CN217000116U - 一种污水管道水下探测及清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种污水管道水下探测及清淤机器人，包括机器人壳体；该机器人壳体的下端安装有四轮运动系统，该机器人壳体的前端对应设置有照明装置以及摄像装置，并且该机器人壳体的前端上侧又对应安装有机械臂，机器人壳体的前端下侧对应安装有吸泥管，该吸泥管的前端又对应设置有搅拌式清淤机构。本装置的清淤机器人可代替现有的人工进入到污水管道内清淤施工，避免了人员下井下管缺氧中毒等安全风险，填补了国内管道清淤机器人的空白；本装置依靠前端的机械臂调整调节位置，吸泥管前端的搅拌式清淤机构可通过齿轮传动箱带动吸泥斗以及吸泥斗上的切割刀片旋转，可对淤泥中的垃圾进行切割处理，吸取淤泥会更加的方便，提升了工作效率。

Description

一种污水管道水下探测及清淤机器人

技术领域

本实用新型涉及环保设备技术领域；具体说是一种污水管道水下探测及清淤机器人。

背景技术

现有技术的管道清淤工作中采用人工施工的安全风险极大，如常见的污水管道多年无法清淤，在堵塞一定程度后只能废除重建，成本极高，也影响了居民生活。排水管道清淤常见的有水力疏通、人工铲挖、推杆疏通、拖拉清淤等。这些传统的清淤方法消耗大量的人力财力，清淤过程很麻烦，效果也很不好。

针对这些问题，诸多管道清淤机器人营运而生；例如，公开(公告)号为：CN103981942B的专利文件中就公开了“一种管道清淤方法及管道清淤机器人”，该技术方案中是在机器人车体上设置钢丝绳牵引装置，前端设置前置的清淤斗以及用于实现该清淤斗举升的翻转机构，另外设置有同步带传动装置，主要是通过清淤斗旋转将管道的淤泥挖掘开来，提升清淤量；但是该技术方案中清淤斗位置调节不够方便，车体整体移动依靠设置的牵引钢丝绳拖拽，使用起来十分的不便。

另外，例如现有的公开(公告)号：CN106368305B的专利文件中也公开了“一种管道清淤机器人”，该类型的管道清淤机器人结构复杂、维护成本较高，尤其针对满管水或垃圾或淤泥的管道，长距离管道内无信号，线控距离有限；不能水下清淤或清除垃圾；清淤理的垃圾或淤泥无法收集并输送出去；大多停在理论上，实际应用比较少，现有管道清淤机器人无自我学习及智能控制功能。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术存在的不足，提供一种污水管道水下探测及清淤机器人。

技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种污水管道水下探测及清淤机器人，包括机器人壳体；该机器人壳体的下端安装有四轮运动系统，该机器人壳体的前端对应设置有照明装置以及摄像装置，并且该机器人壳体的前端上侧又对应安装有机械臂，机器人壳体的前端下侧对应安装有吸泥管，该吸泥管的前端又对应设置有搅拌式清淤机构，并且该搅拌式清淤机构又对应安装在机械臂上，可通过机械臂移动调节清淤位置，所述的机器人壳体内部又对应安装有泥污泵，该泥污泵与吸泥管相连，并且该泥污泵上又安装有排泥管；机器人壳体的后端又设置有排泥接口，所述排泥管连接至排泥接口。

进一步地，所述的搅拌式清淤机构包括安装于吸泥管前端的可相应旋转的吸泥斗以及用于驱动吸泥斗旋转的齿轮传动箱，所述的吸泥斗上还安装有切割刀片，所述的机械臂与齿轮传动箱通过螺栓固连。

进一步地，所述的吸泥管的前端安装有连接管，该连接管的前端又相应通过轴承安装有空心的不锈钢轴，而所述的吸泥斗则相应与不锈钢轴对接安装，并且所述的不锈钢轴的外部还安装有从动齿轮；所述的齿轮传动箱内又相应安装有驱动电机，该驱动电机上又对应安装有主动齿轮，该主动齿轮与从动齿轮啮合安装，从而相应带动不锈钢轴以及吸泥斗旋转。

进一步地，所述的驱动电机上还安装有电机座，而所述的连接管上还设置有固定环，驱动电机上的电机座与连接管上的固定环采用螺栓固定连接。

进一步地，所述的机器人壳体的前端还安装有检测传感器，所述的检测传感器包括温度传感器、管道水压传感器、管道流速传感器、管道水位传感器、管道淤泥厚度检测传感器以及管道破损检测传感器。

进一步地，所述的机器人壳体外部中间位置处还安装有轴向螺旋桨，而机器人外部两侧则对应安装有立式螺旋桨。

进一步地，所述的四轮运动系统包括设置在机器人壳体前端的两个主动轮以及设置在机器人壳体后端的两个从动轮。

进一步地，所述的机器人壳体上还安装有吊环，机器人壳体的内部还安装有加速度计以及陀螺仪；且所述的吸泥管设置为不锈钢螺纹管。

进一步地，所述的机器人壳体内部还设置有智能控制系统、动力系统以及配电柜。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本装置的清淤机器人可代替现有的人工进入到污水管道内清淤施工，避免了人员下井下管缺氧中毒等安全风险，填补了国内管道清淤机器人的空白；

（2）本装置清淤时，依靠前端的机械臂调整调节位置，吸泥管前端的搅拌式清淤机构可通过齿轮传动箱带动吸泥斗以及吸泥斗上的切割刀片旋转，可对淤泥中的垃圾进行切割处理，吸取淤泥会更加的方便，并且配合机械臂的位置调节，提升了工作效率；

（3）本装置设置有四轮运动系统可保证整体平稳运行；前端设置的检测传感器可探知检测管道内部信息；立式螺旋桨实现机器人在污水井中的上升和下潜，而轴向螺旋桨则可以实现机器人在管道内水下的前进驱动，并配合四轮运动系统的主动轮和从动轮使用，效果更佳；并且还设置有照明装置实现照明，摄像装置拍摄图像，集多功能于一身，真正实现清淤工作；

（4）本装置还设置有智能控制系统、动力系统以及配电柜，可实现机器人的自控智能行走，淤泥检测自动清除，而动力系统则相应提供机器人的行走动力，电源装置提供机器人整体电源，实现了清淤机器人的自主运行与稳定的工作；另外本装置中还设置了陀螺仪、加速度计等装置，可相应对机器人的运行轨迹进行修正，使得机器人在污水管道内可自主导航运行，并且能精确判断机器人在管道内的位置。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为本实用新型内部结构图；

图4为本实用新型中搅拌式清淤结构图；

图5为齿轮箱内部结构图。

附图标记：吊环1，防水壳体2，立式螺旋桨3，排泥接口4，从动轮5，机械臂6，搅拌式清淤机构7，齿轮传动箱701，驱动电机7011，电机座7012，主动齿轮7013，从动齿轮7014，轴承7015，连接管7016，固定环7017，不锈钢轴7018，切割刀片702，吸泥斗703，吸泥管8，轴向螺旋桨9，主动轮10，照明装置11，摄像装置12，检测传感器13，智能控制系统14，配电柜15，排泥管16，动力系统17，加速度计18，陀螺仪19，污泥泵20。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1、图2和图3所示，一种污水管道水下探测及清淤机器人，包括机器人壳体2；该机器人壳体2设置为防水壳体，该机器人壳体2的下端安装有四轮运动系统，四轮运动系统包括设置在机器人壳体2前端的两个主动轮10以及设置在机器人壳体2后端的两个从动轮5，并且四个轮体均设置为特制的金属防滑轮。

机器人壳体2的前端对应设置有照明装置11以及摄像装置12，用于照明以及摄像，方便地面控制机器人进出污水井及污水管道。

机器人壳体2的前端还安装有检测传感器13，检测传感器13包括各种传感器，例如：温度传感器、管道水压传感器、管道流速传感器、管道水位传感器、管道淤泥厚度检测传感器以及管道破损检测传感器；可检测污水管地理位置、管道内水位、管道内淤泥厚度、管道内破损情况以及排口情况等，并且可自动形成报表，并直接上传给系统。

机器人壳体2的前端上侧又对应安装有机械臂6，机械臂6设置为多维度转动机械臂，便于调整方向。

机器人壳体2的前端下侧对应安装有吸泥管8，该吸泥管8的前端又对应设置有搅拌式清淤机构7，并且该搅拌式清淤机构7又对应安装在机械臂6上，可通过机械臂6移动调节清淤位置，机器人壳体2内部又对应安装有泥污泵20，该泥污泵20与吸泥管8相连，并且该泥污泵20上又安装有排泥管16；机器人壳体2的后端又设置有排泥接口4，所述排泥管16连接至排泥接口4。

如图4和图5所示，搅拌式清淤机构7包括安装于吸泥管8前端的可相应旋转的吸泥斗703以及用于驱动吸泥斗703旋转的齿轮传动箱701，吸泥斗703上还安装有切割刀片702，机械臂6与齿轮传动箱701通过螺栓固连。

吸泥管8的前端安装有连接管7016，该连接管7016的前端又相应通过轴承7015安装有空心的不锈钢轴7018，而吸泥斗703则相应与不锈钢轴7018对接安装，并且不锈钢轴7018的外部还安装有从动齿轮7014；齿轮传动箱701内又相应安装有驱动电机7011，该驱动电机7011上又对应安装有主动齿轮7013，该主动齿轮7013与从动齿轮7014啮合安装，从而相应带动不锈钢轴7018以及吸泥斗703旋转。

驱动电机7011上还安装有电机座7012，而连接管7016上还设置有固定环7017，驱动电机7011上的电机座7012与连接管7016上的固定环7017采用螺栓固定连接。

本装置中，吸泥管前端安装的吸泥斗是可以相应旋转的，吸泥斗上又相应安装有切割刀片，可以在吸泥的同时对管道内的垃圾进行切割，增加吸泥效率；本装置中驱动吸泥斗旋转的具体结构是在吸泥管的前端安装一段连接管，连接管上通过轴承安装空心的不锈钢轴，不锈钢轴与吸泥料斗对应安装，这样不锈钢轴与吸泥管安装成一体，可一起相应旋转；不锈钢轴的外部安装有从动齿轮，而驱动电机上对应安装主动齿轮，两者啮合安装后就可以相应带动不锈钢轴以及吸泥斗一起旋转，结构设计上十分的合理。

机器人壳体2外部中间位置处还安装有轴向螺旋桨9，而机器人外部两侧则对应安装有立式螺旋桨3，立式螺旋桨3在可在内部驱动电机的驱动下负责机器人在污水井里上升和下潜，而轴向螺旋桨9负责在管道内水下前进驱动。

机器人壳体2上还安装有吊环，机器人壳体2的内部还安装有加速度计18以及陀螺仪19；且吸泥管8设置为不锈钢螺纹管；本装置不仅可以安装加速度计18和陀螺仪19，并且还可以在前端安装声呐、超声波等检测装置。

机器人可利用陀螺仪及加速度计为敏感器件的导航解算系统进行惯性导航，而声呐系统接收声呐信号并反馈到机器人壳体内的智能控制系统14中，由智能控制系统14自动进行计算并对行走系统进行修正。

机器人壳体2内部还设置有智能控制系统14、动力系统17以及配电柜15；本装置中的智能控制系统14包括工控机以及两组单片机，其中一组单片机用于机器人的智能行走控制；另一组单片机则用于管道垃圾检测及垃圾清淤工作控制；管道水下机器人的智能行走、管道垃圾检测及工作的软件均集成开发成自身独特系统并相应安装于智能控制系统14内的工控机及单片机中。

动力系统17则相应提供各系统和机构所需要的驱动电机或者是液压系统，相应的配电柜则相应提供电源。

具体实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利要求范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：包括机器人壳体（2）；该机器人壳体（2）的下端安装有四轮运动系统，该机器人壳体（2）的前端对应设置有照明装置（11）以及摄像装置（12），并且该机器人壳体（2）的前端上侧又对应安装有机械臂（6），机器人壳体（2）的前端下侧对应安装有吸泥管（8），该吸泥管（8）的前端又对应设置有搅拌式清淤机构（7），并且该搅拌式清淤机构（7）又对应安装在机械臂（6）上，可通过机械臂（6）移动调节清淤位置，所述的机器人壳体（2）内部又对应安装有泥污泵（20），该泥污泵（20）与吸泥管（8）相连，并且该泥污泵（20）上又安装有排泥管（16），机器人壳体（2）的后端又设置有排泥接口（4），所述排泥管（16）连接至排泥接口（4）。

2.根据权利要求1所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的搅拌式清淤机构（7）包括安装于吸泥管（8）前端的可相应旋转的吸泥斗（703）以及用于驱动吸泥斗（703）旋转的齿轮传动箱（701），所述的吸泥斗（703）上还安装有切割刀片（702），所述的机械臂（6）与齿轮传动箱（701）通过螺栓固连。

3.根据权利要求2所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的吸泥管（8）的前端安装有连接管（7016），该连接管（7016）的前端又相应通过轴承（7015）安装有空心的不锈钢轴（7018），而所述的吸泥斗（703）则相应与不锈钢轴（7018）对接安装，并且所述的不锈钢轴（7018）的外部还安装有从动齿轮（7014）；所述的齿轮传动箱（701）内又相应安装有驱动电机（7011），该驱动电机（7011）上又对应安装有主动齿轮（7013），该主动齿轮（7013）与从动齿轮（7014）啮合安装，从而相应带动不锈钢轴（7018）以及吸泥斗（703）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的驱动电机（7011）上还安装有电机座（7012），而所述的连接管（7016）上还设置有固定环（7017），驱动电机（7011）上的电机座（7012）与连接管（7016）上的固定环（7017）采用螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的机器人壳体（2）的前端还安装有检测传感器（13），所述的检测传感器（13）包括温度传感器、管道水压传感器、管道流速传感器、管道水位传感器、管道淤泥厚度检测传感器以及管道破损检测传感器。

6.根据权利要求1所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的机器人壳体（2）外部中间位置处还安装有轴向螺旋桨（9），而机器人外部两侧则对应安装有立式螺旋桨（3）。

7.根据权利要求1所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的四轮运动系统包括设置在机器人壳体（2）前端的两个主动轮（10）以及设置在机器人壳体（2）后端的两个从动轮（5）。

8.根据权利要求1所述的一种污水管道水下探测及清淤机器人，其特征在于：所述的机器人壳体（2）上还安装有吊环，机器人壳体（2）的内部还安装有加速度计（18）以及陀螺仪（19）；且所述的吸泥管（8）设置为不锈钢螺纹管。

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