CN211289204U - 一种多功能管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能管道机器人，包括行走装置以及安装在行走装置前端的照明摄像装置、清扫装置和清污装置，行走装置包括行走主体和连接在行走主体上的三个履带车，行走主体内部设有混合式步进电机，混合式步进电机通过联轴器一连接螺旋丝杠，螺旋丝杠控制履带车和行走主体之间的距离，驱动电机连接照明摄像装置或连接清扫装置或连接清污装置；本实用新型设计的行走主体为正三棱柱型，连接三个履带车的夹角呈120°的结构更稳定，设计的光电感应器感应管道内壁的位置，使履带车紧贴管道内壁，使管道机器人运行更稳定；照明摄像装置实现对管道监测；设计的清扫装置和清污装置实现对管道内部小污物的清扫和利用清污到头清理管道堵塞。

Description

一种多功能管道机器人

技术领域

本实用新型涉及管道机器人技术领域，具体涉及一种多功能管道机器人。

背景技术

管道作为一种有效的污水废料输送手段，在一般工业、城市生活、石油天然气、军事装备等领域中都得到广泛的应用，城市的快速发展管道的分布也变得越来越复杂，城市地下管道铺设时间普遍较长，甚至存在几十年之久，管道长期处于高温高压的恶劣环境中，不仅受到污水、废料混合物的浸蚀，而且还受到硫化氢等多种有害气体的腐蚀,部分管段管壁变薄，强度变低，出现裂缝导致管道堵塞和泄漏等故障,给城市的正常运转埋下了安全隐患。一般情况下，管道所处的环境往往是人们不易或不能直接接触的。因此，对于管道的检测和维护，成了工业生产和城市发展中的一道难题。由此产生了管道机器人并且受到了国际各方面的广泛关注。

管道机器人作为检测管道的载体，携带各种传感器进行管道内窥检查等工作。研发具有通用性的管道除垢机器人，解决我国城市管道的检测和除垢难现实意义题有其巨大的经济价值、具有较大的需求市场。因此，需要设计一个结构紧凑的管道内行走的管道机器人，要求此驱动装置简便，拖动效率高且适应性好，满足检测和除垢的功能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种多功能管道机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能管道机器人，包括行走装置以及安装在行走装置前端的照明摄像装置、清扫装置和清污装置，所述行走装置包括行走主体和连接在行走主体上的三个履带车，行走主体内部设有混合式步进电机，混合式步进电机通过联轴器一连接螺旋丝杠，螺旋丝杠控制履带车和行走主体之间的距离，行走主体前端外部设有驱动电机，驱动电机连接照明摄像装置或连接清扫装置或连接清污装置；

照明摄像装置通过连接杆连接在驱动电机上，连接杆上铰接处设有调整步进电机，连接杆前端交接有照明摄像头；

清扫装置设有的清扫电机通过连接件连接在驱动电机上，清扫电机通过联轴器二连接推盘，推盘上铰接有若干曲轴，曲轴上连接有伸缩杆，伸缩杆端部设有清扫轮刷；

清污装置通过设有的传动杆连接到驱动电机上，传动杆端部连接有清污刀头。

具体的是，所述螺旋丝杠一端连接在联轴器一上，螺旋丝杠另一端连接在行走主体上，螺旋丝杠外部套设有丝杠套，丝杠套外部铰接有三个支撑杆三，支撑杆三另一端铰接在支撑杆二上且穿过行走主体，支撑杆二一端铰接行走主体，支撑杆二另一端铰接在履带车上，行走主体和履带车之间且与支撑杆二平行铰接有支撑杆一。

具体的是，所述行走主体采用正三棱柱结构，支撑杆一和支撑杆二铰接在正三棱柱的三个面上，正三棱柱的每个面上均设有一个长条形通孔供支撑杆三通过。

具体的是，所述履带车外部设有感应管道内壁距离的光电感应器。

具体的是，所述履带车内部设有驱动电源和连接驱动电源的步进电机，步进电机通过伞齿传动机构连接传动轮，传动轮通过两侧履带连接带动从动轮。

具体的是，所述联轴器二的中心轴穿过推盘，推盘连接在联轴器二外部，联轴器二的中心轴铰接曲轴的一端，曲轴的另一端铰接在推盘上，用于通过清扫电机控制多个清扫轮刷开合。

具体的是，所述清扫轮刷内部设有带动清扫轮刷转动的电机。

具体的是，所述行走主体后端设有电源模块。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设计的行走主体为正三棱柱型，连接三个履带车的夹角呈120°的结构更稳定，设计的光电感应器感应管道内壁的位置，通过混合式步进电机带动螺旋丝杠转动，控制履带车和行走主体之间的距离，使履带车紧贴管道内壁，使管道机器人运行更稳定；照明摄像装置实现对管道内部监测，反馈管道内部的实际情况；设计的清扫装置和清污装置实现对管道内部小污物的清扫和利用清污到头清理管道堵塞。

附图说明

图1为多功能管道机器人安装照明摄像装置的结构示意图。

图2为多功能管道机器人安装清扫装置的结构示意图。

图3为多功能管道机器人安装清污装置的结构示意图。

图4为多功能管道机器人安装清扫装置的分解图。

图5为履带车的结构示意图。

图6为照明摄像装置的结构示意图。

图7为清扫装置的结构示意图。

图8为清污装置的结构示意图。

图中：1-行走装置；2-照明摄像装置；3清扫装置；4-清污装置；101-行走主体；102-履带车；103-支撑杆一：104-支撑杆二；105-支撑杆三；106-螺旋丝杠；107-光电感应器；108-步进电机；109-驱动电源；110-传动轮；111-从动轮；112-履带；113-伞齿传动机构；114-联轴器一；115-混合式步进电机；201-调整步进电机；202-照明摄像头；301-清扫电机；302-清扫轮刷；303-联轴器二；304-推盘；305-伸缩杆；306-曲轴；401-清污刀头；402-传动杆。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-8所示，一种多功能管道机器人，包括行走装置1以及安装在行走装置1前端的照明摄像装置2、清扫装置3和清污装置4，行走装置1包括行走主体101和连接在行走主体101上的三个履带车102，行走主体101内部设有混合式步进电机115，混合式步进电机115通过联轴器一114连接螺旋丝杠106，螺旋丝杠106控制履带车102和行走主体101之间的距离，螺旋丝杠106一端连接在联轴器一114上，螺旋丝杠106另一端连接在行走主体101上，螺旋丝杠106外部套设有丝杠套，丝杠套外部铰接有三个支撑杆三105，支撑杆三105另一端铰接在支撑杆二104上且穿过行走主体101，支撑杆二104一端铰接行走主体101，支撑杆二104另一端铰接在履带车102上，行走主体101和履带车102之间且与支撑杆二104平行铰接有支撑杆一103；行走主体101采用正三棱柱结构，支撑杆一103和支撑杆二104铰接在正三棱柱的三个面上，正三棱柱的每个面上均设有一个长条形通孔供支撑杆三105通过；行走主体101为正三棱柱型，连接三个履带车102的夹角呈120°的结构更稳定，设计的光电感应器107感应管道内壁的位置，通过混合式步进电机115带动螺旋丝杠106转动，控制履带车102和行走主体101之间的距离，使履带车102紧贴管道内壁，使管道机器人运行更稳定。

行走主体101后端设有电源模块6，行走主体101前端外部设有驱动电机5，驱动电机5连接照明摄像装置2或连接清扫装置3或连接清污装置4；如图1所示，安装照明摄像装置2通过连接杆连接在驱动电机5上，连接杆上铰接处设有调整步进电机201，连接杆前端交接有照明摄像头202；实现对管道内部监测，反馈管道内部的实际情况；如图2、4所示，安装清扫装置3设有的清扫电机301通过连接件连接在驱动电机5上，清扫电机301通过联轴器二303连接推盘304，推盘304上铰接有若干曲轴306，曲轴306上连接有伸缩杆305，伸缩杆305端部设有清扫轮刷302；联轴器二303的中心轴穿过推盘304，推盘304连接在联轴器二303外部，联轴器二303的中心轴铰接曲轴306的一端，曲轴306的另一端铰接在推盘304上，用于通过清扫电机301控制多个清扫轮刷302开合，清扫轮刷302内部设有带动清扫轮刷302转动的电机，电机带动清扫轮刷302转动，实现对管道内部的清扫；如图3所示，清污装置4通过设有的传动杆402连接到驱动电机5上，传动杆402端部连接有清污刀头401。

履带车102内部设有驱动电源109和连接驱动电源109的步进电机108，步进电机108通过伞齿传动机构113连接传动轮110，传动轮110通过两侧履带112连接带动从动轮111；履带车102外部设有感应管道内壁距离的光电感应器107。

本专利使用时，首先在行走主体101前端的驱动电机5上安装照明摄像装置2，然后将管道机器人放入待测管道内，然后三个履带车102上的光电感应器107识别履带车距离管道内壁的距离，然后混合式步进电机115驱动螺旋丝杠106转动，螺旋丝杠106转动带动丝杠套沿螺旋丝杠106来回移动，丝杠套带动支撑杆三105移动支撑起支撑杆二104，同时支撑杆一103做相应的转动，支撑杆一103和支撑杆二104将履带车102撑起紧贴到管道内壁上；履带车102内的步进电机108驱动履带车102移动，然后照明摄像头202监测管道内的情况，并记录，调整步进电机201带动照明摄像头202转动，做到对管道内部全面的监测，如果有小污物需要清扫，则将照明摄像装置2拆下更换清扫装置3，清扫轮刷302内部的电机带动清扫轮刷302转动清扫，驱动电机5电动整个清扫装置3转动，清扫电机301带动推盘304前后伸缩移动，同时联轴器二303的中心轴不动，使曲轴306带动伸缩杆305做张合运动，实现清扫装置3对管道内壁的全方位清扫；如果管道内部堵塞时，则更换清污装置4，驱动电机5通过传动杆402带动清污刀头401对堵塞物进行钻进清理。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种多功能管道机器人，其特征在于，包括行走装置以及安装在行走装置前端的照明摄像装置、清扫装置和清污装置，所述行走装置包括行走主体和连接在行走主体上的三个履带车，行走主体内部设有混合式步进电机，混合式步进电机通过联轴器一连接螺旋丝杠，螺旋丝杠控制履带车和行走主体之间的距离，行走主体前端外部设有驱动电机，驱动电机连接照明摄像装置或连接清扫装置或连接清污装置；

照明摄像装置通过连接杆连接在驱动电机上，连接杆上铰接处设有调整步进电机，连接杆前端交接有照明摄像头；

清扫装置设有的清扫电机通过连接件连接在驱动电机上，清扫电机通过联轴器二连接推盘，推盘上铰接有若干曲轴，曲轴上连接有伸缩杆，伸缩杆端部设有清扫轮刷；

清污装置通过设有的传动杆连接到驱动电机上，传动杆端部连接有清污刀头。

2.根据权利要求1所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述螺旋丝杠一端连接在联轴器一上，螺旋丝杠另一端连接在行走主体上，螺旋丝杠外部套设有丝杠套，丝杠套外部铰接有三个支撑杆三，支撑杆三另一端铰接在支撑杆二上且穿过行走主体，支撑杆二一端铰接行走主体，支撑杆二另一端铰接在履带车上，行走主体和履带车之间且与支撑杆二平行铰接有支撑杆一。

3.根据权利要求2所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述行走主体采用正三棱柱结构，支撑杆一和支撑杆二铰接在正三棱柱的三个面上，正三棱柱的每个面上均设有一个长条形通孔供支撑杆三通过。

4.根据权利要求2所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述履带车外部设有感应管道内壁距离的光电感应器。

5.根据权利要求1所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述履带车内部设有驱动电源和连接驱动电源的步进电机，步进电机通过伞齿传动机构连接传动轮，传动轮通过两侧履带连接带动从动轮。

6.根据权利要求1所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述联轴器二的中心轴穿过推盘，推盘连接在联轴器二外部，联轴器二的中心轴铰接曲轴的一端，曲轴的另一端铰接在推盘上，用于通过清扫电机控制多个清扫轮刷开合。

7.根据权利要求6所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述清扫轮刷内部设有带动清扫轮刷转动的电机。

8.根据权利要求1所述的多功能管道机器人，其特征在于，所述行走主体后端设有电源模块。

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