CN209918502U - 管道内壁洗刷机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道内壁洗刷机器人，包括车体、机械臂、工作装置、车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置；工作装置包括安装在机械臂的末节上的滚刷装置，滚刷装置包括滚刷支架、滚刷、滚刷驱动液压马达、挡水罩和喷水管。本实用新型在使用时，控制器可控制机械臂动作使滚刷贴着管道内壁自转的同时绕管道的轴心线往复公转至设定角度，经高压水射流喷枪喷出的高压水柱可对位于滚刷前方的管道内壁进行高压预冲洗，同时滚刷旋转对管道内壁进行滚刷，即实现车体一边向前移动、一边摆动机械臂对管道内壁进行高压冲洗的同时进行滚刷，保证冲洗效果，特别适用于采用软管内衬法对管道进行修补前对管道内壁的清理操作。

Description

管道内壁洗刷机器人

技术领域

本实用新型涉及一种管道内壁清理设备，具体是一种适用于地下管道进行非开挖修复时对管道内壁进行清淤处理的的管道内壁洗刷机器人，属于非开挖管道修复技术领域。

背景技术

埋设在地面以下的城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干。随着服役时间的延续，由于管道埋设时的施工质量问题、道路运输车辆重型化、使用年限的增加以及管网管理养护不到位等种种原因，排水管道会出现不同程度的损坏现象，进而会给城市排水和地面交通与通讯带来后患。

目前，非开挖铺管、修管和换管技术以其不影响后交通，铺管速度快、效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作、生活等一系列的优点越来越受到行业的青睐。

非开挖修管通常是对待处理管段的两端进行截流封堵后，再对待处理管段进行疏通及管壁清洗，最后对待处理管段的渗漏点进行修补。采用软管内衬法对管道进行修补，是在现有的旧管道内壁上衬一层浸渍液态热固性树脂的软衬层，通过加热(利用热水、热汽或紫外线等)或常温使其固化，形成与旧管道紧密配合的薄层管以实现修补。管道内壁清理得越干净、则采用软管内衬法对管道进行修补的修补效果越好。

针对管径在500mm以下的管道进行疏通及管壁清洗操作目前通常采用管道疏通车进行高压水射流的方式进行反复冲洗，但针对管径在1000mm以上的大直径管道，传统的管道疏通车则无法适用，通常采用人工下井进行高压水冲洗，人工操作的方式不仅安全隐患大、效率低，而且冲洗效果不理想。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种管道内壁洗刷机器人，能够在对1000mm以上的大直径管道的内壁进行有效冲洗、清理的前提下实现自动操作，特别适用于采用软管内衬法对管道进行修补前对管道内壁的清理操作。

为实现上述目的，本管道内壁洗刷机器人包括车体、机械臂、工作装置、车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置；

所述的车体包括回转工作平台和履带底盘，回转工作平台通过回转支承及回转驱动机构与履带底盘安装连接，回转驱动机构上设有平台回转驱动液压马达；履带底盘底部设有左右对称设置的履带轮组，履带轮组包括履带驱动液压马达；

所述的机械臂安装在回转工作平台上，机械臂包括机械臂驱动液压缸；

所述的工作装置包括安装在机械臂的末节上的滚刷装置；滚刷装置包括滚刷支架、滚刷、滚刷驱动液压马达、挡水罩和喷水管；滚刷支架呈“U”形，其“U”形底端通过滚刷支架回转驱动马达安装在机械臂末节的末端；滚刷架设在滚刷支架的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴；滚刷驱动液压马达安装在滚刷的滚刷轴的一端；挡水罩截面呈与滚刷的滚刷轴轴心同心的弧形结构，挡水罩安装在滚刷支架上；喷水管沿滚刷的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩的两个顶端，喷水管上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管贯通；

所述的车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置均安装在回转工作平台上；车载液压泵站分别通过液压管路与平台回转驱动液压马达、履带驱动液压马达、机械臂驱动液压缸、滚刷驱动液压马达、滚刷支架回转驱动马达连接；车载高压水分配阀组通过管路与喷水管连接；车载电控装置包括控制器、数据输入输出端口、车体移动控制回路、机械臂控制回路、滚刷控制回路、高压水射流控制回路，控制器分别与车载液压泵站、车载高压水分配阀组电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，工作装置还包括高压水射流喷枪，高压水射流喷枪的底部通过射流喷枪回转驱动马达安装在机械臂的末节上，射流喷枪回转驱动马达通过管路与车载液压泵站连接，高压水射流喷枪通过管路与车载高压水分配阀组连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，履带轮组与车体之间还设有可使履带轮组向侧面摆动的履带轮组摆动控制液压缸，履带轮组摆动控制液压缸通过管路与车载液压泵站连接。

与现有技术相比，本管道内壁洗刷机器人在使用时，控制器可控制机械臂动作使滚刷贴着管道内壁自转的同时绕管道的轴心线往复公转至设定角度，经高压水射流喷枪喷出的高压水柱可对位于滚刷前方的管道内壁进行高压预冲洗，同时滚刷旋转对管道内壁进行滚刷，即实现车体一边向前移动、一边摆动机械臂对管道内壁进行高压冲洗的同时进行滚刷，保证冲洗效果，能够在对1000mm以上的大直径管道的内壁进行有效冲洗、清理的前提下实现自动操作，特别适用于采用软管内衬法对管道进行修补前对管道内壁的清理操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的P向视图；

图3是本实用新型工作状态时的结构示意图。

图中：1、车体，11、回转工作平台，12、履带底盘，2、工作装置，21、滚刷装置，211、滚刷支架，212、滚刷，213、滚刷驱动液压马达，214、挡水罩，215、喷水管，216、滚刷支架回转驱动马达，22、高压水射流喷枪，221、射流喷枪回转驱动马达。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以垂直于图3的幅面方向为前后方向进行描述)。

如图1至图3所示，本管道内壁洗刷机器人包括车体1、机械臂、工作装置2、车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置。

所述的车体1包括回转工作平台11和履带底盘12，回转工作平台11通过回转支承及回转驱动机构与履带底盘12安装连接，回转驱动机构可以是安装在回转工作平台11底部的主动齿轮和安装在履带底盘12上的齿圈结构、也可以是安装在履带底盘12上的主动齿轮和安装在回转工作平台11底部的齿圈结构，回转驱动机构上设有平台回转驱动液压马达；履带底盘12底部设有左右对称设置的履带轮组，履带轮组包括履带驱动液压马达。

所述的机械臂安装在回转工作平台11上，机械臂可以是具有伸缩节的伸缩臂结构、也可以是如图所示的具有折叠臂架的折叠臂结构、或者是具有伸缩节和折叠臂架的混合臂结构，机械臂包括机械臂驱动液压缸。

所述的工作装置2包括均安装在机械臂的末节上的滚刷装置21和高压水射流喷枪22；

如图2所示，滚刷装置21包括滚刷支架211、滚刷212、滚刷驱动液压马达213、挡水罩214和喷水管215；滚刷支架211呈“U”形，其“U”形底端通过滚刷支架回转驱动马达216安装在机械臂末节的末端；滚刷212架设在滚刷支架211的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴；滚刷驱动液压马达213安装在滚刷212的滚刷轴的一端，滚刷驱动液压马达213可以驱动滚刷212旋转实现滚刷；挡水罩214截面呈与滚刷212的滚刷轴轴心同心的弧形结构，安装在滚刷支架211上，挡水罩214沿滚刷212的滚刷轴的轴向方向上的长度大于滚刷212的刷毛沿滚刷212的滚刷轴的轴向方向上的长度，弧形挡水罩214可周向局部遮挡滚刷212；喷水管215沿滚刷212的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩214的两个顶端，喷水管215上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管215贯通；

高压水射流喷枪22的底部通过射流喷枪回转驱动马达221安装在机械臂的末节上。

所述的车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置均安装在回转工作平台11上；车载液压泵站分别通过液压管路与平台回转驱动液压马达、履带驱动液压马达、机械臂驱动液压缸、滚刷驱动液压马达213、滚刷支架回转驱动马达216、射流喷枪回转驱动马达221连接；车载高压水分配阀组分别通过管路与喷水管215、高压水射流喷枪22连接；车载电控装置包括控制器、数据输入输出端口、车体移动控制回路、机械臂控制回路、滚刷控制回路、高压水射流控制回路，控制器分别与车载液压泵站、车载高压水分配阀组电连接。

本管道内壁洗刷机器人在使用前，需先采用机械绞车配合对管道内部进行绞车疏通、将管道内的污泥等沉积物垃圾分别清理至管道两端的检查井内、并将沉积物垃圾进行上井处理。将本管道内壁洗刷机器人置入管道内部使用时，操作人员先通过数据输入输出端口将CCTV内窥系统对管道内部检测的管道长度数据、管径数据及沉积物沉积坐标位置数据等数据输入车载电控装置的控制器，然后将高压水输入管路与车载高压水分配阀组连接，即可启动电控装置；如图3所示，控制器首先控制车体移动控制回路启动，控制器控制平台回转驱动液压马达动作使回转工作平台11旋转调整方向，然后控制器根据管径数据启动机械臂控制回路使机械臂伸出至设定长度，然后控制器控制滚刷支架回转驱动马达216回转动作调整滚刷支架211的位置、使滚刷212的轴向方向与管道的轴向方向平行，同时控制器控制射流喷枪回转驱动马达221动作使高压水射流喷枪22的喷射方向倾斜向前设置，然后控制器启动滚刷控制回路和高压水射流控制回路，滚刷驱动液压马达213动作使滚刷212旋转的同时，经高压水输入管路输入的高压水即经喷水管215上的喷嘴及高压水射流喷枪22内喷出；然后控制器控制履带驱动液压马达动作使履带轮组带动车体1向前移动，车体1前移的同时，控制器根据内置程序控制机械臂动作使滚刷212贴着管道内壁自转的同时绕管道的轴心线往复公转至设定角度，经高压水射流喷枪22喷出的高压水柱对位于滚刷212前方的管道内壁进行高压预冲洗，同时滚刷212旋转对管道内壁进行滚刷，即实现车体1一边向前移动、一边摆动机械臂对管道内壁进行高压冲洗的同时进行滚刷，保证冲洗效果。

为了实现在冲洗过程中的稳固支撑，作为本实用新型的进一步改进方案，履带轮组与车体1之间还设有可使履带轮组向侧面摆动的履带轮组摆动控制液压缸，履带轮组摆动控制液压缸通过管路与车载液压泵站连接。履带轮组摆动控制液压缸的设置可以使左右对称设置的履带轮组呈八字形结构，不仅可以使履带与管道内壁更贴合、而且可以实现更稳固的支撑效果。

Claims (3)

1.一种管道内壁洗刷机器人，其特征在于，包括车体(1)、机械臂、工作装置(2)、车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置；

所述的车体(1)包括回转工作平台(11)和履带底盘(12)，回转工作平台(11)通过回转支承及回转驱动机构与履带底盘(12)安装连接，回转驱动机构上设有平台回转驱动液压马达；履带底盘(12)底部设有左右对称设置的履带轮组，履带轮组包括履带驱动液压马达；

所述的机械臂安装在回转工作平台(11)上，机械臂包括机械臂驱动液压缸；

所述的工作装置(2)包括安装在机械臂的末节上的滚刷装置(21)；滚刷装置(21)包括滚刷支架(211)、滚刷(212)、滚刷驱动液压马达(213)、挡水罩(214)和喷水管(215)；滚刷支架(211)呈“U”形，其“U”形底端通过滚刷支架回转驱动马达(216)安装在机械臂末节的末端；滚刷(212)架设在滚刷支架(211)的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴；滚刷驱动液压马达(213)安装在滚刷(212)的滚刷轴的一端；挡水罩(214)截面呈与滚刷(212)的滚刷轴轴心同心的弧形结构，挡水罩(214)安装在滚刷支架(211)上；喷水管(215)沿滚刷(212)的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩(214)的两个顶端，喷水管(215)上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管(215)贯通；

所述的车载液压泵站、车载高压水分配阀组和车载电控装置均安装在回转工作平台(11)上；车载液压泵站分别通过液压管路与平台回转驱动液压马达、履带驱动液压马达、机械臂驱动液压缸、滚刷驱动液压马达(213)、滚刷支架回转驱动马达(216)连接；车载高压水分配阀组通过管路与喷水管(215)连接；车载电控装置包括控制器、数据输入输出端口、车体移动控制回路、机械臂控制回路、滚刷控制回路、高压水射流控制回路，控制器分别与车载液压泵站、车载高压水分配阀组电连接。

2.根据权利要求1所述的管道内壁洗刷机器人，其特征在于，工作装置(2)还包括高压水射流喷枪(22)，高压水射流喷枪(22)的底部通过射流喷枪回转驱动马达(221)安装在机械臂的末节上，射流喷枪回转驱动马达(221)通过管路与车载液压泵站连接，高压水射流喷枪(22)通过管路与车载高压水分配阀组连接。

3.根据权利要求1或2所述的管道内壁洗刷机器人，其特征在于，履带轮组与车体(1)之间还设有可使履带轮组向侧面摆动的履带轮组摆动控制液压缸，履带轮组摆动控制液压缸通过管路与车载液压泵站连接。

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