CN1544162A

CN1544162A - 管道清扫机器人的摆动机构

Info

Publication number: CN1544162A
Application number: CNA2003101086302A
Authority: CN
Inventors: 毛立民; 过玉清; 林申; 李阳; 吴文英
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Shanghai Shenjie Cleaning Management Co., Ltd.; Donghua University
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: CN1276803C

Abstract

一种管道清扫机器人的摆动机构，属机械传动技术领域，由矩形框、驱动装置、连接杆件和清扫装置底座组成，矩形框含支承轴、两根摆杆和横杆件，两根摆杆互相平行，矩形框通过支承轴与机体铰接，驱动装置含驱动电机、蜗轮蜗杆副、曲柄和滑块，驱动装置通过曲柄和滑块与矩形框的两根摆杆耦合，清扫装置底座通过连接杆件与横杆件连接，两根摇杆可为含两根后伸缩杆和两个后夹紧套的管子，两根后伸缩杆分别插两根前端套有夹紧套的摇杆内，连接杆件可由两根前伸缩杆、前伸缩杆套和锁紧螺钉组成，两根前伸缩杆互相平行，前伸缩杆套套在两根前伸缩杆外，有摆杆刚性好，工作时振动小，噪声低和摆动部分(矩形框和前伸缩杆套)能从机体延伸出较远距离的优点，特别适于作管道清扫机器人的摆动机构。

Description

管道清扫机器人的摆动机构

技术领域

本发明涉及一种管道清扫机器人的摆动机构，属机械传动技术领域。

背景技术

管道清扫机器人指在诸如通风管道、中央空调管道之类管道内从事清扫和消毒作业的机器人。为此，管道清扫机器人必需配备一套摆动机构，安装在该机器人的机体上，将高速旋转的清扫装置如清洁刷、喷雾器等安装在位于该摆动机构前端的清扫装置底座上。驱动电机从机器人牵引的多芯电缆得到供电而工作，驱动并控制该摆动机构的摆动部分带着清扫装置一起上下摆动，使清扫装置完成管道作业要求完成的动作。已有的管道清扫机器人的摆动机构的摆动部分采用单杆悬臂梁的摆杆结构。背景技术的缺点是摆动部分的摆杆刚性较差，工作时振动激烈，噪声大；摆杆难以从机体延伸出较远的距离和摆杆不能曲折，限制了安装在摆杆前端的清扫装置的清扫范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是推出一种管道清扫机器人的摆动机构，该摆动机构安装在由履带驱动的机体上，有摆杆刚性好，工作时振动小，噪声低的优点。

本发明采用以下的技术方案使上述技术问题得到解决：所述的摆动机构由矩形框、驱动装置、连接杆件和清扫装置底座组成，矩形框含支承轴、两根摆杆和横杆件，两根摆杆互相平行，矩形框通过支承轴与机体铰接，驱动装置含驱动电机、蜗轮蜗杆副、曲柄和滑块，驱动装置通过曲柄和滑块与矩形框的两根摆杆耦合，清扫装置底座通过连接杆件与横杆件连接。

现详细说明本发明的结构。一种管道清扫机器人的摆动机构，含机体4，支承轴3，左、右支承轴轴承27、17，左、右摇杆20、10，左、右滑块22、12，左、右曲柄21、11，蜗轮蜗杆副6，传动轴7，左、右传动轴轴承28、18，驱动电机5，横杆8，左、右螺母26、16，连接杆件30，螺杆36，螺母37，螺栓34，锁紧螺母35，清扫装置底座40和多芯电缆，多芯电缆中的两根芯线与驱动电机5的电源输入端连接，其特征在于，左、右支承轴轴承27、17以两者的轴承孔的中心轴线重合并与机体4的纵中心轴线垂直的方式分别固定在机体4尾部的左边和右边，支承轴3以两端分别座落在左、右支承轴轴承27、17的轴承孔中的方式与左、右支承轴轴承27、17套装在一起，左、右摇杆20、10的后端以使左、右摇杆20、10互相平行的方式分别与支承轴3的左端和右端固定连接，左、右摇杆20、10的前端为螺杆，左、右滑块22、12分别套装在左、右摇杆20、10上，横杆8通过左、右螺母26、16固定在左、右摇杆20、10前端的螺杆上，支承轴3，左、右摇杆20、10，横杆8组成一个能以支承轴3为转动轴作相对于机体4转动的矩形框1，即摆动部分，连接杆30的后端经螺杆36和螺母37固定在横杆8的中部，连接杆30的前端经螺栓34和锁紧螺母35与清扫装置底座40铰接，左、右传动轴轴承28、18以两者的轴承孔的中心轴线重合并与机体4的纵中心轴线垂直的方式分别固定在机体4中部的左边和右边，蜗轮蜗杆副6的蜗轮和蜗杆分别固定在传动轴7的中部和驱动电机5的转轴端，传动轴7以两端分别座落在左、右传动轴轴承28、18的轴承孔中的方式与左、右传动轴承28、18套装在一起，左、右曲柄21、11的一端分别与转动轴7的两端固定连接，左、右曲柄21、11的另一端分别与左、右滑块22、12铰接，驱动电机5以其转轴的中心轴线位于机体4的纵中心轴线正上方和其转轴端的蜗杆与传动轴7上的蜗轮组成蜗轮蜗杆副6的方式固定在机体4的中部，驱动电机5，蜗轮蜗杆副6，传动轴7，左、右传动轴轴承28、18，左、右曲柄21、11和左、右滑块22、12组成驱动机构2，机体4，左、右支承轴轴承27、17，驱动机构2，矩形框1，连接杆30和清扫装置底座40构成了管道清扫机器人的摆动机构。

为使所述的摆动机构的矩形框1，即摆动部分能从机体4延伸出较远的距离：

两根摇杆可为含两根后伸缩杆和两个后夹紧套的管子，两根后伸缩杆分别插两根前端套有夹紧套的摇杆内，连接杆件可由两根前伸缩杆、前伸缩杆套和锁紧螺钉组成，两根前伸缩杆互相平行，前伸缩杆套套在两根前伸缩杆外。

本发明结构具有的进一步特征在于，左、右摇杆20、10是管子，左、右摇杆20、10的前端开有夹紧缝道，左、右摇杆20、10的前端分别套有左、右夹紧套23、13，左、右后伸缩杆24、14分别与左、右摇杆20、10内壁紧配合，左、右后伸缩杆24、14的后端分别从左、右摇杆20、10的前端管口插入左、右摇杆20、10，左、右后伸缩杆24、14的前端为螺杆，横杆8通过左、右螺母26、16固定在左、右后伸缩杆24、14前端的螺杆上。

本发明结构具有的进一步特征在于，连接杆件30由前伸缩杆31，前伸缩管套33和锁紧螺钉32组成，前伸缩杆31是后端为螺杆36的平行双杆，前伸缩管套33为套装在前伸缩杆31外的管套，前伸缩管套33的前端经螺栓34和锁紧螺母35与清扫装置底座40铰接。

为使所述的摆动机构的摆动部分能曲折：

本发明结构具有的进一步特征在于，横杆件8含横向转轴9和左、右转轴夹紧套25、15，横向转轴9通过左、右转轴夹紧套25、15和左、右螺母26、16固定在左、右摆杆20、10前端的螺杆上，横向转轴9和左、右转轴夹紧套25、15构成左、右螺母26、16拧松时前者能在后者中回转和左、右螺母26、16拧紧时前者能被紧锁的约束机构。

与背景技术相比，本发明有以下优点：

1.本发明的摆动部分采用双摇杆和曲柄从中支撑的结构，刚性好，强度大，工作时振动小，噪声低。

2.本发明采用前伸缩管-管套和后伸缩管-摇杆两套使摆动部分可按需向前延伸以及能使摆动部分曲折的结构，有助于扩大装用本发明摆动机构的管道清扫机器人的管内作业的范围。

附图说明

图1是本发明所述的摆动机构的结构示意图。图2是本发明所述的含前伸缩杆31，左、右后伸缩杆24、14和能使摆动机构的摆动部分曲折的结构示意图。图中均未示出多芯电缆。图3是清扫装置41安装在图2中的摆动机构的清扫装置底座40上的示意图。

具体实施方式

现结合附图详细说明本发明的实施例。

实施例1

本实施例的摆动机构采用图1所示的结构。

当驱动电机5从多芯电缆得到供电时，驱动电机5旋转，蜗轮蜗杆副6驱动传动轴7，传动轴7旋转，驱动左、右曲柄21、11和左、右滑块22、12随之运动，驱动左、右摇杆20、10绕支承轴3上下摆动。简言之，驱动机构2得电后驱动矩形框1，即摆动部分绕支承轴3作相对于机体4的转动，即驱动矩形框1，即摆动部分上下摆动，安装在清洗装置底座40上的清洗装置41随之上下摆动，完成管道内的清洗任务。由于本发明的摆动机构的摆动部分采用双摇杆式的矩形框1和左、右曲柄21、11支撑双摇杆：左、右摇杆20、10的结构，所以本发明的摆动机构的摆动部分刚性好，工作时振动小，噪声也小。

实施例2

本实施例的摆动机构采用图2所示的结构主要技术参数：

多芯电缆长度为25m；

机体4由不锈钢制成，长度和宽度分别为220mm和140mm；

驱动电机5为11W、48V的直流电机；

左、右摇杆20、10均由不锈钢制成，长度、外直径和最大摆动角分别为160mm、13mm和50°，左摇杆20与右摇杆10的间距为190mm；

左、右曲柄21、11均由不锈钢制成，长度为55mm；

左、右后伸缩杆24、14均由不锈钢制成，外径和最大伸出摇杆的长度分别为10mm和60mm；

前伸缩杆31由不锈钢制成，外径10mm，前伸缩杆套33最大伸出前伸缩杆的长度为55mm；

横杆件8由铝合金制成，回转角度可达180°，允许与最大直径为300mm的矩形管清扫刷联用；

左、右后伸缩杆24、14和前伸缩杆套33处于最大伸出长度时，清扫装置底座40的上摆垂直动程和下摆垂直动程分别为250mm和95mm；

若管道清扫机器人的机体4离地面高度为100mm，那末本发明的摆动机构最大允许可清扫高度为550mm。

本发明的摆动机构的摆动部分能从机体4延伸出较远的距离：

分别拧松左、右夹紧套23、13上的螺钉，左、右摇杆20、10前端的夹紧缝道松开，同时把左、右后伸缩杆24、14从左、右摇杆20、10内拉出至所需延伸的距离，再拧紧左、右夹紧套23、13上的螺钉，左、右摇杆20、10前端的夹紧缝道夹紧，使左、右后伸缩管24、14分别与左、右摇杆20、10固定在一起。

同理，拧松锁紧螺钉32，前伸缩杆套33松开对前伸缩杆31的夹持，前伸缩杆套33可往前延伸一段距离，再分别拧紧锁紧螺钉32，前伸缩管套33恢复对前伸缩管31的夹持，使前伸缩杆套33与前伸缩杆31固定在一起。

本实施例的摆动部分能从机体4延伸出的最大距离可达115mm。

本实施例的的摆动部分能曲折：

拧松左、右螺母26、16，左、右转轴夹紧套25、15松开对横向转轴9的夹持，后者能在前者中回转，把连接杆件30与矩形框1的夹角调至所需度数后，拧紧左、右螺母26、16。连接杆件30向下曲折和清洗装置41为清洗刷时，本实施例的摆动机构适合于作清扫管道内的底面的作业。

综上，本发明的摆动机构的摆动部分的延伸和曲折扩大了装用本发明摆动机构的管道清扫机器人的管内作业的范围。

Claims

1.一种管道清扫机器人的摆动机构，含机体4，支承轴3，左、右支承轴轴承27、17，左、右摇杆20、10，左、右滑块22、12，左、右曲柄21、11，蜗轮蜗杆副6，传动轴7，左、右传动轴轴承28、18，驱动电机5，横杆8，左、右螺母26、16，连接杆件30，螺杆36，螺母37，螺栓34，锁紧螺母35，清扫装置底座40和多芯电缆，多芯电缆中的两根芯线与驱动电机5的电源输入端连接，其特征在于，左、右支承轴轴承27、17以两者的轴承孔的中心轴线重合并与机体4的纵中心轴线垂直的方式分别固定在机体4尾部的左边和右边，支承轴3以两端分别座落在左、右支承轴轴承27、17的轴承孔中的方式与左、右支承轴轴承27、17套装在一起，左、右摇杆20、10的后端以使左、右摇杆20、10互相平行的方式分别与支承轴3的左端和右端固定连接，左、右摇杆20、10的前端为螺杆，左、右滑块22、12分别套装在左、右摇杆20、10上，横杆8通过左、右螺母26、16固定在左、右摇杆20、10前端的螺杆上，支承轴3，左、右摇杆20、10，横杆8组成一个能以支承轴3为转动轴作相对于机体4转动的矩形框1，即摆动部分，连接杆30的后端经螺杆36和螺母37固定在横杆8的中部，连接杆30的前端经螺栓34和锁紧螺母35与清扫装置底座40铰接，左、右传动轴轴承28、18以两者的轴承孔的中心轴线重合并与机体4的纵中心轴线垂直的方式分别固定在机体4中部的左边和右边，蜗轮蜗杆副6的蜗轮和蜗杆分别固定在传动轴7的中部和驱动电机5的转轴端，传动轴7以两端分别座落在左、右传动轴轴承28、18的轴承孔中的方式与左、右传动轴承28、18套装在一起，左、右曲柄21、11的一端分别与转动轴7的两端固定连接，左、右曲柄21、11的另一端分别与左、右滑块22、12铰接，驱动电机5以其转轴的中心轴线位于机体4的纵中心轴线正上方和其转轴端的蜗杆与传动轴7上的蜗轮组成蜗轮蜗杆副6的方式固定在机体4的中部，驱动电机5，蜗轮蜗杆副6，传动轴7，左、右传动轴轴承28、18，左、右曲柄21、11和左、右滑块22、12组成驱动机构2，机体4，左、右支承轴轴承27、17，驱动机构2，矩形框1，连接杆30和清扫装置底座40构成了管道清扫机器人的摆动机构。

2.根据权利要求1所述的管道清扫机器人的摆动机构，其特征在于，左、右摇杆20、10是管子，左、右摇杆20、10的前端开有夹紧缝道，左、右摇杆20、10的前端分别套有左、右夹紧套23、13，左、右后伸缩杆24、14分别与左、右摇杆20、10内壁紧配合，左、右后伸缩杆24、14的后端分别从左、右摇杆20、10的前端管口插入左、右摇杆20、10，左、右后伸缩杆24、14的前端为螺杆，横杆8通过左、右螺母26、16固定在左、右后伸缩杆24、14前端的螺杆上。

3.根据权利要求1或2所述的管道清扫机器人的摆动机构，其特征在于，连接杆件30由前伸缩杆31，前伸缩管套33和锁紧螺钉32组成，前伸缩杆31是后端为螺杆36的平行双杆，前伸缩管套33为套装在前伸缩杆31外的管套，前伸缩管套33的前端经螺栓34和锁紧螺母35与清扫装置底座40铰接。

4.根据权利要求1、2或3所述的管道清扫机器人的摆动机构，其特征在于，横杆件8含横向转轴9和左、右转轴夹紧套25、15，横向转轴9通过左、右转轴夹紧套25、15和左、右螺母26、16固定在左、右摆杆20、10前端的螺杆上，横向转轴9和左、右转轴夹紧套25、15构成左、右螺母26、16拧松时前者能在后者中回转和左、右螺母26、16拧紧时前者能被紧锁的约束机构。