CN116575565A - 管道清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洁设备技术领域，具体涉及一种管道清淤机器人，包括：机壳，其包括筒状侧壁和分别位于筒状侧壁两端的前端板和后端板；行走机构，其包括多套行走轮组，多套行走轮组皆安装于筒状侧壁的外侧且沿筒状侧壁的周向均匀分布，其中一套行走轮组连接有行走驱动件以作为驱动轮组，剩余的行走轮组作为支撑轮组；旋割驱动件，其固定在筒状侧壁内，旋割驱动件的输出轴贯穿前端板；旋割机构，其位于前端板的前方，旋割机构包括刀盘和刀具，刀盘的中心与旋割驱动件的输出轴固定连接，刀盘开设有适于让打散的堵塞物通过的第一避让窗口，刀具安装在刀盘上。本管道清淤机器人清淤彻底、省时省力且能够消除人工作业带来的安全风险。

Description

管道清淤机器人

技术领域

本发明涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种管道清淤机器人。

背景技术

随着城市的发展，路面的杂物越来越多，当雨量过大时，杂物会随着雨水进入下水管道，造成堵塞。

现有管道堵塞时，一般借助钢丝或其他工具人工进行清淤。这种方式存在如下缺陷：其一，管道清淤不彻底，还存在部分拥堵；其二，人工需耗费较大体力，且清淤效率较低；其三，下水管道内存在沼气，对清理人员的人身安全构成一定威胁。

发明内容

为克服现有管道清淤不彻底、费时费力且存在安全隐患的技术缺陷，本发明提供了一种管道清淤机器人。

本发明提供的管道清淤机器人，包括：

机壳，其包括筒状侧壁和分别位于所述筒状侧壁两端的前端板和后端板；

行走机构，其包括多套行走轮组，多套行走轮组皆安装于所述筒状侧壁的外侧且沿所述筒状侧壁的周向均匀分布，其中一套行走轮组连接有行走驱动件以作为驱动轮组，剩余的行走轮组作为支撑轮组；

旋割驱动件，其固定在所述筒状侧壁内，所述旋割驱动件的输出轴贯穿所述前端板；

旋割机构，其位于所述前端板的前方，所述旋割机构包括刀盘和刀具，所述刀盘的中心与所述旋割驱动件的输出轴固定连接，所述刀盘开设有适于让打散的堵塞物通过的第一避让窗口，所述刀具安装在所述刀盘上。

可选的，支撑轮组包括：

安装架，其固定于所述筒状侧壁的外侧中部；

轮架，其设有两个且对称分布于所述安装架的前后两侧，所述轮架的第一端通过铰接轴铰接于所述安装架上，且所述铰接轴垂直于所述筒状侧壁的轴线；

轮体，其设有两个且分别通过轮轴安装在两个轮架的第二端上，所述轮轴与所述铰接轴平行；

拉伸弹簧，其与所述筒状侧壁的轴线平行，所述拉伸弹簧的两端分别连接于两个轮架的中部。

可选的，所述前端板和后端板上皆开设有适于打散的堵塞物通过的第二避让窗口。

可选的，所述刀盘包括：

箍圈；

安装条，其设有2N根且N为大于2的正整数，所述安装条的第一端位于所述箍圈的中心且所有安装条的第一端相互固定连接，所述安装条的另一端延伸并固定在所述箍圈上，所有安装条沿所述箍圈的周向均布，相邻两根安装条之间形成所述第一避让窗口，所述刀具安装在所述安装条上；

连接座，其固定连接于所有安装条的后侧，所述连接座适于固定连接所述旋割驱动件的输出轴。

可选的，相邻安装条的两个相对侧壁上皆固定有凸板，且两个相对侧壁上的凸板交错布置。

可选的，所述旋割驱动件的输出轴端部固定有第一法兰盘，所述连接座包括：

连接柱，其设有至少两根，所述连接柱与所述箍圈的轴向平行，所述连接柱的第一端与所述安装条的中部固定连接；

第二法兰盘，其与所有连接柱的第二端固定连接，所述第二法兰盘与所述箍圈同轴，所述第二法兰盘与所述第一法兰盘贴合且固定连接。

可选的，所述刀盘还包括：

安装块，其设有N个且分别固定于间隔分布的N根安装条的第二端，所述安装块上设有所述刀具。

可选的，所述刀具包括：

刀轮，其安装在所述安装条的前表面上；

刀片，其安装在所述安装条宽度方向上的两侧。

可选的，所述旋割驱动件为旋转电机，所述旋转电机的壳体固定在所述筒状侧壁的内部，所述旋转电机的输出轴贯穿所述前端板。

可选的，所述后端板的后侧固定有连接架，所述连接架适于连接保险绳。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明提供的管道清淤机器人，通过行走机构能够内撑于管道内并独立沿管道行走，位于前端的旋割机构在旋割驱动件的驱动下能够将管道内的堵塞物打散，旋割机构配合行走机构能够将整个管道内的堵塞物皆打散，从而在后续冲洗时能将堵塞物冲走，完成清淤。采用本装置对管道进行清淤，相对于现有人工清淤而言，具有如下优点：其一，由于旋割机构与管道适配，所以通过行走能够将管道内所有堵塞物打散完成清除，清淤较为彻底；其二，采用机械代替人工，节省了大量劳动力，且清淤效率较高；其三，不需人员进入管道，避免管道内的沼气威胁清理人员的人身安全。

2、本发明提供的管道清淤机器人，在筒状侧壁的外侧设有多套行走轮组，并且其中一套为驱动轮组、其他为支撑轮组，单动力结构能够避免多动力结构不同步导致的卡顿，使得机器人前进更加平稳。

3、本发明提供的管道清淤机器人，在旋割机构的刀盘上设有第一避让窗口，在刀具将堵塞物打散后能够通过避让窗口进入刀盘后方，然后从行走轮组间隙排出，避免打散的堵塞物堆积阻碍机器人的前行，从而使得机器人前进更加顺畅。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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表示本发明实施例中管道清淤机器人的整体结构示意图；

图2表示本发明实施例中机壳、行走机构和旋割驱动件的装配示意图；

图3表示本发明实施例中支撑轮组的结构示意图；

图4表示本发明实施例中旋割机构的结构示意图一（俯视）；

图5表示图4中A处的局部放大图；

图6表示本发明实施例中旋割机构的结构示意图二（仰视）。

图中：

1、机壳；11、筒状侧壁；12、前端板；13、后端板；14、第二避让窗口；2、行走机构；21、驱动轮组；22、支撑轮组；221、安装架；222、轮架；223、轮体；224、拉伸弹簧；3、旋割驱动件；31、第一法兰盘；4、旋割机构；41、刀盘；411、第一避让窗口；412、箍圈；413、安装条；414、连接座；4141、连接柱；4142、第二法兰盘；415、凸板；416、安装块；42、刀具；421、刀轮；422、刀片；5、连接架。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

在一个实施例中，参照图1，管道清淤机器人包括机壳1、行走机构2、旋割驱动件3和旋割机构4。

机壳1：

参照图2，机壳1包括筒状侧壁11和分别位于筒状侧壁11两端的前端板12和后端板13。

具体的，筒状侧壁11的横截面形状、前端板12形状和后端板13形状皆为正六边形。其他实施例中，筒状侧壁11的横截面形状、前端板12形状和后端板13形状也可设为正三角形、正五边形或圆形。

进一步的，可在前端板12和后端板13上皆开设有适于打散的堵塞物通过的第二避让窗口14。当打散的堵塞物通过第一避让窗口411进入刀盘41后方时，一部分可从行走轮组的间隙排出，另一部分可通过前端板12的第二避让窗口14进入筒状侧壁11内部，最后通过后端板13的第二避让窗口14排出。这种结构能够增多堵塞物的排出通道，从而使得机器人行进更加顺畅。

行走机构2：

参照图2和图3，行走机构2包括多套行走轮组，多套行走轮组皆安装于筒状侧壁11的外侧且沿筒状侧壁11的周向均匀分布，其中一套行走轮组连接有行走驱动件以作为驱动轮组21，剩余的行走轮组作为支撑轮组22。

具体的，行走驱动件（图中未示出）可以采用电机，电机输出轴与驱动轮组21的轮轴直接连接；行走驱动件还可采用电机与齿轮副的组合结构，在电机的输出轴和驱动轮组21的轮轴上皆安装齿轮，通过齿轮的啮合传递驱动力；行走驱动件还可采用其他现有技术中常用的旋转动力件。

具体的，驱动轮组21的驱动轮设为双排结构，以保证驱动力。其他实施例中，驱动轮组21的驱动轮也可设为单排或三排结构。

具体的，支撑轮组22包括安装架221、轮架222、轮体223和拉伸弹簧224；安装架221固定于筒状侧壁11的外侧中部；轮架222设有两个且对称分布于安装架221的前后两侧，轮架222的第一端通过铰接轴铰接于安装架221上，且铰接轴垂直于筒状侧壁11的轴线；轮体223设有两个且分别通过轮轴安装在两个轮架222的第二端上，轮轴与铰接轴平行；拉伸弹簧224与筒状侧壁11的轴线平行，拉伸弹簧224的两端分别连接于两个轮架222的中部。

更具体的，安装架221为垂直固定于筒状侧壁11上的两块安装板，轮架222包括两个条形板，两个条形板的第一端通过第一连接轴固定连接、中部通过第二连接轴固定连接、第二端通过第三连接轴固定连接，第一连接轴的两端分别转动连接在两块安装板上以作为铰接轴实现轮架222第一端与安装架221的铰接，拉伸弹簧224的两端分别钩接于两个轮架222的第二连接轴上，第三连接轴作为轮轴以转动安装轮体223。其他实施例中，安装架221和轮架222也可采用条形实心结构，安装架221的两端和轮架222的第二端皆设置凹槽，轮架222的第一端通过铰接轴铰接于安装架221的凹槽中，轮体223通过轮轴转动安装在轮架222的凹槽中。

这种支撑轮组22，通过向内旋转轮架222使得整个机器人能够轻松插入管道内完成安装；并且通过拉伸弹簧224驱使轮架222外撑使得轮体223能够始终贴合于管道内壁，从而保证机器人运行的平稳。其他实施例中，支撑轮组22也可为普通滚轮结构，直接安装在筒状侧壁11上。

本实施例通过在筒状侧壁11的外侧设有多套行走轮组，并且其中一套为驱动轮组21、其他为支撑轮组22，单动力结构能够避免多动力结构不同步导致的卡顿，使得机器人前进更加平稳。

旋割驱动件3：

参照图2，旋割驱动件3固定在筒状侧壁11内，旋割驱动件3的输出轴贯穿前端板12。

具体的，旋割驱动件3为旋转电机，旋转电机的壳体固定在筒状侧壁11的内部，旋转电机的输出轴贯穿前端板12。其他实施例中，旋转驱动件也可采用旋转电机与变速器的组合结构，以变速器的输出轴作为旋割驱动件3的输出轴；还可采用旋转电机与同步带的组合结构，以从动同步带轮的输出轴作为旋割驱动件3的输出轴。

旋割机构4：

参照图4至图6，旋割机构4位于前端板12的前方，旋割机构4包括刀盘41和刀具42，刀盘41的中心与旋割驱动件3的输出轴固定连接，刀盘41开设有适于让打散的堵塞物通过的第一避让窗口411，刀具42安装在刀盘41上。

具体的，刀盘41包括箍圈412、安装条413和连接座414；安装条413设有2N根且N为大于2的正整数，安装条413的第一端位于箍圈412的中心且所有安装条413的第一端相互固定连接，安装条413的另一端延伸并固定在箍圈412上，所有安装条413沿箍圈412的周向均布，相邻两根安装条413之间形成第一避让窗口411，刀具42安装在安装条413上；连接座414固定连接于所有安装条413的后侧，连接座414适于固定连接旋割驱动件3的输出轴。

更具体的，旋割驱动件3的输出轴端部固定有第一法兰盘31，连接座414包括连接柱4141和第二法兰盘4142；连接柱4141设有至少两根，连接柱4141与箍圈412的轴向平行，连接柱4141的第一端与安装条413的中部固定连接；第二法兰盘4142与所有连接柱4141的第二端固定连接，第二法兰盘4142与箍圈412同轴，第二法兰盘4142与第一法兰盘31贴合且固定连接。这种连接座414结构，连接较为稳固，结构也较为简单，同时还能增大刀盘41与前端盖之间的距离，为打散的堵塞物提供更多容置空间，进一步避免打散的堵塞物堆积阻碍机器人前进。作为可替换的实施方式，连接座414也可为实心块状，直接与旋割驱动件3的输出轴固定连接。

具体的，刀具42包括刀轮421和刀片422；刀轮421安装在安装条413的前表面上；刀片422安装在安装条413宽度方向上的两侧。切割堵塞物时，刀轮421切割力较强，能够将硬度较高的堵塞物打散；刀片422可设置相对密集，能够将堵塞物打散成碎片以利于堵塞物的排出；刀轮421和刀片422配合能够完成对堵塞物的可靠切割，使本机器人适用于绝大多数的管道堵塞情境。其他实施例中，刀具42也可仅包括刀轮421或刀片422，还可采用其他常见的刀体结构。

优选的，刀具42通过螺栓可拆卸安装，以利于更换拆卸。

进一步的，刀盘41还增设有安装块416，安装块416设有N个且分别固定于间隔分布的N根安装条413的第二端，安装块416上设有刀具42。通过在安装块416上安装刀具42能够填补第一避让窗口411内刀具42的缺失，从而提高旋割机构4的切割能力。

进一步的，相邻安装条413的两个相对侧壁上皆固定有凸板415，且两个相对侧壁上的凸板415交错布置。交错设置的凸板415能够对打散的大块堵塞物进一步打散，避免通过第一避让窗口411的堵塞物尺寸较大导致卡在机器人内部。

本实施例的管道清淤机器人，通过行走机构2能够内撑于管道内并独立沿管道行走，位于前端的旋割机构4在旋割驱动件3的驱动下能够将管道内的堵塞物打散，旋割机构4配合行走机构2能够将整个管道内的堵塞物皆打散，从而在后续冲洗时能将堵塞物冲走，完成清淤。采用本装置对管道进行清淤，相对于现有人工清淤而言，具有如下优点：其一，由于旋割机构4与管道适配，所以通过行走能够将管道内所有堵塞物打散完成清除，清淤较为彻底；其二，采用机械代替人工，节省了大量劳动力，且清淤效率较高；其三，不需人员进入管道，避免管道内的沼气威胁清理人员的人身安全。

一些实施例中，参照图1和图2，后端板13的后侧固定有连接架5，连接架5适于连接保险绳。在机器人进行清淤作业时，可在连接架5上连接保险绳，当机器人作业时由于意外情况卡死在管道中时，可通过保险绳将机器人拉出。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (10)

1.一种管道清淤机器人，其特征在于，包括：

机壳(1)，其包括筒状侧壁(11)和分别位于所述筒状侧壁(11)两端的前端板(12)和后端板(13)；

行走机构(2)，其包括多套行走轮组，多套行走轮组皆安装于所述筒状侧壁(11)的外侧且沿所述筒状侧壁(11)的周向均匀分布，其中一套行走轮组连接有行走驱动件以作为驱动轮组(21)，剩余的行走轮组作为支撑轮组(22)；

旋割驱动件(3)，其固定在所述筒状侧壁(11)内，所述旋割驱动件(3)的输出轴贯穿所述前端板(12)；

旋割机构(4)，其位于所述前端板(12)的前方，所述旋割机构(4)包括刀盘(41)和刀具(42)，所述刀盘(41)的中心与所述旋割驱动件(3)的输出轴固定连接，所述刀盘(41)开设有适于让打散的堵塞物通过的第一避让窗口(411)，所述刀具(42)安装在所述刀盘(41)上。

2.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于，支撑轮组(22)包括：

安装架(221)，其固定于所述筒状侧壁(11)的外侧中部；

轮架(222)，其设有两个且对称分布于所述安装架(221)的前后两侧，所述轮架(222)的第一端通过铰接轴铰接于所述安装架(221)上，且所述铰接轴垂直于所述筒状侧壁(11)的轴线；

轮体(223)，其设有两个且分别通过轮轴安装在两个轮架(222)的第二端上，所述轮轴与所述铰接轴平行；

拉伸弹簧(224)，其与所述筒状侧壁(11)的轴线平行，所述拉伸弹簧(224)的两端分别连接于两个轮架(222)的中部。

3.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述前端板(12)和后端板(13)上皆开设有适于打散的堵塞物通过的第二避让窗口(14)。

4.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述刀盘(41)包括：

箍圈(412)；

安装条(413)，其设有2N根且N为大于2的正整数，所述安装条(413)的第一端位于所述箍圈(412)的中心且所有安装条(413)的第一端相互固定连接，所述安装条(413)的另一端延伸并固定在所述箍圈(412)上，所有安装条(413)沿所述箍圈(412)的周向均布，相邻两根安装条(413)之间形成所述第一避让窗口(411)，所述刀具(42)安装在所述安装条(413)上；

连接座(414)，其固定连接于所有安装条(413)的后侧，所述连接座(414)适于固定连接所述旋割驱动件(3)的输出轴。

5.根据权利要求4所述的管道清淤机器人，其特征在于，相邻安装条(413)的两个相对侧壁上皆固定有凸板(415)，且两个相对侧壁上的凸板(415)交错布置。

6.根据权利要求4所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述旋割驱动件(3)的输出轴端部固定有第一法兰盘(31)，所述连接座(414)包括：

连接柱(4141)，其设有至少两根，所述连接柱(4141)与所述箍圈(412)的轴向平行，所述连接柱(4141)的第一端与所述安装条(413)的中部固定连接；

第二法兰盘(4142)，其与所有连接柱(4141)的第二端固定连接，所述第二法兰盘(4142)与所述箍圈(412)同轴，所述第二法兰盘(4142)与所述第一法兰盘(31)贴合且固定连接。

7.根据权利要求4所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述刀盘(41)还包括：

安装块(416)，其设有N个且分别固定于间隔分布的N根安装条(413)的第二端，所述安装块(416)上设有所述刀具(42)。

8.根据权利要求4或7所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述刀具(42)包括：

刀轮(421)，其安装在所述安装条(413)的前表面上；

刀片(422)，其安装在所述安装条(413)宽度方向上的两侧。

9.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述旋割驱动件(3)为旋转电机，所述旋转电机的壳体固定在所述筒状侧壁(11)的内部，所述旋转电机的输出轴贯穿所述前端板(12)。

10.根据权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于，所述后端板(13)的后侧固定有连接架(5)，所述连接架(5)适于连接保险绳。