CN210497522U - 一种复杂管道清理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复杂管道清理装置，旨在解决现有装置不能适应多种直径的管道，不可实时在线调节作业范围，没有自洁功能以及智能化程度不高的问题，包括箱体、箱盖、支撑杆、行走组件、变径组件、清理组件、清理组件动力端、刀头自洁组件以及智能控制系统；其特征在于：所述箱体与箱盖通过螺栓连接，且连接处设有密封圈，所述支撑杆通过螺纹连接在箱体的一端，且间隔120度周向均布；所述清理组件的三棱支架与清理组件动力端的输出轴同轴连接且通过螺钉固定；所述行走组件安装在变径组件的横杆上；所述变径组件包括平行四杆机构、滑动螺旋传动机构、动力端；所述刀头自洁组件通过螺钉安装在箱体外面。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业以及民用管道清理领域，具体涉及一种复杂管道清理装置。
背景技术
管道运输作为一种高效的流体运输手段，广泛应用于核工业、石油煤炭、社会民生的各方面。由于管道的封闭特性，造成检测探伤、维修保养、清淤等工作十分麻烦。同时，需要经常清理的石油天然气输送管道、城市输水管道、工厂排污管道等管道内部环境差别较大，所需清洁方式也不同，进一步加重管道清理工作的顺利进行。
现有的清淤方式有如下三种：
(1)绞车清淤：人工将钢绳穿过待清洗管路，钢绳固定在绞车上，在绞车的带动下来回运动，钢绳上固定的清理器材与钢绳同步，完成清淤工作。
(2)水射流清淤：利用高压水射流的强大冲击力冲击被清洗物体，将污垢剥离、清除，达到清洗的目的。然后将管道内壁残留的沉积物冲到下游检查井，再由吸泥车将其吸走。
(3)机器人清淤：在管道中下方携带清理机构的机器人，通过有线或者无线的方式对机器人的清淤作业进行控制。
而机器人清淤在未来将会成为主要的清淤手段，但现有清淤机器人有如下的弊端：
(1)不能适应多种直径的管道，通用性差。
(2)清理机构不可实时在线调节作业范围，无法调节进刀量，容易使电机过载。
(3)没有自洁功能，淤泥容易包裹刀头，导致清理效果不佳。
(4)智能化程度不高，无法实时提取机器人作业环境情况以及自身工作状态。
实用新型内容
本实用新型目的是为了解决上述问题，提供了一种复杂管道清理装置；
本实用新型所采用的技术方案是：一种复杂管道清理装置，包括箱体、箱盖、支撑杆、行走组件、变径组件、清理组件、清理组件动力端、刀头自洁组件以及智能控制系统；其特征在于：所述箱体与箱盖通过螺栓连接，且连接处设有密封圈，所述支撑杆通过螺纹连接在箱体的一端，且间隔 120度周向均布；所清理组件的三棱支架与清理组件动力端的输出轴同轴连接且通过螺钉固定；所述行走组件安装在变径组件的横杆上；所述变径组件包括平行四杆机构、滑动螺旋传动机构、动力端；所述刀头自洁组件通过螺钉安装在箱体外面。
所述行走组件包括减速电机和橡胶轮胎，所述橡胶轮胎与减速电机连接，两者以120度周向分布在该装置周围。
所述变径组件中的平行四杆机构包括主动杆、横杆、从动杆以及推杆，所述从动杆与箱盖通过销钉连接组成一个转动副，所述主动杆与固定三向支架盘通过销钉连接，所述固定三向支架盘通过其上的通孔与支撑杆连接且通过螺钉固定在上面；所述推杆一端通过销钉与主动杆连接，另一端通过销钉与活动三向支架盘连接，所述活动三向支架盘通过其上的通孔与支撑杆连接组成平面副。
所述滑动螺旋传动机构包括丝杆、丝杆螺母、防卡弹簧、丝杆螺母压块，所述丝杆两端都安装有轴承，所述轴承安装在箱体和轴承支架上，所述轴承支架通过其上的通孔安装在支撑杆上且通过螺母固定；所述防卡弹簧、丝杆螺母都安装在活动向支架盘里，所述丝杆螺母设有对称的凸块，所述活动三向支架盘内孔设有对称的凹槽，从而使丝杆螺母不会转动，只能沿轴向移动，所述丝杆螺母压块通过螺钉固定在活动三向支架盘上，所述丝杆与箱体之间的接触部分安装有旋转密封组件；所述动力端由电机、减速箱以及联轴器组成，三者皆固定在箱体里面。
所述清理组件包括刮刀、四级杆、三级杆、二级杆、一级杆、三棱支架、舵机、主轴、曲柄以及连杆；所述舵机安装在三棱支架里面，所述主轴一端与舵机连接，另一端与曲柄连接；所述一级杆与三棱支架通过螺钉固定，所述刮刀与四级杆通过螺钉固定；所述一级杆、二级杆、三级杆、四级杆依次连接组成平面副；所述连杆一端与曲柄通过销钉连接，另一端通过销钉与刮刀连接。
所述动力端包括输出轴、二级大锥齿轮、锥齿轮轴、一级大锥齿轮、一级小锥齿轮、套杯，所述套杯与箱盖同轴安装，所述输出轴的一端与二级大锥齿轮通过键连接且有螺钉固定；所述锥齿轮轴一端安装有一级大锥齿轮，所述一级小锥齿轮与电机连接。
所述智能控制系统包括中央控制器、温度传感器、压力传感器、超声波测厚模块、电能计量模块、摄像头以及无线传输模块，所述摄像头安装在曲柄滑块机构上；所述中央控制器分别与其它传感器连接，用于读取各传感器的信息并发出相应的指令。
所述刀头自洁组件包括容器、活塞、密封圈、弹簧、电磁水阀，所述活塞安装在容器里面，所述弹簧一端与活塞连接，另一端与容器底部连接，所述电磁水阀与中央控制器连接。
本实用新型的有益效果：(1)采用三组柔性轮移动结构，移动速度快，结构紧凑；(2)该装置整体径向轮廓尺寸可以改变，从而可以适合不同的管径，大大提高了机器人的服务范围；(3) 清理组件可以伸缩，实现逐层清理管垢，这样能彻底清除污垢且避免电机过载，而且在不需清理的地方，刀头可以停止作业，减少了能源消耗；(4)实时监测系统可对管道环境和装置工作状态进行监控，从而可以提高作业效率。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
图1是本实用新型一种复杂管道清理装置的外观结构示意图
图2是本实用新型一种复杂管道清理装置的半剖图
图3是变径组件的结构示意图
图4是清理组件的局部结构示意图
图5是刀头自洁组件的半剖图
图6是零件箱盖的结构示意图
图7是零件活动三向支架盘的结构示意图
图8是零件固定三向支架盘的结构示意图
图9是零件箱体的结构示意图
图中：2箱盖，3套杯，5输出轴，7容器，8横杆，9箱体，10压帽，11固定三向支架盘，12橡胶轮胎，13主动杆，14推杆，15支撑杆，17丝杆，18轴承支架盘，20丝杆螺母压块，21丝杆螺母，22活动三向支架盘，23防卡弹簧，25联轴器，27减速电机，29一级小锥齿轮， 30一级大锥齿轮，31锥齿轮轴，32二级大锥齿轮，33探灯，34从动杆，35刮刀，36四级杆， 37三级杆，38二级杆，39一级杆，40三棱支架，41舵机，42连杆，43曲柄，44主轴，45活塞，46密封圈，47蓄力弹簧，48电磁水阀
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
一种复杂管道清理装置，包括箱体9、箱盖2、支撑杆15、行走组件、变径组件、清理组件、清理组件动力端、刀头自洁组件以及智能控制系统；其特征在于：所述箱体9与箱盖2通过螺栓连接，且连接处设有密封圈，所述支撑杆15通过螺纹连接在箱体9的一端，且间隔120度周向均布；所述清理组件的三棱支架40与清理组件动力端的输出轴5同轴连接且通过螺钉固定；所述行走组件安装在变径组件的横杆8上；所述变径组件包括平行四杆机构、滑动螺旋传动机构、动力端；所述刀头自洁组件通过螺钉安装在箱体外面。
所述行走组件包括减速电机和橡胶轮胎12，所述橡胶轮胎12与减速电机连接，两者以120度周向分布在该装置周围。
所述变径组件中的平行四杆机构包括主动杆13、横杆8、从动杆34以及推杆14，所述从动杆34 与箱盖2通过销钉连接组成一个转动副，所述主动杆13与固定三向支架盘11通过销钉连接，所述固定三向支架盘11通过其上的通孔与支撑杆15连接且通过螺钉固定在上面；所述推杆14一端通过销钉与主动杆13连接，另一端通过销钉与活动三向支架盘22连接，所述活动三向支架盘22通过其上的通孔与支撑杆15连接组成平面副，所述从动杆34上安装有探灯33。
所述滑动螺旋传动机构包括丝杆17、丝杆螺母21、防卡弹簧23、丝杆螺母压块20，所述丝杆17 两端都安装有轴承，所述轴承安装在箱体9和轴承支架18上，所述轴承支架18通过其上的通孔安装在支撑杆15上且通过螺母固定；所述防卡弹簧23、丝杆螺母21都安装在活动向支架盘22里，所述丝杆螺母21设有对称的凸块，所述活动三向支架盘22内孔设有对称的凹槽，从而使丝杆螺母21不会转动，只能沿轴向移动，所述丝杆螺母压块20通过螺钉固定在活动三向支架盘22上，所述丝杆17与箱体9之间的接触部分安装有旋转密封组件；所述动力端由电机、减速箱以及联轴器25组成，三者皆固定在箱体9里面。
所述清理组件包括刮刀35、四级杆36、三级杆37、二级杆38、一级杆39、三棱支架40、舵机41、主轴44、曲柄43以及连杆42；所述舵机41安装在三棱支架40里面，所述主轴44一端与舵机41连接，另一端与曲柄43连接；所述一级杆39与三棱支架40通过螺钉固定，所述刮刀35与四级杆36通过螺钉固定；所述一级杆、二级杆、三级杆、四级杆依次连接组成平面副；所述连杆42一端与曲柄43通过销钉连接，另一端通过销钉与刮刀35连接。
所述动力端包括输出轴5二级大锥齿轮32、锥齿轮轴31、一级大锥齿轮30、一级小锥齿轮29、套杯3，所述套杯3与箱盖2同轴安装，所述输出轴5的一端与二级大锥齿轮32通过键连接且有螺钉固定；所述锥齿轮轴31一端安装有一级大锥齿轮30，所述一级小锥齿轮29与电机连接。
所述智能控制系统包括中央控制器、温度传感器、压力传感器、超声波测厚模块、电能计量模块、摄像头以及无线传输模块，所述摄像头安装在曲柄滑块机构上；所述中央控制器分别与其它传感器连接，用于读取各传感器的信息并发出相应的指令。
所述刀头自洁组件包括容器7、活塞45、密封圈46、蓄力弹簧47、电磁水阀48，所述活塞45安装在容器7里面，所述蓄力弹簧47一端与活塞45连接，另一端与容器7底部连接，所述电磁水阀48 与中央控制器连接。
Claims (8)
1.一种复杂管道清理装置，包括箱体(9)、箱盖(2)、支撑杆(15)、行走组件、变径组件、清理组件、清理组件动力端、刀头自洁组件以及智能控制系统；其特征在于：所述箱体(9)与箱盖(2)通过螺栓连接，且连接处设有密封圈，所述支撑杆(15)通过螺纹连接在箱体(9)的一端，且间隔120度周向均布；所述清理组件的三棱支架(40)与清理组件动力端的输出轴(5)同轴连接且通过螺钉固定；所述行走组件安装在变径组件的横杆(8)上；所述变径组件包括平行四杆机构、滑动螺旋传动机构、动力端；所述刀头自洁组件通过螺钉安装在箱体外面。
2.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述行走组件包括减速电机和橡胶轮胎(12)，所述橡胶轮胎(12)与减速电机连接，三组行走组件间隔120度周向分布在该装置周围。
3.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述变径组件中的平行四杆机构包括主动杆(13)、横杆(8)、从动杆(34)以及推杆(14)，所述从动杆(34)与箱盖(2)通过销钉连接组成一个转动副，所述主动杆(13)与固定三向支架盘(11)通过销钉连接，所述固定三向支架盘(11)通过其上的通孔与支撑杆(15)连接且通过螺钉固定在上面；所述推杆(14)一端通过销钉与主动杆(13)连接，另一端通过销钉与活动三向支架盘(22)连接，所述活动三向支架盘(22)通过其上的通孔与支撑杆(15)连接组成平面副。
4.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述变径组件中的滑动螺旋传动机构包括丝杆(17)、丝杆螺母(21)、活动三向支架盘(22)、防卡弹簧(23)、丝杆螺母压块(20)，所述丝杆(17)两端都安装有轴承，所述轴承安装在箱体(9)和轴承支架(18)上，所述轴承支架(18)通过其上的通孔安装在支撑杆(15)上且通过螺母固定；所述防卡弹簧(23)、丝杆螺母(21)都安装在活动三向支架盘(22)里，所述丝杆螺母(21)设有对称的凸块；所述活动三向支架盘(22)内孔设有对称的凹槽，从而使丝杆螺母(21)不会转动，只能沿轴向移动，所述丝杆螺母压块(20)通过螺钉固定在活动三向支架盘(22)上，所述丝杆(17)与箱体(9)之间的接触部分安装有旋转密封组件；所述动力端由电机、减速箱以及联轴器(25)组成，三者皆固定在箱体(9)里面。
5.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述清理组件包括刮刀(35)、四级杆(36)、三级杆(37)、二级杆(38)、一级杆(39)、三棱支架(40)、舵机(41)、主轴(44)、曲柄(43)以及连杆(42)；所述舵机(41)安装在三棱支架(40)里面，所述主轴(44)一端与舵机(41)连接，另一端与曲柄(43)连接；所述一级杆(39)与三棱支架(40)通过螺钉固定，所述刮刀(35)与四级杆(36)通过螺钉固定；所述一级杆、二级杆、三级杆、四级杆依次连接组成平面副；所述连杆(42)一端与曲柄(43)通过销钉连接，另一端通过销钉与刮刀(35)连接。
6.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述动力端包括输出轴(5)、二级大锥齿轮(32)、锥齿轮轴(31)、一级大锥齿轮(30)、一级小锥齿轮(29)、套杯(3)，所述套杯(3)与箱盖(2)同轴安装，所述输出轴(5)的一端与二级大锥齿轮(32)通过键连接且有螺钉固定；所述锥齿轮轴(31)一端安装有一级大锥齿轮(30)，所述一级小锥齿轮(29)与电机连接。
7.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，智能控制系统包括中央控制器、温度传感器、压力传感器、超声波测厚模块、电能计量模块、摄像头以及无线传输模块，所述摄像头安装在曲柄滑块机构上；所述中央控制器分别与其它传感器连接，用于读取各传感器的信息并发出相应的指令。
8.根据权利要求1所述的一种复杂管道清理装置，其特征在于，所述刀头自洁组件包括容器(7)、活塞(45)、密封圈(46)、蓄力弹簧(47)、电磁水阀(48)，所述活塞(45)安装在容器(7)里面，所述蓄力弹簧(47)一端与活塞(45)连接，另一端与容器(7)底部连接，所述电磁水阀(48)与中央控制器连接。
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