CN216067489U - 一种微型水下管道吸附物清除机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型水下管道吸附物清除机器人，属于水下管道清理领域，包括一号壳体，所述一号壳体的一端固定安装有超声波感应器，所述一号壳体的顶部分别固定安装有摄像头和照明灯，一号壳体的内部固定连接有安装套，安装套的内部固定套接有蓄电池；该微型水下管道吸附物清除机器人，通过设置摄像头、照明灯、主控板和抓取机构，可以在水下管道清理的过程中，便于利用抓手对管道表面的吸附物进行抓取，避免了传统需要人工下水清理而危险性大的问题，降低了工人的劳动量，从而为水下管道吸附物的清除带来了便利，同时三自由度的机械臂能够对水下管道多方位的吸附物进行清理，从而提高了水下管道吸附物的清理效果。

Description

一种微型水下管道吸附物清除机器人

技术领域

本实用新型属于水下管道清理技术领域，具体涉及一种微型水下管道吸附物清除机器人。

背景技术

水下管道是敷设在江、河、湖、海和城市下水道的水下用来输送液体、气体或松散固体的管道，水下管道不受水深和地形等条件限制，具有输送效率高和耗能少的优点，在水下管道长期使用的过程中，其表面会逐步吸附大量的杂质，且这些杂物的堆积会增加管道自身的重量，从而会给水下管道的使用带来了影响，因此需要对定期对水下管道表面的吸附物进行清理；然而，现有的大多数微型水下管道在清理的过程中，通常会利用人工潜入水下进行清理操作，且由于水下环境复杂，这样不仅会增加工人的劳动量，而且也会存在安全隐患，从而为水下管道的清理带来了不便，为此，我们提出了一种微型水下管道吸附物清除机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微型水下管道吸附物清除机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微型水下管道吸附物清除机器人，所述机器人包括：

一号壳体，所述一号壳体的一端固定安装有超声波感应器，所述一号壳体的顶部分别固定安装有摄像头和照明灯，所述一号壳体的内部固定连接有安装套，所述安装套的内部固定套接有蓄电池，所述蓄电池的底部固定连接有充电线，所述充电线的底端固定连接有充电接口，所述一号壳体的底部安装有密封盖；

二号壳体，所述二号壳体的表面开设有通口，所述二号壳体的内部设置有方向控制机构；

三号壳体，所述三号壳体的一侧固定安装有驱动机构，所述三号壳体的内部固定安装有主控板，所述主控板包括无线接收模块、信号处理模块、电路控制模块和无线传输模块，所述无线接收模块的输出端与信号处理模块的输入端信号连接，所述信号处理模块的输出端与电路控制模块的输入端电性连接，且信号处理模块的输出端与无线传输模块的输入端信号连接。

作为一种优选的实施方式，所述一号壳体与三号壳体之间通过二号壳体固定连接，所述摄像头和照明灯的外部均固定安装有透明罩，所述充电接口固定套接在一号壳体内腔的底部，所述密封盖卡接在充电接口所对应的卡槽中。

作为一种优选的实施方式，所述方向控制机构包括安装板，所述安装板的外部固定连接有防水盒，所述防水盒的内部固定安装有转向电机，所述转向电机的输出轴上固定套接有转向桨叶，所述转向电机的输入端与电路控制模块的输出端电性连接，所述方向控制机构的数量为三个，且三个方向控制机构之间交叉分布。

作为一种优选的实施方式，所述驱动机构包括保护盒，所述保护盒固定安装在三号壳体的一侧，且保护盒的内部固定套接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定套接有驱动桨叶，且驱动电机的输入端与电路控制模块的输出端电性连接。

作为一种优选的实施方式，所述无线接收模块的输入端信号连接有手持终端，且无线接收模块的输入端分别与超声波感应器和摄像头的输出端信号连接，所述电路控制模块的输出端与照明灯的输入端电性连接，所述无线传输模块的输出端与手持终端的输入端信号连接。

作为一种优选的实施方式，所述机器人还包括抓取机构，所述抓取机构包括舵机，所述舵机固定安装在三号壳体的顶部，且舵机的输入端与电路控制模块输出端电性连接，所述舵机的顶部固定安装有机械臂，所述机械臂的一端固定安装有抓手。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该微型水下管道吸附物清除机器人，通过设置摄像头、照明灯、主控板和抓取机构，可以在水下管道清理的过程中，便于利用抓手对管道表面的吸附物进行抓取，避免了传统需要人工下水清理而危险性大的问题，降低了工人的劳动量，从而为水下管道吸附物的清除带来了便利，同时三自由度的机械臂能够对水下管道多方位的吸附物进行清理，从而提高了水下管道吸附物的清理效果；

该微型水下管道吸附物清除机器人，通过设置方向控制机构、驱动机构和主控板，可以在水下管道清理的过程中，便于控制机器人在水中实现上下左右移动和前进运行，使得机器人在清理吸附物时更加的灵活，且通过设置超声波感应器，可以对机器人周围的环境进行检测，避免了该机器人在水下运行时发生碰撞的问题，从而提高了机器人运行时的安全性，同时该机器人具有体积小、操作方便和机动性高的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构的正面示意图；

图2为本实用新型结构的局部剖视图；

图3为本实用新型结构中二号壳体的侧面剖视图；

图4为本实用新型结构中主控板的电性连接示意图。

图中：1、一号壳体；2、超声波感应器；3、摄像头；4、照明灯；5、安装套；6、蓄电池；7、充电线；8、充电接口；9、密封盖；10、二号壳体；11、通口；12、方向控制机构；121、安装板；122、防水盒；123、转向电机；124、转向桨叶；13、三号壳体；14、驱动机构；141、保护盒；142、驱动电机；143、驱动桨叶；15、主控板；151、无线接收模块；152、信号处理模块；153、电路控制模块；154、无线传输模块；16、抓取机构；161、舵机；162、机械臂；163、抓手。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述。

以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的方法简单改进都属于本实用新型要求保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种微型水下管道吸附物清除机器人，机器人包括一号壳体1、二号壳体10、三号壳体13和电路控制模块153，一号壳体1与三号壳体13之间通过二号壳体10固定连接，一号壳体1的一端固定安装有超声波感应器2，通过设置超声波感应器2，可以利用超声波原理，对机器人周围的环境进行检测，避免了该机器人在水下运行时发生碰撞的问题，从而提高了机器人运行的安全性，一号壳体1的顶部分别固定安装有摄像头3和照明灯4，摄像头3和照明灯4的外部均固定安装有透明罩；通过设置摄像头3，可以对水下管道的环境进行拍摄，便于将拍摄的画面传输给手持终端，从而便于岸上的使用者操纵该机器人，而通过设置照明灯4，可以为水下的环境提供光亮，从而便于使用者能够清晰的了解到水下的环境。

请参阅图1和图2，一号壳体1的内部固定连接有安装套5，安装套5的内部固定套接有蓄电池6，蓄电池6的底部固定连接有充电线7，充电线7的底端固定连接有充电接口8，一号壳体1的底部安装有密封盖9，充电接口8固定套接在一号壳体1内腔的底部，密封盖9卡接在充电接口8所对应的卡槽中；当需求对该机器人进行充电时，旋转密封盖9上的螺栓，并打开密封盖9，将充电接口8接通外接电路，使得外接电路中的电能能够顺着充电线7进入至蓄电池6的内部，从而便于对蓄电池6进行充电。

请参阅图2和图3，二号壳体10的表面开设有通口11，二号壳体10的内部设置有方向控制机构12，方向控制机构12包括安装板121，安装板121的外部固定连接有防水盒122，防水盒122的内部固定安装有转向电机123，转向电机123的输出轴上固定套接有转向桨叶124，转向电机123的输入端与电路控制模块153的输出端电性连接，方向控制机构12的数量为三个，且三个方向控制机构12之间交叉分布；三个转向电机123和转向桨叶124之间呈一百二十度夹角设置，当需要下潜时，可启动顶部的转向电机123，使得顶部的转向桨叶124转动，从而能够使得该机器人发生下移，若需要转弯时，可启动两侧的任何一个转向电机123，使得侧面的某一个转向桨叶124发生转动，从而便于使得该机器人发生左右转向移动，由此可知，通过设置三个方向控制机构12，能够使得该机器人在水里发生上下左右运动。

请参阅图1和图2，三号壳体13的一侧固定安装有驱动机构14，驱动机构14包括保护盒141，保护盒141固定安装在三号壳体13的一侧，且保护盒141的内部固定套接有驱动电机142，驱动电机142的输出轴上固定套接有驱动桨叶143，且驱动电机142的输入端与电路控制模块153的输出端电性连接；当启动驱动电机142，使得驱动桨叶143发生转动，且驱动桨叶143会推动该机器人在水里发生前进运动。

请参阅图2和图4，三号壳体13的内部固定安装有主控板15，主控板15包括无线接收模块151、信号处理模块152、电路控制模块153和无线传输模块154，无线接收模块151的输出端与信号处理模块152的输入端信号连接，信号处理模块152的输出端与电路控制模块153的输入端电性连接，且信号处理模块152的输出端与无线传输模块154的输入端信号连接，无线接收模块151的输入端信号连接有手持终端，且无线接收模块151的输入端分别与超声波感应器2和摄像头3的输出端信号连接，电路控制模块153的输出端与照明灯4的输入端电性连接，无线传输模块154的输出端与手持终端的输入端信号连接；当超声波感应器2和摄像头3将采集到的信息以信号的方式传递给无线接收模块151时，无线接收模块151会将接收的信号传递给信号处理模块152，此时信号处理模块152会对信号进行放大处理，并将处理后的信号利用无线传输模块154传递给手持终端，从而便于使用者对水中水管的情况进行观察，同时使用者可通过手持终端对机器人进行下达命令，当无线接收模块151接收到手持终端的命令信号时，会将接收的信号传递给信号处理模块152，而信号处理模块152会对信号进行处理，并将处理后的信号传递给电路控制模块153，此时电路控制模块153会分别控制照明灯4、转向电机123、驱动电机142和抓取机构16的电路，使得照明灯4、转向电机123、驱动电机142和抓取机构16能够进行相应的运行。

请参阅图1和图2，机器人还包括抓取机构16，抓取机构16包括舵机161，舵机161固定安装在三号壳体13的顶部，且舵机161的输入端与电路控制模块153输出端电性连接，舵机161的顶部固定安装有机械臂162，机械臂162的一端固定安装有抓手163；机械臂162采用三自由度的机械臂，能够在多方向上对水管表面的吸附物进行抓取，当舵机161通电运行时，舵机161会带动机械臂162发生转动，且机械臂162会带动抓手163发生运动，从而便于对水管表面的吸附物进行抓取清理。

上述方案中需要说明的是：转向电机123和驱动电机142均采用无刷电机，具有抗干扰能力强的优点，主控板15采用STM32F103最小系统核心板作为机器人的主控制板。

本实用新型的工作原理及使用流程：首先当需求对该机器人进行充电时，旋转密封盖9上的螺栓，并打开密封盖9，将充电接口8接通外接电路，使得外接电路中的电能能够顺着充电线7进入至蓄电池6的内部，从而便于对蓄电池6进行充电，通过设置超声波感应器2，可以利用超声波原理，对机器人周围的环境进行检测，避免了该机器人在水下运行时发生碰撞的问题，从而提高了机器人运行的安全性，通过设置摄像头3，可以对水下管道的环境进行拍摄，便于将拍摄的画面传输给手持终端，从而便于岸上的使用者操纵该机器人，而通过设置照明灯4，可以为水下的环境提供光亮，从而便于使用者能够清晰的了解到水下的环境；

接着当超声波感应器2和摄像头3将采集到的信息以信号的方式传递给无线接收模块151时，无线接收模块151会将接收的信号传递给信号处理模块152，此时信号处理模块152会对信号进行放大处理，并将处理后的信号利用无线传输模块154传递给手持终端，从而便于使用者对水中水管的情况进行观察，同时使用者可通过手持终端对机器人进行下达命令，当无线接收模块151接收到手持终端的命令信号时，会将接收的信号传递给信号处理模块152，而信号处理模块152会对信号进行处理，并将处理后的信号传递给电路控制模块153，此时电路控制模块153会分别控制照明灯4、转向电机123、驱动电机142和抓取机构16的电路，使得照明灯4、转向电机123、驱动电机142和抓取机构16能够进行相应的运行；

紧接着当启动驱动电机142，使得驱动桨叶143发生转动，且驱动桨叶143会推动该机器人在水里发生前进运动，当需要下潜时，可启动顶部的转向电机123，使得顶部的转向桨叶124转动，从而能够使得该机器人发生下移，若需要转弯时，可启动两侧的任何一个转向电机123，使得侧面的某一个转向桨叶124发生转动，从而便于使得该机器人发生左右转向移动，由此可知，通过设置三个方向控制机构12，能够使得该机器人在水里发生上下左右运动；

最后机械臂162采用三自由度的机械臂，能够在多方向上对水管表面的吸附物进行抓取，当舵机161通电运行时，舵机161会带动机械臂162发生转动，且机械臂162会带动抓手163发生运动，从而便于对水管表面的吸附物进行抓取清理，避免了传统需要人工下水清理而危险性大的问题，降低了工人的劳动量，从而为水下管道吸附物的清除带来了便利。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述机器人包括：

一号壳体（1），所述一号壳体（1）的一端固定安装有超声波感应器（2），所述一号壳体（1）的顶部分别固定安装有摄像头（3）和照明灯（4），所述一号壳体（1）的内部固定连接有安装套（5），所述安装套（5）的内部固定套接有蓄电池（6），所述蓄电池（6）的底部固定连接有充电线（7），所述充电线（7）的底端固定连接有充电接口（8），所述一号壳体（1）的底部安装有密封盖（9）；

二号壳体（10），所述二号壳体（10）的表面开设有通口（11），所述二号壳体（10）的内部设置有方向控制机构（12）；

三号壳体（13），所述三号壳体（13）的一侧固定安装有驱动机构（14），所述三号壳体（13）的内部固定安装有主控板（15），所述主控板（15）包括无线接收模块（151）、信号处理模块（152）、电路控制模块（153）和无线传输模块（154），所述无线接收模块（151）的输出端与信号处理模块（152）的输入端信号连接，所述信号处理模块（152）的输出端与电路控制模块（153）的输入端电性连接，且信号处理模块（152）的输出端与无线传输模块（154）的输入端信号连接，所述三号壳体（13）的顶部设置有抓取机构（16）。

2.根据权利要求1所述的一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述一号壳体（1）与三号壳体（13）之间通过二号壳体（10）固定连接，所述摄像头（3）和照明灯（4）的外部均固定安装有透明罩，所述充电接口（8）固定套接在一号壳体（1）内腔的底部，所述密封盖（9）卡接在充电接口（8）所对应的卡槽中。

3.根据权利要求1所述的一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述方向控制机构（12）包括安装板（121），所述安装板（121）的外部固定连接有防水盒（122），所述防水盒（122）的内部固定安装有转向电机（123），所述转向电机（123）的输出轴上固定套接有转向桨叶（124），所述转向电机（123）的输入端与电路控制模块（153）的输出端电性连接，所述方向控制机构（12）的数量为三个，且三个方向控制机构（12）之间交叉分布。

4.根据权利要求1所述的一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述驱动机构（14）包括保护盒（141），所述保护盒（141）固定安装在三号壳体（13）的一侧，且保护盒（141）的内部固定套接有驱动电机（142），所述驱动电机（142）的输出轴上固定套接有驱动桨叶（143），且驱动电机（142）的输入端与电路控制模块（153）的输出端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述无线接收模块（151）的输入端信号连接有手持终端，且无线接收模块（151）的输入端分别与超声波感应器（2）和摄像头（3）的输出端信号连接，所述电路控制模块（153）的输出端与照明灯（4）的输入端电性连接，所述无线传输模块（154）的输出端与手持终端的输入端信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种微型水下管道吸附物清除机器人，其特征在于：所述抓取机构（16）包括舵机（161），所述舵机（161）固定安装在三号壳体（13）的顶部，且舵机（161）的输入端与电路控制模块（153）输出端电性连接，所述舵机（161）的顶部固定安装有机械臂（162），所述机械臂（162）的一端固定安装有抓手（163）。

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