CN215236534U - 一种管道内壁清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道内壁清洗机器人，包括壳体、驱动机构、移动机构和调节机构，壳体：其外弧面左右两端对称设置的安装孔内均通过轴承转动连接有转环，转环的外弧面均环形阵列设置有第二弹性伸缩柱，左侧的第二弹性伸缩柱伸缩端末端均设有擦洗棉，右侧的第二弹性伸缩柱伸缩端末端均设有打磨棉，壳体的外弧面左右两端均环形阵列设置有滑孔，滑孔的内部均滑动连接有第一弹性伸缩柱，驱动机构：设置于壳体的内部中部，驱动机构的外弧面均与转环的内弧面固定连接，该管道内壁清洗机器人，可以对管道内壁进行更加均匀的清洗，提高清洗效果，适用于不同直径和形状的管道，适合在尺寸多变的管道内工作。

Description

一种管道内壁清洗机器人

技术领域

本实用新型涉及管道清洗设备技术领域，具体为一种管道内壁清洗机器人。

背景技术

机器人是一种自动化机器，不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器，机器人可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率质量，服务人类生活，扩大延伸人的活动及能力范围。

管道在长时间的使用后，其内壁会产生污渍，需要进行清除，但因为，管道内部的空间狭小，人工不能对管道的内壁进行清洗，所以就需要管道内壁清洗机器人的帮助，可以进入狭小的管道内部，对管道的内壁进行清洗。

现在很多清洗机器人在进入管道前，为了适应不同尺寸的管道，需要人工对其程序进行设定，但一些管道自身的尺寸复杂多变，一些机器人不能在复杂多变的管道内部正常工作，影响工作效率，为此，我们提出一种管道内壁清洗机器人。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种管道内壁清洗机器人，可以根据当前管道的尺寸自动调节第一弹性伸缩柱的伸出长度，适合在尺寸多变的管道内工作，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种管道内壁清洗机器人，包括壳体、驱动机构、移动机构和调节机构；

壳体：其外弧面左右两端对称设置的安装孔内均通过轴承转动连接有转环，转环的外弧面均环形阵列设置有第二弹性伸缩柱，左侧的第二弹性伸缩柱伸缩端末端均设有擦洗棉，右侧的第二弹性伸缩柱伸缩端末端均设有打磨棉，壳体的外弧面左右两端均环形阵列设置有滑孔，滑孔的内部均滑动连接有第一弹性伸缩柱；

驱动机构：设置于壳体的内部中部，驱动机构的外弧面均与转环的内弧面固定连接；

移动机构：分别设置于第一弹性伸缩柱的伸缩端末端；

调节机构：设置于壳体的内部，调节机构的外端位于第一弹性伸缩柱的固定端外弧面，可以对管道内壁进行更加均匀的清洗，提高清洗效果，避免污渍的残留，适用于不同直径和形状的管道，可以根据当前管道的尺寸自动调节第一弹性伸缩柱的伸出长度，适合在尺寸多变的管道内工作。

进一步的，所述壳体的左侧内壁下端设有PLC控制器，PLC控制器的输入端电连接于外部电源，控制整体装置的启动与停止。

进一步的，所述移动机构包括安装架、电机和转轮，所述安装架分别设置于第一弹性伸缩柱的伸缩端末端，安装架内部的转槽内均通过转轴转动连接有转轮，安装架的上表面均设有电机，电机的输出轴下端分别与转轮上端的转轴固定连接，电机的输入端电连接于PLC控制器的输出端，使整体装置进行移动。

进一步的，所述驱动机构包括双向电机、内齿轮环、齿轮和转柱，所述双向电机通过安装支架固定连接于壳体的内弧面后端中部，双向电机的输出轴末端均设有转柱，转柱的外弧面均设有齿轮，内齿轮环分别设置于转环的内弧面，内齿轮环分别与相邻的齿轮啮合连接，双向电机的输入端电连接于PLC控制器的输出端，使打磨棉和擦洗棉在移动的过程中进行旋转，提高清洗效果。

进一步的，所述调节机构包括传动齿轮、旋转柱、平面螺纹环、调节环和螺纹槽，所述旋转柱通过旋转轴承转动连接于壳体的左右内壁之间，旋转柱的外弧面左端设有传动齿轮，旋转柱的外弧面左右两端均设有调节环，调节环的左侧面均设有平面螺纹环，螺纹槽分别设置于第一弹性伸缩柱固定端外弧面，螺纹槽分别与相邻的平面螺纹环螺纹连接，方便对第一弹性伸缩柱伸出的长度进行调节。

进一步的，所述调节机构还包括调节齿轮、支撑架和调节电机，所述调节电机通过支撑架固定安装于壳体的左侧内壁前端，调节电机的输出轴末端设有调节齿轮，调节齿轮与传动齿轮啮合连接，调节电机的输入端电连接于PLC控制器的输出端，为第一弹性伸缩柱的调节提供动力。

进一步的，所述壳体的外弧面右端环形阵列设置的安装槽内均设有激光测距传感器，激光测距传感器的输出端电连接于PLC控制器的输入端，对当前管道的尺寸进行检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本管道内壁清洗机器人，具有以下好处：

1、通过PLC控制器启动电机，电机的输出轴带动转轮旋转，通过转轮与管道内壁之间的相对转动，使整体装置进行移动，在移动过程中，启动双向电机，双向电机的输出轴带动转柱和齿轮进行旋转，通过齿轮与内齿轮环的啮合连接，使内齿轮环带动转环进行旋转，使打磨棉和擦洗棉在移动的过程中进行旋转，打磨棉与管道内壁之间产生摩擦，将管道内壁上的顽固污渍清除，擦洗棉与管道内壁之间产生摩擦，可以对管道内壁进行更加均匀的清洗，提高清洗效果，避免污渍的残留。

2、激光测距传感器可以对管道横截面的尺寸进行检测，并将检测的结果传输给PLC控制器，通过PLC控制器启动调节电机，调节电机的输出轴带动调节齿轮旋转，通过调节齿轮与传动齿轮的啮合连接，使传动齿轮带动旋转柱和调节环产生旋转，通过螺纹槽与平面螺纹环的螺纹连接，使螺纹槽所在的第一弹性伸缩柱向远离旋转柱的方向移动，直至转轮与管道的内壁接触，在第一弹性伸缩柱上弹簧弹力的作用下，可以使不同转轮移动的距离不同，适用于不同直径和形状的管道，可以根据当前管道的尺寸自动调节第一弹性伸缩柱的伸出长度，适合在尺寸多变的管道内工作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型PLC控制器的结构示意图；

图3为本实用新型壳体内部的结构示意图；

图4为本实用新型A处放大结构示意图；

图5为本实用新型B处放大结构示意图。

图中：1壳体、2滑孔、3安装孔、4转环、5第一弹性伸缩柱、6驱动机构、61双向电机、62内齿轮环、63齿轮、64转柱、7移动机构、71安装架、72电机、73转轮、8调节机构、81传动齿轮、82旋转柱、83平面螺纹环、84调节齿轮、85支撑架、86调节电机、87调节环、88螺纹槽、9第二弹性伸缩柱、10PLC控制器、11激光测距传感器、12擦洗棉、13打磨棉。

具体实施方式

下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-5，本实施例提供一种技术方案：一种管道内壁清洗机器人，包括壳体1、驱动机构6、移动机构7和调节机构8；

壳体1：其外弧面左右两端对称设置的安装孔3内均通过轴承转动连接有转环4，为清洗部件的旋转提供空间，转环4的外弧面均环形阵列设置有第二弹性伸缩柱9，左侧的第二弹性伸缩柱9伸缩端末端均设有擦洗棉12，对管道内壁进行擦洗，右侧的第二弹性伸缩柱9伸缩端末端均设有打磨棉13，对管道内壁上的顽固污渍进行清除，壳体1的外弧面左右两端均环形阵列设置有滑孔2，滑孔2的内部均滑动连接有第一弹性伸缩柱5，方便对第一弹性伸缩柱5伸出长度进行调节，壳体1的左侧内壁下端设有PLC控制器10，PLC控制器10的输入端电连接于外部电源，控制整体装置的启动与停止，壳体1的外弧面右端环形阵列设置的安装槽内均设有激光测距传感器11，激光测距传感器11的输出端电连接于PLC控制器10的输入端，对管道横截面的尺寸进行检测，第一弹性伸缩柱5和第二弹性伸缩柱9均由弹簧和伸缩柱组成，弹簧远离壳体1的端头均与伸缩柱的伸缩端末端固定连接，弹簧靠近壳体1的端头均与伸缩柱的固定端固定连接；

驱动机构6：设置于壳体1的内部中部，驱动机构6的外弧面均与转环4的内弧面固定连接，驱动机构6包括双向电机61、内齿轮环62、齿轮63和转柱64，双向电机61通过安装支架固定连接于壳体1的内弧面后端中部，双向电机61的输出轴末端均设有转柱64，转柱64的外弧面均设有齿轮63，内齿轮环62分别设置于转环4的内弧面，内齿轮环62分别与相邻的齿轮63啮合连接，双向电机61的输入端电连接于PLC控制器10的输出端，启动双向电机61，双向电机61的输出轴带动转柱64和齿轮63进行旋转，通过齿轮63与内齿轮环62的啮合连接，使内齿轮环62带动转环4进行旋转，使打磨棉13和擦洗棉12在移动的过程中进行旋转，提高清洗效果；

移动机构7：分别设置于第一弹性伸缩柱5的伸缩端末端，移动机构7包括安装架71、电机72和转轮73，安装架71分别设置于第一弹性伸缩柱5的伸缩端末端，安装架71内部的转槽内均通过转轴转动连接有转轮73，安装架71的上表面均设有电机72，电机72的输出轴下端分别与转轮73上端的转轴固定连接，电机72的输入端电连接于PLC控制器10的输出端，启动电机72，电机72的输出轴带动转轮73旋转，通过转轮73与管道内壁之间的相对转动，使整体装置进行移动；

调节机构8：设置于壳体1的内部，调节机构8的外端位于第一弹性伸缩柱5的固定端外弧面，调节机构8包括传动齿轮81、旋转柱82、平面螺纹环83、调节环87和螺纹槽88，旋转柱82通过旋转轴承转动连接于壳体1的左右内壁之间，旋转柱82的外弧面左端设有传动齿轮81，旋转柱82的外弧面左右两端均设有调节环87，调节环87的左侧面均设有平面螺纹环83，螺纹槽88分别设置于第一弹性伸缩柱5固定端外弧面，螺纹槽88分别与相邻的平面螺纹环83螺纹连接，调节机构8还包括调节齿轮84、支撑架85和调节电机86，调节电机86通过支撑架85固定安装于壳体1的左侧内壁前端，调节电机86的输出轴末端设有调节齿轮84，调节齿轮84与传动齿轮81啮合连接，调节电机86的输入端电连接于PLC控制器10的输出端，启动调节电机86，调节电机86的输出轴带动调节齿轮84旋转，通过调节齿轮84与传动齿轮81的啮合连接，使传动齿轮81带动旋转柱82旋转，使调节环87产生旋转，通过螺纹槽88与平面螺纹环83的螺纹连接，使螺纹槽88所在的第一弹性伸缩柱5向远离旋转柱82的方向移动，直至转轮73与管道的内壁接触，根据管道的尺寸来调节第一弹性伸缩柱5的伸出长度，适用于尺寸多变的管道，使整体装置的移动更加稳定。

本实用新型提供的一种管道内壁清洗机器人的工作原理如下：在使用时，将整体装置放置在管道内部，在第二弹性伸缩柱9上弹簧的弹力作用下，使擦洗棉12和打磨棉13与管道的内壁接触，启动机器人，激光测距传感器11可以对管道横截面的尺寸进行检测，并将检测的结果传输给PLC控制器10，PLC控制器10控制调节电机86启动，调节电机86的输出轴带动调节齿轮84旋转，通过调节齿轮84与传动齿轮81的啮合连接，使传动齿轮81带动旋转柱82旋转，使调节环87产生旋转，通过螺纹槽88与平面螺纹环83的螺纹连接，使螺纹槽88所在的第一弹性伸缩柱5向远离旋转柱82的方向移动，直至转轮73与管道的内壁接触，在第一弹性伸缩柱5上弹簧弹力的作用下，可以使不同转轮73移动的距离不同，可以适应不同直径和形状的管道，然后启动电机72，电机72的输出轴带动转轮73旋转，通过转轮73与管道内壁之间的相对转动，使整体装置进行移动，在移动过程中，启动双向电机61，双向电机61的输出轴带动转柱64和齿轮63进行旋转，通过齿轮63与内齿轮环62的啮合连接，使内齿轮环62带动转环4进行旋转，使打磨棉13和擦洗棉12在移动的过程中进行旋转，打磨棉13与管道内壁之间产生摩擦，将管道内壁上的顽固污渍清除，擦洗棉12与管道内壁之间产生摩擦，对管道的内壁进行清洗，提高清洗效果。

值得注意的是，以上实施例中所公开的PLC控制器10可选用TPC8-8TD型号的PLC控制器，电机72、双向电机61、调节电机86和激光测距传感器11则可根据实际应用场景自由配置，电机72可选用RS-775PH型号的微型电机，双向电机61可选用WS-4058GW-555R双轴型号的双向电机，调节电机86可选用5IK40RGU-CF型号的电机，激光测距传感器11可选用T150HJG-CGQ型号的反射型激光测距传感器，PLC控制器10控制电机72、双向电机61、调节电机86和激光测距传感器11工作均采用现有技术中常用的方法。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：包括壳体(1)、驱动机构(6)、移动机构(7)和调节机构(8)；

壳体(1)：其外弧面左右两端对称设置的安装孔(3)内均通过轴承转动连接有转环(4)，转环(4)的外弧面均环形阵列设置有第二弹性伸缩柱(9)，左侧的第二弹性伸缩柱(9)伸缩端末端均设有擦洗棉(12)，右侧的第二弹性伸缩柱(9)伸缩端末端均设有打磨棉(13)，壳体(1)的外弧面左右两端均环形阵列设置有滑孔(2)，滑孔(2)的内部均滑动连接有第一弹性伸缩柱(5)；

驱动机构(6)：设置于壳体(1)的内部中部，驱动机构(6)的外弧面均与转环(4)的内弧面固定连接；

移动机构(7)：分别设置于第一弹性伸缩柱(5)的伸缩端末端；

调节机构(8)：设置于壳体(1)的内部，调节机构(8)的外端位于第一弹性伸缩柱(5)的固定端外弧面。

2.根据权利要求1所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述壳体(1)的左侧内壁下端设有PLC控制器(10)，PLC控制器(10)的输入端电连接于外部电源。

3.根据权利要求2所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述移动机构(7)包括安装架(71)、电机(72)和转轮(73)，所述安装架(71)分别设置于第一弹性伸缩柱(5)的伸缩端末端，安装架(71)内部的转槽内均通过转轴转动连接有转轮(73)，安装架(71)的上表面均设有电机(72)，电机(72)的输出轴下端分别与转轮(73)上端的转轴固定连接，电机(72)的输入端电连接于PLC控制器(10)的输出端。

4.根据权利要求2所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述驱动机构(6)包括双向电机(61)、内齿轮环(62)、齿轮(63)和转柱(64)，所述双向电机(61)通过安装支架固定连接于壳体(1)的内弧面后端中部，双向电机(61)的输出轴末端均设有转柱(64)，转柱(64)的外弧面均设有齿轮(63)，内齿轮环(62)分别设置于转环(4)的内弧面，内齿轮环(62)分别与相邻的齿轮(63)啮合连接，双向电机(61)的输入端电连接于PLC控制器(10)的输出端。

5.根据权利要求2所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述调节机构(8)包括传动齿轮(81)、旋转柱(82)、平面螺纹环(83)、调节环(87)和螺纹槽(88)，所述旋转柱(82)通过旋转轴承转动连接于壳体(1)的左右内壁之间，旋转柱(82)的外弧面左端设有传动齿轮(81)，旋转柱(82)的外弧面左右两端均设有调节环(87)，调节环(87)的左侧面均设有平面螺纹环(83)，螺纹槽(88)分别设置于第一弹性伸缩柱(5)固定端外弧面，螺纹槽(88)分别与相邻的平面螺纹环(83)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述调节机构(8)还包括调节齿轮(84)、支撑架(85)和调节电机(86)，所述调节电机(86)通过支撑架(85)固定安装于壳体(1)的左侧内壁前端，调节电机(86)的输出轴末端设有调节齿轮(84)，调节齿轮(84)与传动齿轮(81)啮合连接，调节电机(86)的输入端电连接于PLC控制器(10)的输出端。

7.根据权利要求2所述的一种管道内壁清洗机器人，其特征在于：所述壳体(1)的外弧面右端环形阵列设置的安装槽内均设有激光测距传感器(11)，激光测距传感器(11)的输出端电连接于PLC控制器(10)的输入端。

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