CN117399377A - 一种自适应管道内径清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应管道内径清洗机器人，包括机器人主体，机器人主体内部设有驱动组件，驱动组件一端延伸出机器人主体外部，机器人主体外部设有连接组件，机器人主体外部设有行走组件，行走组件设为三组，行走组件与驱动组件之间通过连接组件连接，机器人主体内部前端设有高压清洗系统，机器人主体后端设有线缆出线口，高压清洗系统上方设有监控系统，机器人主体外部侧壁设有声呐。本发明与现有的技术相比的优点在于：本发明声呐反馈信号给三组可调节驱动轮机构进行实时针对管道内壁进行调节，高压旋转喷嘴对管道内壁的更佳清洁效果。
Description
技术领域
本发明涉及清洁设备组件技术领域，具体是一种自适应管道内径清洗机器人。
背景技术
管道内表面清洗技术广泛应用于当今生活或工业生产设备维护等领域。例如城市供水、供暖设备管道内表面的清洗，还有现代工业输油管道、化工反应管道的清洗，甚至炮管内膛粘结残留物的清洗、核反应循环管道的放射物清洗等等，激光技术由于其清洗质量高、无耗材、效率高且不产生污染废水等优点，已逐步取代干冰喷射清洗、气体爆破清洗、高压水射流清洗、化学酸洗等传统的管道内壁的清洗技术。
为降低人工清洁工作强度，避免人员在高危险环境作业，管道清洗机器人得以再各种危险场合使用。大部分管道清洗机器人只能适应一种内径的管路，当管路中存在变径时，因为机器人无法进行自行匹配，因此可能需要多种型号的机器人完成清洗作业。
经检索，中国专利文献CN106733961A中公开了一种自动适应管道内径的清洁机器人，包括中心架体、超声波装置、打扫装置、控制装置、多个沿着管道内壁滚动的滚轮装置；多个滚轮装置沿着圆周方向均匀设置在中心架体上，超声波装置安装在中心架体的前端，打扫装置安装在中心架体的后端；超声波装置、打扫装置、滚轮装置均与控制装置信号连接；现有的技术中整体结构较为复杂并且整整体暴露在外部，在对管道进行清理的过程中，清理下的杂物容易附着在装置结构的表面，长期使用容易对装置造成影响；
中国专利文献CN111545536A中公开了一种油烟机管道机器人。该油烟机管道机器人包括行走底盘，设在行走底盘顶部的俯仰转台；旋转毛刷，旋转毛刷设在行走底盘的前方，且旋转毛刷固定在俯仰转台上，俯仰转台设有第二驱动结构，旋转毛刷在第二驱动结构的驱动下能够进行旋转，用于清洁油烟管道内壁；喷液枪杆，喷液枪杆固定在俯仰平台上，且喷液枪杆的枪口朝向旋转毛刷；其中，旋转毛刷与所述俯仰转台可拆卸连接，旋转毛刷和喷液枪杆能够随着俯仰转台在第一驱动结构的驱动下一起进行上下俯仰运动。该油烟机管道机器人结构简单稳定、清洁效率高、能够清理到油烟机管道的每个角落，且清污干净，能够适应多种尺寸的油烟机管道的清洁，但是，上述油烟机管道机器人难以适用于倾斜的管道中，在竖直管道中也难以稳健爬行，行走底盘难以与管道的内壁充分接触，进而无法完成管道内的清洁消毒工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种便于在存在变径的管路中，使用一台机器人可以完成对整个管路系统的清洗工作，设备的三组驱动轮机构可以实现实时对管道内径进行检测，从而改变驱动轮机构的长度，实现对当前内径进行适配自适应管道内径清洗机器人。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种自适应管道内径清洗机器人，包括机器人主体，所述机器人主体内部设有驱动组件，所述驱动组件一端延伸出机器人主体外部，所述机器人主体外部设有连接组件，所述机器人主体外部设有行走组件，所述行走组件设为三组，所述行走组件与驱动组件之间通过连接组件连接，所述机器人主体内部前端设有高压清洗系统，所述机器人主体后端设有线缆出线口，所述高压清洗系统上方设有监控系统，所述连接组件外部设有防护外罩，所述防护外罩前端固定连接有状态指示灯，所述机器人主体外部侧壁设有声呐。
进一步，所述驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机固定连接于机器人主体内，所述伺服电机顶部输出端固定连接有齿轮一，所述齿轮一顶部啮合连接有三个齿轮二，所述齿轮二远离齿轮一一侧固定连接有连接轴一，所述伺服电机固定连接于机器人主体侧板，所述连接轴一远离齿轮一一端设有齿轮三。
进一步，所述连接组件包括固定座，所述固定座固定连接于机器人主体外部，所述固定座安装于连接轴一两侧，所述齿轮二一侧啮合连接有齿轮四，所述齿轮四靠近齿轮二一侧固定连接有安装杆，所述安装杆远离齿轮四一端转动连接于固定座，所述齿轮四两侧固定连接有连接轴二，所述连接轴二远离齿轮四一端转动连接于固定座。
进一步，所述行走组件包括连接板，所述连接板转动连接于齿轮四远离齿轮二侧的连接轴二上，所述连接板设为两个，两个所述连接板远离齿轮四一侧固定连接有齿轮片一，所述齿轮片一设为两个，两个所述连接板远离连接轴二一端设有轴承，所述轴承内穿插有连接轴三，所述连接轴三靠近齿轮四一侧转动连接有橡胶轮片，所述连接轴三另一端转动连接有齿轮片二，所述齿轮片一与齿轮片二之间卡接有传动链条，两个所述连接板之间呈剪刀状态，且之间固定连接有弹簧。
进一步，所述高压清洗系统包括高压喷嘴，所述高压喷嘴设于机器人主体前端，所述机器人主体后端设有水管接口，所述水管接口与高压喷嘴之间固定连接有高压出水管，所述高压喷嘴为旋转喷头。
进一步，所述高压喷嘴孔轴向向前，所述高压喷嘴侧方一周设有喷水孔，所述喷水孔径向截面斜向侧方。
本发明与现有的技术相比的优点在于：
（1）声呐对管道内部清洗情况进行实时监控，并且将信号反馈给各个机构和组件的伺服驱动器中，从而完成对管道内径的适应工作，声呐反馈信号给三组可调节行走组件进行实时针对管道内壁进行调节；
（2）高压清洗系统中的高压喷嘴连接高压水泵给高压喷嘴进行供水，高压水流经高压喷嘴时，旋转喷嘴头由于高压水喷射到管壁的反作用力的驱动下产生旋转趋势，模拟切削动作，对管道内壁污垢的清洗有更佳效果。
附图说明
图1是本发明一种自适应管道内径清洗机器人的结构图。
图2是本发明一种自适应管道内径清洗机器人的内部结构图。
图3是本发明一种自适应管道内径清洗机器人的后视结构图。
图4是本发明一种自适应管道内径清洗机器人的侧视结构图。
图5是本发明一种自适应管道内径清洗机器人的旋转喷嘴结构图。
如图所示：1、机器人主体；2、驱动组件；201、伺服电机；202、齿轮一；203、齿轮二；204、连接轴一；205、齿轮三；3、连接组件；301、固定座；302、齿轮四；303、安装杆；304、连接轴二；4、行走组件；401、连接板；402、齿轮片一；403、轴承；404、连接轴三；405、橡胶轮片；406、齿轮片二；407、传动链条；408、弹簧；5、高压清洗系统；501、高压喷嘴；5011、喷水孔；502、水管接口；6、线缆出线口；7、监控系统；8、防护外罩；9、状态指示灯；10、声呐。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图5所示，一种自适应管道内径清洗机器人，包括机器人主体1，机器人主体1内部设有驱动组件2，驱动组件2一端延伸出机器人主体1外部，机器人主体1外部设有连接组件3，机器人主体1外部设有行走组件4，行走组件4设为三组，行走组件4与驱动组件2之间通过连接组件3连接，驱动组件2一端安装于机器人主体1内部，另一端延伸出机器人主体1，通过与连接组件3连接对行走4组件进行安装，并且对行走组件4进行驱动，便于机器人主体1在管道内的活动；机器人主体1内部前端设有高压清洗系统5，高压清洗系统5连接外部高压水泵，对管道内部进行高压冲洗，上述高压水泵为现有技术，因此不在赘述，机器人主体1后端设有线缆出线口6用对对机器人主体1的内部组件进行供电，为机器人主体1提供电源，高压清洗系统5上方设有监控系统7，监控系统7可以实现人员对管道内壁的清洁效果进行实时检查，对于未达到预期清洁效果的部分可以手动操作机器人进行二次清扫，连接组件3外部设有防护外罩8，通过防护外罩8对连接组件3一侧进行保护，避免在管道清洗的过程中收到损坏，防护外罩8前端固定连接有状态指示灯9，机器人主体1外部侧壁设有声呐10，声呐10对管道内部清洗情况进行实时监控，并且将信号反馈给各个机构和组件的伺服驱动器中，从而完成对管道内径的适应工作；
由上述组件共同组成了本发明一种自适应管道内径清洗机器人的大致外观结构。
为了进一步解释本发明一种自适应管道内径清洗机器人的具体工作原理，上述驱动组件2和连接组件3包括伺服电机201，伺服电机201固定连接于机器人主体1内，伺服电机201顶部输出端固定连接有齿轮一202，齿轮一202顶部啮合连接有三个齿轮二203，齿轮二203远离齿轮一202一侧固定连接有连接轴一204，连接轴一204穿插机器人主体1侧板，连接轴一204远离齿轮一202一端设有齿轮三205，齿轮二203一侧啮合连接有齿轮四302，机器人主体1外部固定连接有固定座301，固定座301安装于连接轴一204两侧，齿轮四302靠近齿轮二203一侧固定连接有安装杆303，安装杆303远离齿轮四302一端转动连接于固定座301，齿轮四302两侧固定连接有连接轴二304，连接轴二304远离齿轮四302一端转动连接于固定座301。
通过上述技术特征所组成的技术方案所达成的技术效果为：通过伺服电机201带动齿轮一202进行旋转，齿轮一202驱动齿轮二203进行转动，在齿轮二203转动的同时通过与齿轮二203固定连接的连接轴一204带动齿轮四302进行旋转，齿轮四302两侧安装固定座301，安装杆303和连接轴二304分别固定连接于齿轮四302两侧，并且相反两端均转动连接于安装座301，从而对行走组件4进行驱动。
为了更进一步解释本发明一种建筑室内除尘设备的具体工作原理，上述的行走组件4包括连接板401，连接板401转动连接于齿轮四302远离齿轮二203侧的连接轴二304上，连接板401设为两个，两个连接板401远离齿轮四302一侧固定连接有齿轮片一402，齿轮片一402设为两个，两个连接板401远离连接轴二304一端设有轴承403，轴承403内穿插有连接轴三404，连接轴三404靠近齿轮四302一侧转动连接有橡胶轮片405，连接轴三404另一端转动连接有齿轮片二406，齿轮片一402与齿轮片二406之间卡接有传动链条407，两个连接板401之间呈剪刀状态，且之间固定连接有弹簧408；
通过上述技术特征所组成的技术方案所达成的技术效果为：通过在连接轴二304上转动安装两个连接板401，并且两个连接板401呈错开状态，两个连接板401之间通过弹簧408进行连接，连接板401另一端均安装有轴承403，通过在轴承406内穿插连接轴三404对齿轮片二406进行安装，同时通过传动链条407卡接与齿轮片一402和齿轮片二406外部，连接轴二404转动进而带动齿轮片一402旋转，进而使传动链条407带动齿轮片二406进行转动，齿轮片二406在连接轴三4004上转动的同时带动连接轴三404另一端的橡胶轮片405进行转动，橡胶轮片405在管道中起到行走作用，弹簧408与连接板401配合使用可以使橡胶轮片405贴紧管道内壁进行移动；
为了更进一步解释本发明一种建筑室内除尘设备的具体工作原理，上述的高压清洗系统5包括高压喷嘴501，高压喷嘴501设于机器人主体1前端，机器人主体1后端设有水管接口502，水管接口502与高压喷嘴501之间固定连接有高压出水管，高压喷嘴501为旋转喷头，高压喷嘴501孔轴向向前，高压喷嘴501侧方一周设有喷水孔5011，喷水孔5011径向截面斜向侧方；
通过上述技术特征所组成的技术方案所达成的技术效果为：高压喷嘴501通过高压出水管连接机器人主体1后端的水管接口502，水管接口502外部连接高压水泵，通过高压水泵给高压喷嘴501进行供水，高压水流经高压喷嘴501时，旋转喷嘴头由于高压水喷射到管壁的反作用力的驱动下产生旋转趋势，模拟切削动作，对管道内壁污垢的清洗有更佳效果。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：包括机器人主体（1），所述机器人主体（1）内部设有驱动组件（2），所述驱动组件（2）一端延伸出机器人主体（1）外部，所述机器人主体（1）外部设有连接组件（3），所述机器人主体（1）外部设有行走组件（4），所述行走组件（4）设为三组，所述行走组件（4）与驱动组件（2）之间通过连接组件（3）连接，所述机器人主体（1）内部前端设有高压清洗系统（5），所述机器人主体（1）后端设有线缆出线口（6），所述高压清洗系统（5）上方设有监控系统（7），所述连接组件（3）外部设有防护外罩（8），所述防护外罩（8）前端固定连接有状态指示灯（9），所述机器人主体（1）外部侧壁设有声呐（10）。
2.根据权利要求1所述的一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：所述驱动组件（2）包括伺服电机（201），所述伺服电机（201）固定连接于机器人主体（1）侧板，所述伺服电机（201）顶部输出端固定连接有齿轮一（202），所述齿轮一（202）顶部啮合连接有三个齿轮二（203），所述齿轮二（203）远离齿轮一（202）一侧固定连接有连接轴一（204），所述连接轴一（204）穿插机器人主体（1）侧板，所述连接轴一（204）远离齿轮一（202）一端设有齿轮三（205）。
3.根据权利要求2所述的一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：所述连接组件（3）包括固定座（301），所述固定座（301）固定连接于机器人主体（1）外部，所述固定座（301）安装于连接轴一（204）两侧，所述齿轮二 (203) 一侧合设有齿轮四 (302)，所述齿轮四（302）与齿轮二（203）之间啮合连接，所述齿轮四（302）靠近齿轮二（203）一侧固定连接有安装杆（303），所述安装杆（303）远离齿轮四（302）一端转动连接于固定座（301），所述齿轮四（302）两侧固定连接有连接轴二（304），所述连接轴二（304）远离齿轮四（302）一端转动连接于固定座（301）。
4.根据权利要求1所述的一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：所述行走组件（4）包括连接板（401），所述连接板（401）转动连接于齿轮四（302）远离齿轮二（203）侧的连接轴二（304）上，所述连接板（401）设为两个，两个所述连接板（401）远离齿轮四（302）一侧固定连接有齿轮片一（402），所述齿轮片一（402）设为两个，两个所述连接板（401）远离连接轴二（304）一端设有轴承（403），所述轴承（403）内穿插有连接轴三（404），所述连接轴三（404）靠近齿轮四（302）一侧转动连接有橡胶轮片（405），所述连接轴三（404）另一端转动连接有齿轮片二（406），所述齿轮片一（402）与齿轮片二（406）之间卡接有传动链条（407），两个所述连接板（401）之间呈剪刀状态，且之间固定连接有弹簧（408）。
5.根据权利要求1所述的一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：所述高压清洗系统（5）包括高压喷嘴（501），所述高压喷嘴（501）设于机器人主体（1）前端，所述机器人主体（1）后端设有水管接口（502），所述水管接口（502）与高压喷嘴（501）之间固定连接有高压出水管，所述高压喷嘴（501）为旋转喷头。
6.根据权利要求5所述的一种自适应管道内径清洗机器人，其特征在于：所述高压喷嘴（501）孔轴向向前，所述高压喷嘴（501）侧方一周设有喷水孔（5011），所述喷水孔（5011）径向截面斜向侧方。
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