括伸缩杆、两个磁吸器和刮除部,所述伸缩杆的伸缩方向与管道的延伸方向平行,两个所述磁吸器分别连接于所述伸缩杆的两端,所述磁吸器可操作地产生磁力以吸附于管道的内壁,所述刮除部连接于所述磁吸器,所述刮除部抵接于管道的内壁,用于刮除管道内壁的杂质;
控制模块,电连接所述执行机构,用于向所述执行机构发出工作指令,以控制所述伸缩杆的伸缩与保持,以及所述磁吸器磁力的产生与消失,进而使所述执行机构能够在管道内沿管道行进并进行清理。
2.根据权利要求1所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述磁吸器包括两个磁化部、两个隔绝片、永磁体和旋转电机,两个所述磁化部首尾相连形成环状,两个所述磁化部的端部通过隔绝片连接并隔绝,所述磁化部构成的环状外周面抵接管道的内壁;所述永磁体设置于所述磁化部构成的环状内部,所述永磁体的两端相背离且具有不同的磁极,所述永磁体的两端均抵接所述磁化部构成的环状内周面;所述旋转电机连接于所述永磁体,所述旋转电机的旋转轴线和所述磁化部构成的环状轴线重合;
所述旋转电机用于带动所述永磁体旋转,以改变所述永磁体的一个磁极同时接触的所述磁化部的数量,进而控制所述磁化部产生或消除磁力。
3.根据权利要求2所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,还包括遥控器模块和信号转接模块:
所述遥控器模块与所述信号转接模块电性连接,用于发送清理触发指令,所述遥控器模块包括遥控器芯片电路、第一无线传输电路及按键电路,所述遥控器芯片电路与所述第一无线传输电路、按键电路连接;
所述信号转接模块,用于接收所述清理触发指令,并将所述清理触发指令转换为控制指令,所述控制模块接收所述控制指令并生成所述工作指令,所述信号转接模块包括转接芯片电路及第二无线传输电路,所述转接芯片电路与所述第二无线传输电路连接,所述第二无线传输电路与所述第一无线传输电路连接。
4.根据权利要求3所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述控制模块包括主控芯片电路、爬行电路、压力传感器检测电路及磁力控制电路;所述主控芯片电路与所述爬行电路、压力传感器检测电路和磁力控制电路连接;
所述主控芯片电路,用于根据所述控制指令发送爬行指令和/或压力检测指令和/或磁吸指令;
所述爬行电路,用于接收所述爬行指令,根据所述爬行指令控制所述伸缩杆伸缩与保持;
所述压力传感器检测电路,用于接收所述压力检测指令,根据所述压力检测指令检测所述磁吸器与管道间的压力大小;
所述磁力控制电路,用于接收所述磁吸指令,根据所述磁吸指令控制所述磁吸器磁力的产生与消失。
5.根据权利要求4所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述主控芯片电路为型号为STM32F103C8T6的单片机U6;
所述单片机U6的PD0-OSC_IN引脚通过晶振X1与所述单片机U6的PD1-OSC_OUT引脚连接,电容C11和电容C13串联后与所述晶振X1并联,所述电容C11与所述电容C13的公共端接地;
所述单片机U6的VSSA、VSS_1、VSS_2、VSS_3引脚分别接地;
所述单片机U6的PA2、PA4、PB9引脚与所述爬行电路连接;
所述单片机U6的PA1引脚与所述压力传感器检测电路连接;
所述单片机U6的PA3、PA6、PA7、PB0、PB14、PB15引脚与所述磁力控制电路连接。
6.根据权利要求4所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述爬行电路包括3个型号为SRD-05VDC-SL-C的继电器RLY4、RLY5、RLY6;
所述继电器RLY4的1引脚与二极管D5的阴极连接,所述继电器RLY4的4引脚与二极管D5的阳极连接,所述继电器RLY4的4引脚与NPN三极管Q6的集电极连接,所述NPN三极管Q6的发射极接地,所述NPN三极管Q6的基极连接电阻R31后与所述单片机U6的PA4引脚连接,电阻R32的一端与所述NPN三极管Q6的基极连接,另一端与所述NPN三极管Q6的发射极连接,所述继电器RLY4的5引脚接地,所述继电器RLY4的2引脚与所述继电器RLY5的3引脚连接,所述继电器RLY4的3引脚与所述继电器RLY5的2引脚连接,电机CN8的1引脚与所述继电器RLY4的3引脚连接,所述电机CN8的2引脚与所述继电器RLY5的3引脚连接;
所述继电器RLY5的1引脚与二极管D6的阴极连接,所述继电器RLY5的4引脚与二极管D6的阳极连接,所述继电器RLY5的4引脚与NPN三极管Q7的集电极连接,所述NPN三极管Q7的发射极接地,所述NPN三极管Q7的基极连接电阻R34后与所述单片机U6的PA2引脚连接,电阻R33的一端与所述NPN三极管Q7的基极连接,另一端与所述NPN三极管Q7的发射极连接,所述继电器RLY5的5引脚与所述继电器RLY6的5引脚连接;
所述继电器RLY6的1引脚与二极管D7的阴极连接,所述继电器RLY6的4引脚与二极管D7的阳极连接,所述继电器RLY6的4引脚与NPN三极管Q8的集电极连接,所述NPN三极管Q8的发射极接地,所述NPN三极管Q8的基极连接电阻R35后与所述单片机U6的PB9引脚连接,电阻R36的一端与所述NPN三极管Q8的基极连接,另一端与所述NPN三极管Q8的发射极连接。
7.根据权利要求4所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述压力传感器检测电路包括1个型号为LM393DT的电压比较器Y1,所述电压比较器Y1的1引脚与所述单片机U6的PA1引脚连接,所述电压比较器Y1的4引脚接地,滑动变阻器R1的一端与所述电压比较器Y1的2引脚连接,另一端接地,所述电压比较器Y1的3引脚与电机CN3的1引脚连接,电阻R6的一端与所述电压比较器Y1的3引脚连接,另一端接地,电容C8一端与所述电压比较器Y1的3引脚连接,另一端与所述电阻R6连接。
8.根据权利要求4所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述磁力控制电路包括1个型号为LMV358A-SR的运算放大器U4、1个型号为LM393DT的电压比较器Y2及2个继电器RLY2、RLY3;
所述运算放大器U4的1引脚与所述电压比较器Y2的3引脚连接,所述运算放大器U4的1引脚通过电阻R10、电阻R12与封装器H1的3引脚连接,所述运算放大器U4的2引脚连接电阻R12和电阻R13后接地,所述运算放大器U4的3引脚连接电阻R14后接地,所述运算放大器U4的3引脚连接电阻R21后接地,所述运算放大器U4的4引脚接地,所述运算放大器U4的7引脚与所述电压比较器Y2的7引脚连接,所述运算放大器U4的7引脚通过电阻R11、电阻R15与封装器H2的1引脚连接,所述运算放大器U4的6引脚连接电阻R15和电阻R16后接地,所述运算放大器U4的5引脚连接电阻R18后接地,所述运算放大器U4的5引脚连接电阻R22后接地;
所述电压比较器Y2的1引脚与所述单片机U6的PB15引脚连接,所述电压比较器Y2的2引脚与滑动变阻器R17连接后接地,所述电压比较器Y2的4引脚接地,所述电压比较器Y2的7引脚与所述单片机U6的PB14引脚连接,所述电压比较器Y2的6引脚与滑动变阻器R19连接后接地;
所述继电器RLY2的1引脚与二极管D2的阴极连接,所述继电器RLY2的4引脚与二极管D2的阳极连接,所述继电器RLY2的2引脚与电机CN1的1引脚连接,所述电机CN1的2引脚接地,所述继电器RLY2的5引脚与所述封装器H1的1引脚连接,所述封装器H1的2引脚与所述单片机U6的PA3引脚连接,所述继电器RLY2的4引脚与NPN三极管Q2的集电极连接,所述NPN三极管Q2的发射极接地,所述NPN三极管Q2的基极连接电阻R4后与所述单片机U6的PA7引脚连接,电阻R8的一端与所述NPN三极管Q2的基极连接,另一端与所述NPN三极管Q2的发射极连接;
所述继电器RLY3的1引脚与二极管D3的阴极连接,所述继电器RLY3的4引脚与二极管D3的阳极连接,所述继电器RLY3的2引脚与电机CN2的2引脚连接,所述电机CN2的1引脚接地,所述继电器RLY2的5引脚与所述封装器H2的3引脚连接,所述封装器H2的2引脚与所述单片机U6的PA6引脚连接,所述继电器RLY2的4引脚与NPN三极管Q3的集电极连接,所述NPN三极管Q3的发射极接地,所述NPN三极管Q3的基极连接电阻R5后与所述单片机U6的PB0引脚连接,电阻R9的一端与所述NPN三极管Q3的基极连接,另一端与所述NPN三极管Q3的发射极连接;
其中所述电机CN1和所述电机CN2分别为两个所述磁吸器中的所述旋转电机。
9.根据权利要求4所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述控制模块还包括加速度检测单元及第三无线传输电路;所述第三无线传输电路与所述第二无线传输电路连接;
所述加速度检测单元,用于检测所述执行机构的加速度。
10.根据权利要求3所述的管道内壁清理机器人,其特征在于,所述控制模块还包括电源电路,所述电源电路用于给所述遥控器模块、所述信号转接模块、所述控制模块及所述执行机构供电。
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