CN211690727U - 应用有纠偏装置清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应用有纠偏装置清淤机器人，涉及箱涵清淤技术领域，旨在解决现有的机器人需要人工监控其移动线路是否偏转，导致使用效果相对不佳的问题，其包括机器人主体，机器人主体包括车身主体和驱动装置，机器人主体上还设置有纠偏装置一，纠偏装置一包括距离感应器以及纠偏控制器，距离感应器至少为两组且其检测方向分别朝向机器人主体的两侧，纠偏控制器电信号连接于距离感应器；驱动装置包括两个分别位于车身主体两侧的轮组以及驱使轮组转动的动力源，两个所述轮组分别联动有动力源；所述纠偏控制器耦接于动力源且根据距离感应器输出的感应信号控制动力源。本实用新型可减小人工监控机器人是否偏转的麻烦，方便工作人员使用。

Description

应用有纠偏装置清淤机器人

技术领域

本实用新型涉及箱涵清淤技术领域，尤其是涉及一种应用有纠偏装置清淤机器人。

背景技术

箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞，在可用于构建地下管网，收集沿线区域雨水并将其雨水排入指定河流等。实际使用时，由于周边污水管线错接、混接，箱涵内部底泥淤积严重，因此需要对箱涵内部清淤作业。

公开号为CN109440915A的专利：一种下水管道清淤机器人，包括粉碎装置、车身主体结构、顶轮装置、电控集成系统、驱动装置、摆臂旋转装置、观察镜及操控箱。机器人最前端设有粉碎装置等辅助工具，根据现场的作业环境配置所需的工具系统，工具系统采用电力作为动力源，提高操作可靠性。机器前端装有观察镜，可直观的将下水管道中复杂的作业环境反馈出来。采用四轮双驱动，可独立控制，动力与驱动轮之间可自由通断，驱动轮可自由选择，根据外部主力自动选择驱动数量，没有驱动的轮子自动与动力源切断，减少驱动阻力。

上述内容展示了一种可用于对箱涵管道等做清淤作业的机器人，但是其使用时存在这样的问题，受箱涵内底平整度、机器人各个驱动轮转速偏差等影响，机器人在行进的过程中发生偏移，导致需要人工监控其行走路线并调控，导致使用效果相对不佳，因此提出一种新的技术方案。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种应用有纠偏装置清淤机器人，其可减小人工监控机器人是否偏转的麻烦，方便工作人员使用。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

应用有纠偏装置清淤机器人，包括机器人主体，所述机器人主体包括车身主体、用于驱动车身主体的驱动装置以及清淤装置，所述机器人主体上还设置有纠偏装置一，所述纠偏装置一包括距离感应器以及纠偏控制器，所述距离感应器至少为两组且其检测方向分别朝向机器人主体的两侧，所述纠偏控制器电信号连接于距离感应器的感应信号输出端且耦接于机器人主体的驱动装置；

所述驱动装置包括两个分别位于车身主体两侧的轮组以及驱使轮组转动的动力源，所述轮组包括多个转动连接于车身主体同一侧的驱动轮，两个所述轮组分别联动有动力源；

所述纠偏控制器耦接于动力源且根据距离感应器输出的感应信号控制动力源。

通过采用上述技术方案，使用时，工作人员可对纠偏控制器设置，使得纠偏控制器在接收到距离感应器反馈的检测值后，可对控制车身两侧的动力源对驱动轮做增速或减速控制，以带动车身主体偏转回去；根据上述内容可知，本实用新型可减小人工监控机器人移动是否偏转带来的不便，提高使用效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述距离感应器包括接近开关，所述接近开关的输出端电信号连接于纠偏控制器。

通过采用上述技术方案，本实用新型通过接近开关来感知车身主体相对箱涵管道内壁的位置，并反馈检测信号到纠偏控制器。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述纠偏控制器包括PLC控制器，所述动力源包括电机，所述电机的输出轴至少同轴固定于一个驱动轮，所述PLC控制器连接并控制电机。

通过采用上述技术方案，本实用新型采用PLC控制器来做自动控制的硬件基础，相对于单片机控制器、MCU等，其安装使用相对简易，方便工作人员后期根据需要对其设置。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：同一组的多个驱动轮朝向车身主体中心一侧同轴固定有传动齿轮，多个位于车身主体同侧的传动齿轮套设有传动链条。

通过采用上述技术方案，同一侧的驱动轮通过传动链条和传动齿轮配合实现主动、同步转动，相对于单一主动，其移动更为稳定且在纠偏时效果相对更佳。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述车身主体上设置有纠偏装置二，所述纠偏装置二包括多个分别设置于车身主体两侧的侧架体，所述侧架体上转动连接有侧轮，所述侧轮的转动平面垂直于驱动轮的转动平面，所述侧轮的轮面突出车身主体。

通过采用上述技术方案，在车身主体偏转时，侧轮可先抵接箱涵管道的内壁，减小车身主体损伤的几率；同时，侧轮还可在纠偏时配合起到引导作用，从而使用效果相对更佳。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述侧架体固定有滑动杆，所述滑动杆的长度平行于车身主体的宽度且滑移连接于车身主体，所述车身主体上设置有用于锁定滑动杆的锁定件。

通过采用上述技术方案，工作人员可根据实际需求，调节滑动杆相对车身主体的位置，以改变侧轮相对车身主体的位置，适应不同的使用需求，从而使用效果相对更佳。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑动杆外壁环绕成型有环台且套设于有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端朝向环台朝向车身主体中心的一侧，另一端固定；

所述锁定件为螺栓，所述滑动杆上开设有多个定位孔，多个所述定位孔沿滑动杆的长度方向分布，所述定位孔平行于滑动杆长度的孔长大于螺栓直径，螺栓从定位孔穿过且螺纹连接于车身主体。

通过采用上述技术方案，锁定件可在定位孔内做一定滑动，即滑动杆通过锁定件锁定后可做一定轴向移动；在侧轮碰撞箱涵管道内壁时，滑动杆带动其上的环台压缩缓冲弹簧，通过缓冲弹簧减小碰撞力，以减小损伤几率，从而使用效果相对更佳。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述缓冲弹簧朝向环台的一端固定有套设滑动杆的环板，所述环板内嵌设有压力传感器，所述压力传感器的感应端朝向环台且突出环板的板面，所述压力传感器的信号输出端电信号于纠偏控制器。

通过采用上述技术方案，使用时，工作人员可对纠偏控制器设置；当压力传感器反馈至纠偏控制器的压力检测值超出某一阈值时，控制动力源驱带动驱动轮增速或减速，以驱使车身主体偏转回去。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述侧轮位于车身主体的头部侧面，所述距离感应器位于车身主体的中部侧面。

通过采用上述技术方案，车身主体发生偏转时，侧轮或者说压力传感器先被触动，相对于接近开关，其可防止被频繁触发的几率且侧轮更容易先于车身主体碰撞箱涵管道内壁；同时，根据两点确定一条直线可知，此时纠偏效果相对更佳。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1、在车身主体中部的两侧方位设有接近开关，接近开关连纠偏控制器，纠偏控制器根据接近开关的反馈信号控制两个动力源分别调节车体两侧的驱动轮的转速，即本实用新型可用于自动纠偏，从而减小了人工监控机器人移动是否偏转带来的不便，使用效果相对更佳；

2、在车身主体的头部两侧方位设有突出在外的侧轮，车身偏转时侧轮先抵接箱涵管道内壁，从而可减小车身损伤几率；

3、侧轮和车身主体之间有缓冲弹簧，碰撞时可通过其缓冲减震，减小损伤几率；同时，在缓冲弹簧朝向侧轮侧连接有压力传感器，压力传感器电信号连接于纠偏控制器，从而根据压力传感器反馈到纠偏控制器的压力检测值判断车身主体是否偏转，做纠偏控制的依旧，用于配合接近开关更好的完成纠偏工作。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的系统框图，主要用以展示控制结构。

图3是本实用新型局部结构示意图，主要用以展示传动齿轮和传动链条。

图4为本实用新型的纠偏装置二的局部爆炸示意图。

图中，1、纠偏装置一；11、距离感应器；12、纠偏控制器；21、轮组；211、驱动轮；212、传动齿轮；213、传动链条；22、动力源；221、电机；222、变频器；3、纠偏装置二；31、侧架体；32、侧轮；33、滑动杆；331、环台；332、定位孔；34、锁定件；35、缓冲弹簧；4、环板；5、压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的应用有纠偏装置清淤机器人，包括机器人主体、纠偏装置一1（标示于图2）和纠偏装置二3，其中机器人主体包括车身主体，在车身主体的下部安装有驱动装置驱使其移动，在车身主体的前部安装有清淤装置，清淤装置包括摇臂旋转机构和清淤头，摇臂旋转机构可旋转铲车的臂，清淤头可根据实际清淤需求更换，可直接采用铲车的铲斗，铲斗安装抽污管道，抽污管道的端口连通于铲斗的内腔。

当本实用新型置于箱涵管道内工作时，驱动装置驱使车身主体移动，清淤头铲起污泥，抽污管道通过抽污泵将污泥抽走，以做清淤作业。

参照图1和图2，驱动装置包括两个分别位于车身主体两侧的轮组21，轮组21包括多个驱动轮211，驱动轮211通过适配的转轴转动连接于车身主体。在车身主体上还安装有动力源22用于驱使驱动轮211转动，动力源22包括电机221，电机221的输出轴同轴固定（或采用齿轮组传动）于同一轮组21的某一驱动轮211；两个轮组21分别采用一组动力源22驱动。

参照图2，纠偏装置一1包括距离感应器11以及纠偏控制器12，其中距离感应器11为两个且分别设置于车身主体的两侧，距离感应器11固定于一底座，底座通过螺栓固定于车身主体且其感应端朝向车身主体的侧面，即使用过程中朝向箱涵管道的内侧壁。

距离感应器11包括接近开关，例如：施耐德的光电或超声波型接近开关。在距离感应器11选择接近开关时，

一种做法：接近开关选择三线制，其信号输出端串联一继电器的线圈，继电器的常闭触点串联于车身主体另一侧的电机221的电源回路。当车身偏转，车身主体两侧和箱涵管道内壁之间的间距，一侧增大，一侧减小，直到某一接近开关（接近侧）被触发，此时其断开同侧电机221的电路，使得一个电机221停止，另一个电机221继续转动，从而使得车身偏转回去。

另一种做法：纠偏控制器12包括PLC控制器，电机221耦接适配的变频器222，变频器222电信号连接于PLC控制器。使用时，工作人员对PLC控制器设置，使其在接收到接近开关输出的信号（高低电平）后，通过变频器222控制车身主体另一侧的电机221减速，以使车身偏转回去。

参照图3，在驱动轮211的朝向车身主体中心的一侧同轴固定有传动齿轮212，同一侧的多个传动齿轮212上套设有同一传动链条213（附图部分展示链条结构）。此时同一侧的多个驱动轮211均为主动，从而其启停同步，在纠偏时效率相对更高。工作人员还可在同侧的多个驱动轮211上套设履带将其改为履带轮结构，以加强行走的稳定性。

参照图1，上述纠偏装置一1安装于车身主体的中部侧方位，纠偏装置二3安装于车身主体的头部的侧方位，两者配合使用，以加强纠偏效果。

参照图4，纠偏装置二3包括两个分别设置于车身主体两侧的侧架体31，在侧架体31上转动连接有多个侧轮32，多个侧轮32沿车身主体的长度方向排布，侧轮32的转动平面垂直于驱动轮211的转动平面且突出车身主体的侧面。

使用时，车身主体两侧的侧轮32可减小车身主体偏转后和箱涵管道内壁发生碰撞的几率，还可配合纠偏装置一1用于引导车身主体偏转回去。

参照图4，侧架体31靠近车身主体中心的一侧焊接固定有适配的滑动杆33，滑动杆33平行于车身主体的宽度；在车身主体上通过螺栓固定有多个同轴的半环，滑动杆33轴向穿设于半环内，以安装于车身主体。

在滑动杆33的外壁周向环绕成型有环台331且套设有缓冲弹簧35，缓冲弹簧35的一端固定于固定滑动杆33的半环，另一端朝向环台331。

在固定滑动杆33的半环上穿设有锁定件34，锁定件34为螺栓；在滑动杆33上开设有多个定位孔332，多个定位孔332沿滑动杆33的长度分布；定位孔332的孔深方向竖向且其平行于滑动杆33长度的孔长大于螺栓的直径（差值在3-5cm）。

使用时，锁定件34穿设依次半环和定位孔332，再螺纹连接于车身主体，以将滑动杆33锁定于车身主体。因为定位孔332为多个，所以可根据箱涵管道的宽度调节滑动杆33相对车身主体的位置，使其适用性更佳；因为锁定件34可在定位孔332内做一定移动，即滑动杆33可做一定轴向移动且又有缓冲弹簧35，所以在车身主体偏转，导致侧轮32碰撞时，可利用缓冲弹簧35缓冲，以减小损坏几率。

参照图4，在缓冲弹簧35朝向环台331的一端固定有套设于滑动杆33的环板4，环板4内嵌设固定有压力传感器5，压力传感器5的感应端的朝向环台331且突出环板4的板面；压力传感器5的信号输出端电信号连接于纠偏控制器12。

使用时，工作人员对纠偏控制器12设置并预设压力阈值；当车身主体偏转，某同一侧的侧轮32抵接箱涵管道内壁，改侧的压力传感器5反馈到纠偏控制器12的压力检测值大于压力阈值时，纠偏控制器12控制车身主体另一侧的电机221减速，该电机221位于反馈上述压力值的压力传感器5的相对侧，以使车身主体能对应偏转回去。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用有纠偏装置清淤机器人，包括机器人主体，所述机器人主体包括车身主体、用于驱动车身主体的驱动装置以及清淤装置，其特征在于：所述机器人主体上还设置有纠偏装置一（1），所述纠偏装置一（1）包括距离感应器（11）以及纠偏控制器（12），所述距离感应器（11）至少为两组且其检测方向分别朝向机器人主体的两侧，所述纠偏控制器（12）电信号连接于距离感应器（11）的感应信号输出端且耦接于机器人主体的驱动装置；

所述驱动装置包括两个分别位于车身主体两侧的轮组（21）以及驱使轮组（21）转动的动力源（22），所述轮组（21）包括多个转动连接于车身主体同一侧的驱动轮（211），两个所述轮组（21）分别联动有动力源（22）；

所述纠偏控制器（12）耦接于动力源（22）且根据距离感应器（11）输出的感应信号控制动力源（22）。

2.根据权利要求1所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述距离感应器（11）包括接近开关，所述接近开关的输出端电信号连接于纠偏控制器（12）。

3.根据权利要求2所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述纠偏控制器（12）包括PLC控制器，所述动力源（22）包括电机（221），所述电机（221）的输出轴至少同轴固定于一个驱动轮（211），所述PLC控制器连接并控制电机（221）。

4.根据权利要求1所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：同一组的多个驱动轮（211）朝向车身主体中心一侧同轴固定有传动齿轮（212），多个位于车身主体同侧的传动齿轮（212）套设有传动链条（213）。

5.根据权利要求1所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述车身主体上设置有纠偏装置二（3），所述纠偏装置二（3）包括多个分别设置于车身主体两侧的侧架体（31），所述侧架体（31）上转动连接有侧轮（32），所述侧轮（32）的转动平面垂直于驱动轮（211）的转动平面，所述侧轮（32）的轮面突出车身主体。

6.根据权利要求5所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述侧架体（31）固定有滑动杆（33），所述滑动杆（33）的长度平行于车身主体的宽度且滑移连接于车身主体，所述车身主体上设置有用于锁定滑动杆（33）的锁定件（34）。

7.根据权利要求6所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述滑动杆（33）外壁环绕成型有环台（331）且套设于有缓冲弹簧（35），所述缓冲弹簧（35）的一端朝向环台（331）朝向车身主体中心的一侧，另一端固定；

所述锁定件（34）为螺栓，所述滑动杆（33）上开设有多个定位孔（332），多个所述定位孔（332）沿滑动杆（33）的长度方向分布，所述定位孔（332）平行于滑动杆（33）长度的孔长大于螺栓直径，螺栓从定位孔（332）穿过且螺纹连接于车身主体。

8.根据权利要求7所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述缓冲弹簧（35）朝向环台（331）的一端固定有套设滑动杆（33）的环板（4），所述环板（4）内嵌设有压力传感器（5），所述压力传感器（5）的感应端朝向环台（331）且突出环板（4）的板面，所述压力传感器（5）的信号输出端电信号连接于纠偏控制器（12）。

9.根据权利要求8所述的应用有纠偏装置清淤机器人，其特征在于：所述侧轮（32）位于车身主体的头部侧面，所述距离感应器（11）位于车身主体的中部侧面。

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