CN211621931U - 清理疏浚机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种清理疏浚机器人，包括：主体，其具有长形结构；封堵结构，所述封堵结构具有装配位，该装配位与所述主体上对应的配合位相适应，所述封堵结构通过该装配位与配合位安装到主体上并且在主体上设置有至少一个，所述主体上的封堵结构所形成封堵面与主体的长形结构的延伸方向之间的夹角大于0度；所述主体上还具有控制结构，所述控制结构其至少包括用于按照指令受控地连通主体在封堵结构两侧的连通部。本实用新型的优点包括通过充分利用液体的压力为驱动力，实现了无需实施局部封堵抽干作业，并且可以有效避免因封堵而发生溢流污染环境。

Description

清理疏浚机器人

技术领域

本实用新型属于清洁疏浚用机器人技术领域，具体涉及可以高效低成本地在如水下、油液下、有机溶剂下等液面下实施清理疏浚工作的清理疏浚机器人。

背景技术

目前在各种液体下的清淤工作，特别是市政下水道清淤工作都是采用如下几种方法进行的：

高压水射流清淤法是目前国内外广泛应用的一种管道清淤法，其清淤装置由一台高压喷射车，一个大型储水罐、机动卷管机、高压水泵及射水喷头等组成。工作时由喷射车引擎驱动高压水泵，将储水罐内的水加压后送入射水喷头，靠喷头射水产生的反作用力使喷头和胶管一起向前行进，行进的过程中清洗管道壁。当射水喷头行进到距离时，机动卷扬机将软管卷回，卷回的过程中射水喷头继续喷射高速水流，将管道内残余的淤积物冲到下游检查井内，最后由吸泥车将其吸走。

绞车清淤法是国内各地普遍采用的一种管道清淤方法，这种方法，首先是利用竹片穿过需要清淤的排水管段，竹片的一端系上钢丝绳，钢丝绳上系住清通工具的一端。在待清淤管段两端的检查井上各设置一台绞车，当竹片穿过管段后，将钢丝绳系在其中一台绞车上，清通工具的另一端通过钢丝绳系在另一台绞车上，清淤作业时利用两台绞车来回绞动钢丝绳，从而带动管道中的清通工具将淤泥刮至下游检查井内，以使管道得到清通。绞车的动力可以是机动，也可以是靠人力手动，这根据现场实际情况而定。

这种方法适用于各种管径的排水管道，但这种方法也有其不足之处，就是需要人工下井从一个井口向另一个井口送竹片。排水管道内环境恶劣，会给工人工作带来危害，甚至可能引发安全事故。该方法是一种老式的清淤方法，虽已有的历史年限，但在我国目前还是较常用的。

通沟机清淤法就是利用液体或空气的压力将某种刚性密封的清淤器加压，使清淤器在压力的作用下成为一种喷射体快速穿过待清淤管道，在清淤器快速穿过管道的同时将管道内的淤积物去除，国外通常称这种通沟机为“pig”。由于该方法要求管道壁光滑且规则，同时淤积物不能太多，所以在核能以及工业部门的金属排污管道中应用较多，在市政排水管道中应用相对较少。有一种与此较为类似的气动式通沟机，它是利用压缩空气把清淤器从一个检查井送至另一个检查井，当清淤器到达后，再通过检查井上的绞车拉动系在其后部的钢丝绳，使清淤器上的翼片张开，利用张开的翼片在往回拉动的过程中将管道内淤积物刮出。还有一种软轴通沟机，它是由汽车引擎或电机提供动力，并通过一根软轴将动力传送给清淤器，清淤器在软轴的转动作用下一边旋转一边前进，从而将淤积物搅松并刮到检查井中。

清淤球清淤法需要至少配备一系列不同尺寸的清淤球。这种方法的基本想法是防止管道内发生沉积，是一种预防性的排水管道清淤方法。它是将直径明显小于排水管道直径的清淤球放入到排水管道中，每间隔的时间就漂流一次(如两天一次)，清淤球在上游检查井中放入，利用排水管道内自身的水流将清淤球推向下游检查井内，并在下游检查井内被回收。清淤球的外形为圆形，球体在管道内滚动的过程中球上带冲水孔的薄板与其内的水流共同形成了一个水力减速器，使清淤球在管道中缓慢地滚动，并同时迫使它周围的污水快速局部搅动，从而将淤积物搅起，并利用水流将其冲走。例如一种常用的清淤球，其外表面安装了“S”型橡胶条，橡胶条起到了提高作用于球上水流冲击力的作用，造成了球体周围水流的不对称，从而迫使球体产生附加的旋转和扭动，此外球体又允许管内污水在球体下方流动，增大了管道壁附近的水流剪切力，从而提高了球体的通过性和清淤效果。橡胶条的弹性同时也起到了保护管道的作用。由于这是一种预防性的清淤方法，故管道淤积到程度后便不能适用。并且采用清淤球清淤还需要采用由小球开始由小到大地逐步增大球体尺寸的方法按序进行，否则极易造成清淤球的卡塞，这种方法一般需要连续施工较长的时间。

此外，如上这些方法其在施工时基本上都需要在整个施工期间配备额外的大功率水泵(如200千瓦的排水泵和配套发电机组)对施工区段进行跨井排水，进行持续的配合作业，以防止发生工作区段的窨井发生溢流，此时就意味着清淤工作需要额外支出一大笔额外的排水以及发电设备、人员和燃料费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清理疏浚机器人，以解决现有技术中高成本低效率需要额外配备辅助设备才能实现液下清理疏浚作业的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型公开的清理疏浚机器人，包括：

主体，其具有长形结构；

封堵结构，封堵结构具有装配位，该装配位与主体上对应的配合位相适应，封堵结构通过该装配位与配合位安装到主体上并且在主体上设置有至少一个，主体上的封堵结构所形成封堵面与主体的长形结构的延伸方向之间的夹角大于0度；

主体上还具有控制结构，控制结构其至少包括用于按照指令受控地连通主体在封堵结构两侧的连通部；这里的指令可以为开关闭合等形成的电信号或者阀门的开合或者数字控制系统传达的控制信号，比如PLC发出的控制信号。

机器人在工作状态时，其封堵结构在待清理疏浚结构中，封堵结构与待清理疏浚结构的待清理面成封堵状态，使机器人在待清理疏浚结构内的压力下移动，至少通过封堵结构对待清理疏浚结构的待清理面的刮扫，而完成对待清理疏浚结构的清理疏浚；

连通部至少在如下状态时处于受控连通状态：机器人处于工作状态时，其受到的压力达到设定阈值，以降低机器人前进方向的后方受到的压力。这里的设定阈值可以反映为整个系统中，特别是机器人前进方向后方因封堵而产生的液位高度，特别是液体因封堵所形成的高位液面，这更多的反映为一种安全控制液面，当液位高度突破此液面时，可能会造成液体溢出等而影响环境或安全的风险。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，控制系统包括设置在主体结构上的至少一个管道以及设置在该至少一个管道上的用于控制管道联通状态或者封闭的控制组件，管道在控制组件开启时完全地或者部分地联通机器人在其主体长形结构延伸方向的两侧；

联通状态包括相应管道的全部联通状态或者部分联通状态。也就是此时管道可以被全部打开或者被部分地打开，这种状态的调整也就是有利于视工作需求而调整泄流速度。比如可以在液体积累速度过快或者积累量过大的时候，将管道全部打开而获得最大的泄流速度，反之亦然。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，控制组件包括限制构件，限制构件活动地设置在管道中以其自身的在管道截面方向的外形对管道的联通状态进行限制。限制构件可以为球形构件或者柱形构件或者锥形构件等，比如采用球形构件的时候可以为膨胀球，这可以为实心球或者空心球，该膨胀球可以通过对管道的流淌通道的全部或者部分封堵来控制液体泄流通道，达到有效控制和调整机器人前后两侧压力的目的。当采用实现的构件时则通过其自身的外形对封堵截面的全部/部分的开放或者封闭而获得封堵与泄流的效果。而采用空心或者具有膨胀缩小性能的构件时，则通过其自身膨胀或者缩小获得外形的放大收缩而对封堵截面的全部/部分的开放或者封闭而获得封堵与泄流的效果。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，限制构件包括具有中空空间以及内部形成该中空空间的封闭的囊结构，该囊结构至少在其对管道进行限制时具有膨胀状态。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，囊结构为柔性的，并且其上还具有充气构件，该充气结构用于为该柔性的囊结构充气，以至少保证其在对管道进行限制时处于膨胀状态。这里的充气构件可以为内置到囊结构上的压缩气包如小型压缩空气罐等，也可以为反应型的气包，如遇水反应的弱酸与碳酸盐等，这种内置的结构可以在囊结构的外部也可以在其内部，这可以不要求专门的或者较长的通气管进行连接；当然还可以为外置的通过气管连通到囊的外置充气装置，如高压气源如气泵等通过较长的通气管与该气囊连接，在需要时打开气泵和通气管进行充气，而后可以根据指令放气等。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，充气构件包括连通到囊结构内的中空空间的充放气管；和/或

气源，气源连接到充放气管，用于按照指令向囊结构充气。气源可以为高压气泵或者高压气包，需要进行封堵时，在连通到囊结构的阀门打开时则向囊结构充气而膨胀。需要进行泄流时，则打开囊结构的放气阀门放气而收缩，

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，控制组件还包括阀构件，阀构件设置管道中通过其自身的开启或关闭对管道的连通状态进行限制。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，阀构件为单向阀，至少在感知到的压力达到设定阈值时单向阀允许的介质流动方向与机器人工作时的移动方向一致。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，阀构件为电磁阀阀体以及与电磁阀阀体匹配的控制装置，电磁阀阀体在接受到控制装置发出的控制信号时通过电磁阀阀体自身的开启/关闭信号而对管道的连通状态进行限制。控制装置可以设置在机器人上如主体结构、封堵结构或者阀体上等，总之就是作为一个设置在液面下的自动控制构件，可以通过压力传感器、位置传感器等检测到压力、位置等控制信号，并根据相应型号的预设的值进行控制，而对阀体的状态进行自动控制；当然控制装置也可以设置在地面等其他位置，通过线缆远程连接监控，当然这种远程监控的设置也可以在水下部分设置相应的传感器，实现半自动控制或者人工干预控制或者人工控制，也就是可以根据传感器的信号采用全人工指挥控制，也可以采用在人工监督的情形下进行控制，还可以进行有限度地自动控制和人工控制相结合的情形等等。

需要注意的是，这里主体在垂直于其在长形延长方向的尺寸应当小于或者等于封堵结构在其工作状态下的同方向的最大的尺寸。

机器人在工作状态时，其封堵结构在待清理疏浚结构中，封堵结构的边沿与待清理疏浚结构的待清理面成封堵状态，使机器人在待清理疏浚结构内的的压力下，至少通过封堵结构对待清理疏浚结构的待清理面的刮扫，而完成对待清理疏浚结构的清理疏浚。此时一般而言，封堵结构应当具有清理疏浚功能，而起封堵功能的实现对完全封堵相应的待清理疏浚结构的内部截面是不必要的，也就是只需要在满足工作动力所需的一定程度上的封堵即可。另外，鉴于本实用新型的期望，这里的封堵结构在工作状态的是外径应当不小于主体的长形结构的最大外径。当然在采用具有弹性的封堵结构时其自然释放的工作状态而非下工作环境下外径，比如在露天环境下的自然状态的外径甚至可以大于待清理疏浚结构的内径，从而使其在工作时产品充分的挤压，此时与工作界面具有良好的密闭性和剪切性等，而起到良好的封堵借力和清理效果。

在这里，由于主体的长形结构的方向代表的就是机器人在液面以下清淤时的移动方向，其上的封堵结构一方面起到了通过封堵可以将液流限制在移动方向的后方，通过限制液流进入移动方向的前方，而在封堵结构的前后两侧形成足够的压力差(这种压力差一般是在前后形成了足够的液体高度差后形成的，这是一种液压动力，液体高度差在安全范围内的足以驱动并保障整个系统的安全稳定运行)，而可以形成一种驱动机器人被动移动的动力，而使其可以在无动力的情况下被动运行，而又无需为其配置动力源。

优选的，主体上的封堵结构所形成封堵面与主体的长形结构的延伸方向之间的夹角成90度，也就是说封堵面与长形结构的延伸方向垂直时，能够通过最小面积的封堵结构获得较好的清淤效果。

优选的，主体上的封堵结构还可以为接触部向前进方向凸出的结构，这种结构可以作为一种近似铲除的结构，而有效地在移动中发挥清理效果。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵状态至少包括：

封堵结构在待清理疏浚结构中所形成的封堵面成密闭的密闭状态；或

封堵结构在待清理疏浚结构中所形成的封堵面上至少部分具有间隙。

优选的，封堵结构的边沿与待清理疏浚结构的待清理面之间成贴合的密闭状态；或

封堵结构的边沿与待清理疏浚结构的待清理面之间的接合部至少部分具有间隙。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵结构在主体上设置有2 个及2个以上时，其彼此之间的排列方式包括：

该多个封堵结构在主体上的设置，其彼此之间均有间隙的相互间隔地设置；或

该多个封堵结构在主体上的设置，其彼此之间至少有部分为无间隙的相邻地设置。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵结构在主体上设置有2 个及2个以上时，其至少有一个设置在主体的长形结构的端部或者端部附近。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵结构包括套设在主体上的气囊装置，气囊装置包括环形的气囊，环形的气囊套设在主体上。这种气囊可以为可充放气形式的，此时可以在进入工作位后再行充气膨胀至合适的尺寸；也可以为预充气形式的，将其在充气膨胀状态下推入工作位即可。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，气囊装置还包括用于给气囊充气的充气装置以及设置在气囊上充气/放气部；

充气装置设置于气囊内或者气囊外；

充气装置由该充气/放气部向气囊充气以至少使其在工作时膨胀。这种可充放气的气囊装置，其在未充气状态下必然具有较小的尺寸，使得机器人的使用更为方便，可以在放气状态下轻松直接地将其放入待清理疏浚结构内，而后进行充气膨胀至合适的尺寸即可完整工作准备，此时待蓄积的压力上升至足够大时，即可在液压的推动下开展清理工作。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵结构包括套设在主体上的硬质封堵装置，硬质封堵装置包括环形的硬质刮板结构，硬质刮板结构上的中空部位套设到主体上。优选的，硬质刮板结构可以包括金属材质的硬质刮板结构，如不锈钢刮板结构、铝合金刮板结构、钛合金刮板结构等；也可以为非金属的硬质刮板结构，如陶瓷刮板结构、刚玉刮板结构等。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，硬质刮板结构至少在其与清理疏浚结构的待清理面接触的接触部还包括涂胶层。优选的，如在将具有硬质刮板结构的机器人进入工作面后，将聚氨酯胶涂覆于硬质刮板结构的工作接触面位置，以形成良好的封闭结构。

本实用新型公开的清理疏浚机器人的一种改进，封堵结构包括套设在主体上的弹性封堵装置，弹性封堵装置包括环形的弹性刮板结构，弹性刮板结构上的中空部位套设到主体上，弹性刮板结构至少在其与清理疏浚结构的待清理面接触的接触部朝向主体的方向上具有弹性压缩回复性。优选的，弹性刮板结构包括橡胶塑料等材质并具有一定程度的弹性压缩与回复性能的结构件，如高弹性耐磨橡胶材质的弹性刮板结构。

与现有技术相比，本实用新型的清理疏浚机器人，在工作效率、作业成本以及对配套设施的要求方面有显著的提高，本实用新型的机器人其作业时无需动力系统或者是也无需一次次地尝试作业或者是也无需将作业区域持续保持排空等，能够有效地提高清淤效率和降低工作作业的成本。特别适合中国市政窨井地下排污/雨水管网的清淤工作，这些管网具有稳定规则的结构，从而使得本实用新型的机器人对其清理工作具有较高的适应性，而明显降低成本和提高效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型清理疏浚机器人的工作原理示意图，以市政下水道为例；

图2是本实用新型清理疏浚机器人的封堵结构/清理功能结构所形成的清理面/封堵面与待疏浚结构的几种状态示意图；

图3是本实用新型清理疏浚机器人的一种实施例，封堵结构采用气囊时的结构示意图；

图4是图3实施例的外部结构示意图；

图5是本实用新型清理疏浚机器人的主体设置有多个连通部时的主体截面的示意图；

图6是本实用新型清理疏浚机器人的一种实施例，控制组件采用位置固定的气球时的结构示意图；

图7是本实用新型清理疏浚机器人的一种实施例，控制组件采用位置不固定的气球时的结构示意图；

图8是图7实施例中，气球替换为单向阀时的结构示意图；

图9是图8实施例中，单向阀替换为电磁阀时的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

以下技术方案对本实用新型方案实施的说明，以我国城镇下水道的清淤工程为例，但需要注意的是，这仅仅用作说明而非对本实用新型范围的限定，其实质上还可以应用与包括油、醇、醚、酸碱等液态体系下管路管道的应用。

本实用新型的清理疏浚机器人其应用实施方案包括：

该机器人2其作业无需将相应区域预先抽干排空的准备工作，包括作为承载用的主体21，该主体21具有一定的负载搭载能力，用于承载机器人2 的其它功能部件或者附加部件等；

以及作为封闭封堵用的封堵结构，这是负载在机器人2的主体21上的以实现其功能的一个必要的功能部件，如图1所示，通过这个功能部件的搭载实现机器人2对待清理疏浚结构1的封闭(这种封闭可以为全封闭，也可以为为满足安全生产并且在获取到足够蓄积动力的前提下的部分封闭)，才能实现本实施例的机器人2，在蓄积液流3(如施工中蓄积的井下蓄积水，如市政下水道清淤中本方案实施时前进方向后方的窨井水位上升到足够高度，前方则会自行排空或者只有较小的水量)的推动下，机器人2沿着水流方向前进，同时封堵结构其沿着待清理疏浚结构1的待清理面前行，此时可以利用如封堵结构的边缘部分或者特别设置的清理功能结构对待清理面进行清理，而实现清淤作用。当然，此时封堵结构和/或其清理功能结构需要与待清理疏浚结构1及其待清理面相配合；

以及设置于主体上的控制结构25，需要注意的是，本控制结构在机器人的一般工作状态下是可以保持其所处的管道为完全封闭或者部分封闭状态的，此时机器人可以在保持整个待清理疏浚结构处于安全状态的前提下，获得足够的前进动力和清理力量。而在因机器人在工作中的封堵使得其前进方向后方的液体蓄积高度达到图1中所示的预警位4时，此时，也可以认为机器人受到的压力达到了预先设定的阈值，因为液体的高度是可以跟该高度所给予的压力直接转换的，两者是一种线性关系。此时如继续保持弯曲的封堵状态，有可能使得液体继续蓄积而突破到预警位4以上，而发生溢流而环境或者使机器人受到的压力过大而影响机器人或者待清理疏浚结构等的安全等各种产生负面影响的状态，这就可以通过控制结构的进一步打开所处管道，从而可以增加液体通过相应管道而起到泄流降低后方液位的目的。当然在液体降低预警位4以下时就可以重新关闭控制结构而恢复封堵；也可以在继续降低至合适的工作液位高度时再行重新关闭控制结构而恢复封堵。故而这里的控制结构就是一个为保障联系安全地清理工作，而设置的一个安全控制机构。

当然，需要注意的是，如图5所示，主体上控制结构25的设置，其设置的数量和位置主要随着主体内设置的管道26(一种连通部结构)的数量而设置，这里管道进出端设置的方向主要与主体的长形结构的延伸方向一致，只要能实现需要时，沟通机器人前后两侧即可，也就是当受到压力大于阈值时，能够泄流即可，而无需管道自身的延伸方向与主体的延伸方向一致。当然在条件允许的情况下也不要求每个管道上都设置控制结构，并以此来控制通过相应管道的液体流动。当如图中主体上设置有多个连通部26也就是设置有多个管道201时，机器人正常工作时，可以保持多个连通部26(管道201) 全部处于封闭状态，也可以在机器人后方具有较高的液流量时保持部分连通部26打开或者全部连通部26部分打开，以获得连续的泄流。而在后方液流蓄积达到预警位时，则进一步打开连通部26而增强泄流能力。这种多连通部 26并联的形式有利于提高机器人在工作过程中，对前后两侧液体蓄积状态的调整控制能力。

此外，在包括而不限于上述方案中，如图6所示，这里的用于限制液体流动的限制构件为具有中空空间的囊结构，也就是该囊结构具有中空空间被充满时的膨胀状态和中空空间未充满的收缩状态。当填充气体即为气囊，如气球27；当然也可以填充液体或者其它流动介质。在图中采用了高压气源提供的高压气体为填充介质，在机器人被释放到待清理疏浚结构中如城市下水道中后，可以在此时送气管24为气球27充气，而逐渐使其膨胀，逐渐封闭气球27所处的管道201，实现封堵，此时机器人后方的液体即逐渐蓄积。当然这里的气球27也可以在地面上预先进行灌充至膨胀状态，然后机器人进入液下的工作位置后就无需再行填充，这不仅利于在地面的检察，而且在一定程度上可以简化设备维护和提高效率。这与机器人的封堵结构同样采用气囊时，两者的充气时机是可以不一样的。此时，在需要泄流时，可以将气球27 中的气体释放，也就是打开气球27上的放气口，是气球27体积缩小即可，这种设置的气球27可以为位置固定的限制在机器人主体的连通部26也就是管道201内；而在泄流后，可以重新关闭放气口，对气球27重新充气即可重新实现连通部26的封闭。如图7所示，也可以将气球27设置为通过系泊的形式设置在主体的连通部26内，而在需要泄流时，通过释放系泊气球27的牵引绳，将气球27由固定位置释放到连通部26外；而在泄流完成后再次牵引回系泊位置，如采用类似于设置在主体或者连通部26后方的牵引电机的形式即可实现。当然需要注意的是这里的气球27可以替换为橡胶球28，同样能够实现这一牵引系泊的目的。

当然在上述方案中，气球27也可以采用橡胶球或者表层具有弹性体如橡胶弹性体或者涂胶层的木球铁球或者柱体以及其它的类似功能的构件来代替。

当然这里的限制构件还可以为在每个连通部26如每个管道201内设置的单向阀，如图8所示，该单向阀291限定的液体流动方向为由机器人蓄积液体的后部向机器人的前部。当机器人后部的液体蓄积达到预警位时，同样单向阀291也达到了其安全压力上限，比如通过特定规格弹簧来赋予该单向阀291一个安全压力上限，该弹簧(及其类似结构在图中均未标记)给予单向阀291的阀门的压力方向与其允许的液体流动方向相反，故而在液体蓄积达到预警位时，液体给予阀门的压力大于弹簧给予的压力，从而迫使单向阀 291自行开启而泄压，而在泄压完成后，又在弹簧作用下完成复位，从而可以实现连续工作。

当然这里的限制构件还可以为在每个连通部26如每个管道201内设置的电磁阀292，电磁阀292由地面控制，比如在地面观察到蓄积的液体达到预警位4时，向电磁阀292发出控制指令，打开电磁阀292而泄流。而在泄流完成后，再次由地面发出指令控制电磁阀292关闭，而实现连续工作。当然电磁阀292也可以由设置在液面以下的机器人自身控制，比如此时可以在机器人后部也就是面对蓄积的液体的位置设置压力传感器，从而实时监测蓄积液体所形成的压力，在检测到压力达到设定阈值，也就是对应地蓄积液体达到预警位4时，可以通过压力传感器反馈的压力信号经由机载控制系统如 PLC自动向电磁阀292发出开启的控制指令进行泄流，而在泄流完成后，即压力传感器检测到的压力参数达到预设的安全区间后，再次由机载控制系统如PLC发出指令控制电磁阀292关闭，而实现连续工作。

清理面/封堵面6是指封堵结构其在待清理疏浚结构1的待清理面上所形成的工作接触部的连线所形成的，而非强调封堵结构其自身，在采用板型或者环形或者其它类似的封堵结构时，可以视为一体。

另外，在包括而不限于上述方案中，我们需要注意到，如图2所示，本实用新型所要求的机器人2在工作状态时所形成的清理面/封堵面6，无论在两者重叠或者各自独立而分离的状态下，其理论状态下可以为只要与交接点的主体21的长形结构的延长方向或者待清理疏浚结构1的延伸方向(以待清理疏浚结构1的中心线为例)不发生重合，即可以产生封堵和清淤疏浚的作用。当然本实用新型方案中选择了以清理面/封堵面6与主体21的长形结构的延长方向5的夹角成90度，以期可以在最简化的封堵结构情况下实现其封堵和清理疏浚功能，此时的封堵结构甚至可以简化为一块具有适当强度和封堵功能的板结构或者环结构等，当然这仅仅是举例说明，其封堵结构也可以设计为其它的结构一起获取更好的清理疏浚(如设置铲形结构等)或者封闭效果(如设置封胶结构等)。当然清理面/封堵面6与主体21的长形结构的延长方向5的夹角成其它角度时也是可行的，比如成30度、45度、60度、20度等或者是其它角度都应当会满足相应的功能要求。一般情况下，需要注意的是，主体21的长形结构的延长方向或者待清理疏浚结构1的延伸方向(以待清理疏浚结构1的中心线为例)两者在实际操作中是重合的，故而我们在权利要求部分仅以主体21的长形结构的延长方向来说明。

当然，在包括而不限于上述方案中，由于主体21具有连续或者不连续的长形结构(也就是由多个单元结构组成等)，此时封堵结构在主体21上的设置就可以有多种可能的方案，比如，单个封堵结构在主体21上的设置宽度可以等同于主体21的长形结构的长度，这就使得封堵结构在主体21的长形方向上与主体21实现完全的覆盖，使主体21能够获得完全的保护，并且增加工作时的封堵面6积和清理疏浚的剪切面积。也可以单个封堵结构的宽度小与主体21的长形结构的长度，此时同样的，封堵结构可以在主体21的延长方向上设置一个或者多个，无论是设置一个或者多个都只需要满足机器人2 的清理疏浚要求即可。而设置多个时，如大于等于2个时，对于机器人2上封堵结构的具体设置安装组合更是有多种方案，比如可以为多个封堵结构在主体21的长形结构上均匀设置，彼此之间间距相同；也可以为多个封堵结构在主体21的长形结构上紧密设置，彼此之间无间距；还可以为多个封堵结构在主体21的长形结构上不均匀设置，彼此之间间距不相同；还可以为多个封堵结构在主体21的长形结构上分组设置，同一组的彼此之间间距相同或者紧密相邻。包括而不限于上述的组合情况，都可以各自或者组合地应用于单一主体21结构或者多个主体21单元组成的结构。当然这些组合的在主体21 或者主体21单元上的具体位置则视各自需要或者要求而定。比如在主体21 或者主体21单元上设置至少两个封堵结构时，其中两个封堵结构可以设置在主体21或者主体21单元的端部或者端部附近。

在包括而不限于上述方案中，机器人2的封堵结构在待清理疏浚结构1，如城市下水道，工作时所形成的封堵面6，其设置的目的就是为了通过这一封堵面6来为机器人2获取正常工作状态下所需的工作动力，这种动力可以包括前进所需或者包括推动淤积物前进所需或者包括积液阻力所需等等。当然这里封堵的另一个前提，也就是应当满足安全生产所需，也就是说此时的封堵位置的后方不应发生溢流等危害环境或者交通或者其它安全生产等的情况。故而在一定的工况条件下，封堵结构所形成的封堵面6上可以形成有供泄压用间隙如特定开启的阀门或者泄流口等，这种间隙可以形成在封堵结构与待清理疏浚结构1的接合处，也可以形成在封堵面6上的任意位置；也可以在后方设置其它的分流设备，比如在城市地方管道清淤时可以在起点窨井设置预防性的抽水机，当然跟现有技术方案相比这里的抽水机无需在整个工期连续工作，而只有蓄积液流达到预警位4(图1中所示)时排除可能出现的险情即可，并且对功率要求也较现有技术低。必然地降低了成本要求。

作为一种更具体的方案，当封堵结构采用气囊装置时，其设置的气囊22，这里的气囊22可以通过法兰盘或者螺钉螺栓等固定结构连接设置到本体外侧。当然此时还可以如图3所示的，用额外附加固定板在其前后侧限定气囊22这不仅能够提供其安全性，也可以限制其膨胀方向以确保与待清理疏浚结构1的待清理疏浚面保持足够的压力。这种气囊装置的气囊22可以如图3 所示在主体21或者主体21单元的前后两端或者其端部附近分别设置有两个。在机器人2完成准备工作进入待清理疏浚结构1内部时，气囊22可以保持为未充气或者未充满状态，此时机器人2的尺寸小于待清理疏浚结构1的内部尺寸，如小于地下管道的内径，而在进入后即可以对气囊22进行充气至合适的压力，在图中采用了由具有防水性能的电磁阀23和由该电磁阀23控制送气的外接气源的送气管24，外接气源包括高压气泵、气瓶等；电磁阀23的防水可以通过在其外设置有防水盒，通过控制电磁阀23而控制送气管24给气囊22充气。当然还可以再在气囊22上设置一个放气口，同样由电磁阀23 控制，以在需要的情况下对气囊22放气，以完成泄流，或者回收。在气囊 22膨胀并贴合到待清理疏浚面，如地下管道的内表面。而完成封堵，此后，完成封堵后的机器人2其前方的待清理疏浚结构1中的液体则得不到补充，而后方的液体则不断蓄积，比如地下管道内，机器人2前方的得不到补充而不断减少甚至排空，后方的水不断蓄积。在蓄积到一定程度，也就是蓄积的液体给予机器人2的压力大于其所受到的阻力时，则推动机器人2前进，正式开始清淤工作。当然为了给气囊22充气，也可以将压缩气瓶或者具有产气能力的物质如干冰等内置到机器人2中，在机器人2就位并得到指令时就可以通过内置气源供气，这种内置可以为设置在主体21上或者气囊22上，比如内置到气囊22内也是可行的，这就可以不需要导气管的设置，而设置在气囊22外或者主体21上则至少应当使气囊22与气源之间有连通的导气口。当然对电磁阀23的控制可以采用有线或者无线控制。一般封堵装置采用气囊装置时，主体的在其径向也就是垂直于延长方向的尺寸小于气囊在该方向的尺寸。

当然在采用气囊装置时，考虑到其性能，特别是气囊性能在磨损、穿刺划伤等方面可能存在的不足，还可以为气囊上，至少在其与待清理疏浚面发生直接接触的部分，设置一层保护结构，比如采用高强度耐磨耐腐蚀的橡胶材料制备的保护套套设在气囊上。

在包括而不限于上述方案中，如上所述的气囊状还可以被替换为无需充气的各种设计合适的封堵结构，如采用金属材质特别是不锈钢材质、陶瓷材质、橡胶材质或者塑料材质等均可用，当然也可以这些材料所形成的复合结构，比如铝合金内芯外包橡胶层、普通钢内芯外包橡胶层等。无论采用何种结构或者材质，其总体要求应当满足作业要求的强度、磨损和腐蚀等方面的要求。比如在城市地下管网清淤时应当至少具有足够的强度、抗磨损、耐酸碱以及微生物侵蚀、抗穿刺划伤等多方面的性能。其效果和功能与前述类似，这里就不一一赘述，只要满足时间工作要求和机器人2在装备后能实现安全作业即可。当然在，上述金属材质或者陶瓷材质的封堵结构时考虑到其与待清理疏浚面的接合性，还可以在其工作界面提供一些额外的密封辅助层，如提供一层胶以形成合适的密封性的胶质层，当然这种胶可以在工作前预先涂覆，也可以工作过程中由设置在机器人2上的供胶设备进行实时供应。这种供胶设备可以设置在主体上，通过供胶管向接合面供胶。

本实用新型的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本实用新型，本实用新型的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本实用新型的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。

在本申请案中标题及章节的使用不意味着限制本实用新型；每一章节可应用于本实用新型的任何方面、实施例或特征。

应理解，本实用新型的各图及说明已经简化以说明与对本实用新型的清楚理解有关的元件，而出于清晰性目的消除其它元件。然而，所属领域的技术人员将认识到，这些及其它元件可为合意的。然而，由于此类元件为此项技术中众所周知的，且由于其不促进对本实用新型的更好理解，因此本文中不提供对此类元件的论述。应了解，各图是出于图解说明性目的而呈现且不作为构造图式。所省略细节及修改或替代实施例在所属领域的技术人员的范围内。

可了解，在本实用新型的特定方面中，可由多个组件替换单个组件且可由单个组件替换多个组件以提供一元件或结构或者执行一或若干给定功能。除了在此替代将不操作以实践本实用新型的特定实施例之处以外，将此替代视为在本实用新型的范围内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.清理疏浚机器人，其特征在于，包括：

主体，其具有长形结构；

封堵结构，所述封堵结构具有装配位，该装配位与所述主体上对应的配合位相适应，所述封堵结构通过该装配位与配合位安装到主体上并且在主体上设置有至少一个，所述主体上的封堵结构所形成封堵面与主体的长形结构的延伸方向之间的夹角大于0度；

所述主体上还具有控制结构，所述控制结构其至少包括用于按照指令受控地连通主体在封堵结构两侧的连通部；

所述机器人在工作状态时，其封堵结构在待清理疏浚结构中，封堵结构与待清理疏浚结构的待清理面成封堵状态，使机器人在待清理疏浚结构内的压力下移动，至少通过封堵结构对待清理疏浚结构的待清理面的刮扫，而完成对待清理疏浚结构的清理疏浚；

所述连通部至少在如下状态时处于受控连通状态：机器人处于工作状态时，其受到的压力达到设定阈值。

2.根据权利要求1所述的清理疏浚机器人，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括设置在主体结构上的至少一个管道以及设置在该至少一个管道上的用于控制管道联通状态或者封闭的控制组件，所述管道在控制组件开启时完全地或者部分地联通机器人在其主体长形结构延伸方向的两侧；

所述联通状态包括相应管道的全部联通状态或者部分联通状态。

3.根据权利要求2所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述控制组件包括限制构件，所述限制构件活动地设置在管道中以其自身的在管道截面方向的外形对管道的联通状态进行限制。

4.根据权利要求3所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述限制构件包括具有中空空间以及内部形成该中空空间的封闭的囊结构。

5.根据权利要求4所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述囊结构为柔性的，并且其上还具有充气构件，该充气结构用于为该柔性的囊结构充气，以至少保证其在对管道进行限制时处于膨胀状态。

6.根据权利要求5所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述充气构件包括连通到囊结构内的中空空间的充放气管；和/或

气源，所述气源连接到充放气管，用于按照指令向囊结构充气。

7.根据权利要求2所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述控制组件还包括阀构件，所述阀构件设置管道中通过其自身的开启或关闭对管道的连通状态进行限制。

8.根据权利要求7所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述阀构件为单向阀，至少在感知到的压力达到设定阈值时所述单向阀允许的介质流动方向与机器人工作时的移动方向一致。

9.根据权利要求7所述的清理疏浚机器人，其特征在于，所述阀构件为电磁阀阀体以及与电磁阀阀体匹配的控制装置，所述电磁阀阀体在接受到控制装置发出的控制信号时通过电磁阀阀体自身的开启/关闭信号而对管道的连通状态进行限制。

Images