CN214868560U - 用于建筑电气施工保护管的穿线机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及建筑电气施工领域，公开了一种用于建筑电气施工保护管的穿线机器人。该穿线机器人包括前车体和后车体，所述前车体和后车体均包括中心结构件和行走机构，所述中心结构件沿周向设置有至少两组所述行走机构，所述行走机构通过可压缩结构与中心结构件相连接，所述前车体的中心结构件和后车体的中心结构件之间通过万向轴连接，所述后车体设置有线缆夹线器。本实用新型的机器人可以实现灵活转弯功能；行走机构通过可压缩结构与中心结构件相连接，具有减震避震，同时自动适配保护管内径。该机器人的设计，能够代替传统的人工操作进行保护管穿线，从而有效节省人力成本，且大大提高穿线效率，保证穿线过程中的质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑电气施工领域，尤其是一种用于建筑电气施工保护管的穿线机器人。
背景技术
建筑施工过程中的电气部分，包括照明、消防、供电等电气系统在安装施工过程中，都需要敷设线缆，如电线、信号线等，而为了保护线缆，延长使用寿命，需要将线缆穿设在保护管内，而保护管基本都是敷设在板、梁、墙等的砼保护层里。
目前传统的穿线方法多是人工操作，工人用卷线盘来驱动牵引线移动，从而对线缆进行牵引穿管。实际施工过程中，由于线缆数量多、长度大、保护管形状及走向受土建作业影响较大，人工手动穿线费时费力，需要耗费大量的人力，并且工作效率低下，很容易延长工期，从而增加施工费用的投入。
为了更方便快捷的进行穿线，一些专家学者对穿线方法进行了相关研究，如王福兴在《电线管穿引线法》中提到利用空气压缩机的空气压力向一端电线管口吹气，并同时逐渐送入细腊绳，直至细腊绳从另一端跳出管外。再用细腊绳拉引线牵电线即可完成电线管穿线任务。郭伟在《一种旋转穿线小工具》中提到一种旋转穿线小工具，此小工具由旋转穿线工具的简易手柄和旋转穿线工具的绕线“抓手”组成，两部分焊接在一起，即将第二部分靠近螺母一端对心焊接在第一部分的长钢管远离短钢管的一端。此方法可旋转拉拽铁丝及电线，可依据个人施工受力及舒适度调整工具长度。在申请号为CN202021196105.6和CN201822001350.6的专利申请分别发明了穿线机器人。上述穿线方法及穿线装置人工参与的部分较多。
专利号为CN201922015182.0的专利申请公开了一种管道穿线牵引车，该牵引车由中心车体和前、后设置在中心车体的与管道内壁滚动配合的两驱动轮系构成，每一驱动轮系包括三驱动轮组，三驱动轮组以中心车体为中心、径向呈正星形位安装在中心车体上，每驱动轮组的轮架中安装驱动滚轮的直流电机及其电池，中心车体为丝杆，驱动轮系为管径可调式轮系，其中的调节环与中心车体构成丝杠丝母机构，中心车体外端设有旋调手轮，每一驱动轮组的轮架轴向铰接在轮系套环上，轮系套环自由套装在旋调手轮与中心车体之间的中心杆上，调节环与轮架之间连接调节连杆。该管道穿线牵引车体积小巧，可以较好地实现管道的穿线，同时通过调整调节环的位置带动轮架径向扩展或回缩，可以适用不同管径的管道。但是仍然存在一些问题，其一，该管道穿线牵引车无法在管道内实现转弯，即无法完成弯管的穿线，其二，轮架的扩展或回缩需要手动进行调整，操作相对不方便，而且在管道穿线牵引车进入管道后则无法再进行调整。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，可以在管道内转弯，实现弯管穿线。
本实用新型公开的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，包括前车体和后车体，所述前车体和后车体均包括中心结构件和行走机构，所述中心结构件沿周向设置有至少两组所述行走机构，所述行走机构通过可压缩结构与中心结构件相连接，所述前车体的中心结构件和后车体的中心结构件之间通过万向轴连接，所述后车体设置有线缆夹线器。
优选地，所述可压缩结构包括连接杆和弹性件，所述连接杆一端与中心结构件相铰接，另一端与行走机构相连接，所述弹性件两端分别与连接杆以及中心结构件相铰接。
优选地，所述连接杆通过与中心结构件的铰接朝向中心结构件的后端倾斜，所述连接杆与中心结构件的前端之间形成钝角，所述连接杆与中心结构件的后端之间形成锐角。
优选地，所述弹性件为压簧，所述弹性件连接于连接杆与中心结构件形成的锐角侧。
优选地，所述前车体和后车体的中心结构件均设置有三组行走机构，三组行走机构沿中心结构件周向均匀分布。
优选地，每个行走机构分别设置有驱动元件和轮组，所述驱动元件与轮组传动连接。
优选地，所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，还包括有遥控设备，所述前车体的前端设置有用于观察保护管内情况的云台相机，所述云台相机设置有用于发送图像信息的图传模块，所述遥控设备设置有图像接收设备用于接收图传模块发送的图像信息，所述前车体或者后车体设置有控制器，所述控制器与遥控设备连接用于接收遥控设备的指令，所述控制器与驱动元件相连控制行走机构的运动。
优选地，所述前车体或者后车体设置有控制器，所述前车体的前端设置有避障扫描仪，所述控制器与避障扫描仪相连接用以接收避障扫描仪的信号，所述控制器与行走机构相连接用于控制行走机构的运动。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中前车体和后车体之间通过万向轴连接，使得前车体和后车体之间可以实现弯折，从而适应于保护管弯折处，使得机器人在机械结构上实现灵活转弯功能；行走机构通过可压缩结构与中心结构件相连接，具有减震避震，使机器人工作状态更稳定，同时自动适配保护管内径，便于机器人在曲面状的管壁内移动，顺利行走。该装置的设计，能够代替传统的人工操作进行保护管穿线，从而有效节省人力成本，且大大提高穿线效率，保证穿线过程中的质量。
附图说明
图1是本实用新型的主视图；
图2是本实用新型的侧视图；
图3是本实用新型的仰视图；
图4是本实用新型的转弯示意图。
附图标记：前车体1，后车体2，中心结构件3，行走机构4，驱动元件5，轮组6，万向轴7，连接杆8，弹性件9，线缆夹线器10，云台相机11，避障扫描仪12，控制器13。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1、3所示，本实用新型的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，包括前车体1和后车体2，所述前车体1和后车体2均包括中心结构件3和行走机构4，所述中心结构件3沿周向设置有至少两组所述行走机构4，所述行走机构4通过可压缩结构与中心结构件3相连接，所述前车体1的中心结构件3和后车体2的中心结构件3之间通过万向轴7连接，所述后车体2设置有线缆夹线器10。
使用时，将线缆固定在后车体2的线缆夹线器10上，然后将穿线机器人以前车体1在前，后车体2在后的方式放入待穿线的保护管内，在可压缩结构的作用下，行走机构4可以自动伸缩适配管道的内径，穿线机器人通过行走机构4带动向前行进，实现穿线。如图4所示，在遇到保护管拐弯处时，前车体1在行走机构4的驱动下进入保护管弯折处，万向轴7随之弯曲，使前车体1和后车体2之间形成夹角，适配保护管的弯折，从而实现转弯，待转弯完成后，前车体1和后车体2恢复直线状态，继续前进穿线。
可压缩结构有两方面的作用，其一，减震避震，使机器人工作状态更稳定；其二，利用弹簧的形变效果，使机器人断面机械结构大小可按实际运行情况自动变化，便于机器人在曲面状的管壁内移动，顺利行走。可压缩结构具体可以直接利用弹簧、减震器等现有的可压缩结构。如图1、3所示，在本申请的优选实施例中，所述可压缩结构包括连接杆8和弹性件9，所述连接杆8一端与中心结构件3相铰接，另一端与行走机构4相连接，所述弹性件9两端分别与连接杆8以及中心结构件3相铰接。在管道内壁的限制下，弹性件9可以自动调整连接杆8与中心结构件3之间的夹角，进而自动调整行走机构4张开的距离，从而适配管道的内径。此种方式相对于直接采用弹簧等弹性件9作为可压缩结构的实施方式，具有更高的可靠性。
由于弹性件9的伸缩，连接杆8通常为倾斜状态，具体可以朝向中心结构件3的前端、后端甚至侧向等方向倾斜，其中，作为最佳的实施方式，如图3所示，所述连接杆8通过与中心结构件3的铰接朝向中心结构件3的后端倾斜，所述连接杆8与中心结构件3的前端之间形成钝角，所述连接杆8与中心结构件3的后端之间形成锐角。当穿线机器人遇到管道变窄或者有障碍的情况下，穿线机器人继续前进，朝向后方倾斜的连接杆8可以更容易地靠拢中心结构件3，不易发生卡阻。
弹性件9可以采用拉簧、压簧或者气弹簧等结构件，若所述弹性件9为压簧，则弹性件9连接于连接杆8与中心结构件3形成的锐角侧，若弹性件9为拉簧，则弹性件9连接于连接杆8与中心结构件3形成的钝角侧。图3中实施例即采用了前者方案。
理论而言，中心结构件3沿周向设置两组行走机构4，即可实现穿线机器人的稳定前进，但是为保证稳定性，在优选实施例中，如图2所示，所述前车体1和后车体2的中心结构件3均设置有三组行走机构4，三组行走机构4沿中心结构件3周向均匀分布，即相邻行走机构4之间的圆心角为120°。
如图1、3所示，各个行走机构4可以采用同一动力驱动，也可分别采用不同的动力驱动，考虑到转弯效果以及行走机构4的伸缩特性，采用后者方案，即每个行走机构4分别设置有驱动元件5和轮组6，所述驱动元件5与轮组6传动连接。驱动元件5通常为电机，电力来源可以是电池或者线缆供电。
穿线机器人可以直接向前行进即可实现穿线，但是对于如管道内径变化、多弯道等内部情况复杂的保护管，不排除出现无法前进的问题。此时就需要进行遥控或者自动控制，以实现顺利通行，而各个行走机构4的独立驱动元件5更有利于遥控或者自动控制。
在遥控的实施方案中，如图3所示，穿线机器人还包括有遥控设备，所述前车体1的前端设置有用于观察保护管内情况的云台相机11，所述云台相机11设置有用于发送图像信息的图传模块，所述遥控设备设置有图像接收设备用于接收图传模块发送的图像信息，所述前车体1或者后车体2设置有控制器13，所述控制器13与遥控设备连接用于接收遥控设备的指令，所述控制器13与驱动元件5相连控制行走机构4的运动。云台相机11拍摄保护管内的视频或者图像信息，将其传输给图传模块，图传模块将信息利用蓝牙、WIFI或3G\4G\5G模块等移动通讯技术，传输给遥控设备的图像接收设备，操作人员根据视频或者图像信息，通过遥控设备向控制器13发送控制指令，控制指令可以是主动转向、前进、后退、拍照等，其中主动转向是通过控制各个行走机构4以不同的速度行走而实现的。遥控设备可以采用专用的设备也可以采用手机，电脑等终端。
除了遥控方式外，还可采用自动控制的方式，具体方案是，所述前车体1或者后车体2设置有控制器13，所述前车体1的前端设置有避障扫描仪12，所述控制器13与避障扫描仪12相连接用以接收避障扫描仪12的信号，所述控制器13与行走机构4相连接用于控制行走机构4的运动。控制器13根据避障扫描仪12的扫描结果，自动控制行走机构4的运行。例如，当保护管向左弯折时，机器人需要向左转弯，此时避障扫描仪12180度扫描，检测到右前侧的障碍物(转弯接头)，则会将该信息发送给控制器13，控制器13控制前后驱动及其轮组6实现相对应的差速，配合万向传动轴及其连接杆8，带动机器人前部分结构向左偏转；当保护管向右弯折时，同理，从而实现转弯，进而提高机器人智能化程度，便于实现全自动化穿管引线。根据施工现场实际情况，避障扫描仪12可以是雷达声波扫描仪，或者是超声波扫描仪，也可以是红外传感器等。
遥控方式与自动控制可以单独实施，也可以两者兼容。遥控方式与中的控制器13与自动控制中的控制器13，实现的功能是不同的，前者是接收遥控指令后，根据指令控制穿线机器人运行，后者则是根据扫描信号自动控制穿线机器人运行。但是，如图3所示，实质上两者可以采用同一PLC或单片机实现控制。操作人员可以自行选择控制方式，例如，通常情况下采用自动控制，当自动控制受阻无法前进时，切换为遥控方式进行手动控制，根据实时图像手动控制通过障碍点。本实用新型提供的用于建筑电气施工的保护管穿线机器人，可以实现全自动穿线和人工遥控穿线两种模式，使用时可分别单独使用，也可以两者配合使用，更加人性功能化。
Claims (8)
1.用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于，包括前车体(1)和后车体(2)，所述前车体(1)和后车体(2)均包括中心结构件(3)和行走机构(4)，所述中心结构件(3)沿周向设置有至少两组所述行走机构(4)，所述行走机构(4)通过可压缩结构与中心结构件(3)相连接，所述前车体(1)的中心结构件(3)和后车体(2)的中心结构件(3)之间通过万向轴(7)连接，所述后车体(2)设置有线缆夹线器(10)。
2.如权利要求1所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：所述可压缩结构包括连接杆(8)和弹性件(9)，所述连接杆(8)一端与中心结构件(3)相铰接，另一端与行走机构(4)相连接，所述弹性件(9)两端分别与连接杆(8)以及中心结构件(3)相铰接。
3.如权利要求2所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：所述连接杆(8)通过与中心结构件(3)的铰接朝向中心结构件(3)的后端倾斜，所述连接杆(8)与中心结构件(3)的前端之间形成钝角，所述连接杆(8)与中心结构件(3)的后端之间形成锐角。
4.如权利要求3所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：所述弹性件(9)为压簧，所述弹性件(9)连接于连接杆(8)与中心结构件(3)形成的锐角侧。
5.如权利要求1所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：所述前车体(1)和后车体(2)的中心结构件(3)均设置有三组行走机构(4)，三组行走机构(4)沿中心结构件(3)周向均匀分布。
6.如权利要求1所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：每个行走机构(4)分别设置有驱动元件(5)和轮组(6)，所述驱动元件(5)与轮组(6)传动连接。
7.如权利要求6所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：还包括有遥控设备，所述前车体(1)的前端设置有用于观察保护管内情况的云台相机(11)，所述云台相机(11)设置有用于发送图像信息的图传模块，所述遥控设备设置有图像接收设备用于接收图传模块发送的图像信息，所述前车体(1)或者后车体(2)设置有控制器(13)，所述控制器(13)与遥控设备连接用于接收遥控设备的指令，所述控制器(13)与驱动元件(5)相连控制行走机构(4)的运动。
8.如权利要求6所述的用于建筑电气施工保护管的穿线机器人，其特征在于：所述前车体(1)或者后车体(2)设置有控制器(13)，所述前车体(1)的前端设置有避障扫描仪(12)，所述控制器(13)与避障扫描仪(12)相连接用以接收避障扫描仪(12)的信号，所述控制器(13)与行走机构(4)相连接用于控制行走机构(4)的运动。
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| CN114843944A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-02 | 国网安徽省电力有限公司淮北供电公司 | 一种变电站开关柜二次电缆穿线辅助牵引装置 |
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