CN218719712U - 一种家用管道多功能微型机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用管道多功能微型机器人系统，包括管道机器人和便携式基站两部分；管道机器人包括驱动模块、多功能模块和连接模块；驱动模块采用传动机械臂及支撑式驱动轮结构；多功能模块拥有传动机械臂及支撑式驱动轮，可升降探测头，红外发射接收器以及多功能头；连接模块采用强磁吸附；便携式基站采用手提箱式便携设计，包括模块库，机器人拆分组装车间，延伸腔以及控制面板；多功能模块通过和基本的驱动模组结合，并借助基站完成自组，即可完成多种功能的实现。本实用新型具有模块性、智能性、便利性等特点，具有很重要的实际价值和广阔的应用前景。

Description

一种家用管道多功能微型机器人系统

技术领域

本实用新型属于微型机器人应用技术领域，尤其涉及一种家用管道多功能微型机器人系统。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求也不断提高，越来越多的家庭服务机器人进入家庭生活，如扫地机器人、擦窗机器人等，但是在管道清洁、疏通和维护方面的机器人研究和应用还有很大空间。目前大多数还是采用人工的办法或者化学方法解决家庭管道的清洁、维护等问题，会带来二次污染、对人体有害等诸多问题。现有的管道机器人大多数为大型市政管道用的机器人，它们多呈小车状，后有缆绳牵引，装有摄像头，由地面进行遥控操作，功能单一，操作复杂，不适合用于家庭中小型下水管道的堵塞和异味问题。因此开发一款专门针对家庭管道的多功能微型机器人具有很重要的实际价值和广阔的应用前景。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种家用管道多功能微型机器人系统。

本实用新型的一种家用管道多功能微型机器人系统，包括管道机器人和便携式基站两部分。

管道机器人包括驱动模块、多功能模块和连接模块。

驱动模块采用传动机械臂及支撑式驱动轮结构，利用传动机械臂使三个等角度分布支撑式驱动轮贴合多种直径的管道壁；同时配备三个等角度分布的支撑脚制动装置。

多功能模块拥有等角度分布的传动机械臂及支撑式驱动轮，集成了led灯、红外感应、微型摄像头的可升降探测头，三个等角度分布的管道情况检查用红外发射接收器，以及多功能头。

连接模块包含转向轴和集成线缆，拥有防腐蚀柔性管状外罩包覆；每个连接模块一端用螺钉连接至驱动模块或多功能模块，另一端设置两个用于相互连接的连接位点，连接位点采用强力电磁铁。

便携式基站采用手提箱式便携设计，包括若干个模块库，一个机器人拆分组装车间，一个与管道相连的延伸腔，以及一个控制面板；模块库用于储存驱动模块、多功能模块和连接模块。

多功能头包括疏通用钻头、维护用旋转刷、用于从基站输水用水的水管及清洗管道壁用的高压喷水口。

进一步的，多功能模块具有独立的电源。

进一步的，模块库内设置清洁喷水口和限位用机械臂。

本实用新型的有益技术效果为：

(1)智能化特点：机器人主体及功能模块都装载有控制主板，内部采用集成图像识别、数据分析、路线规划及自动返航，异常判断报警等功能，从而使得所设计的机器人操作方便、具有智能化程度高等优势。

(2)多功能及模块化特点：机器人整体采用模块化设计，多功能模块可根据使用需求更换，具有管道检查，定期维护，清洁、疏通等多种功能。还可调整运动单元，适用于多种尺寸管道。机体设计自身采用模块化，量产后，模具需要少，零件品类少，能够有效降低成本。

(3)适用于家庭:搭配便携式基站，该机器人可以完全自主运行，不仅能避免在疏通过程中可能产生的危险，而且可以定期地自动管道清洁与维护，可在一定程度上将管道堵塞的可能降到最低，起到防微杜渐的作用，同时也解决了管道异味等诸多问题。

(4)本实用新型提供的一种家用管道多功能微型机器人系统的设计，较于其他市面上已经普及的家庭清洁工具，本产品针对家庭管道问题，给出了具体的、智能的、高效的解决方案，具有技术先进性和实际的可操作性。该项目从某种程度上弥补了现有的家庭服务机器人的一大空白，具有极大的现实意义和应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的疏通模式下机器人硬件结构图。

图2为本实用新型的便携式基站部分硬件剖面结构图。

图3为本实用新型的驱动模块硬件结构图。

图4为本实用新型的两个连接模块连接后硬件结构图。

图5为本实用新型的疏通模式用多功能模块硬件结构图。

图6为本实用新型的维护模式用多功能模块硬件结构图。

图7为本实用新型的清洁水枪模块硬件结构图。

图中标号释义：1-支撑式驱动轮；2-传动机械臂；3-支撑脚制动装置；4-连接模块；6-模块库；7-机械臂；8-延伸腔；9-清洁喷水口；10-控制面板；11-机器人拆分组装车间；12-连接位点；13-可升降探测头；14-疏通用钻头；15-红外发射接收器；16-维护用旋转刷；17-水管；18-高压喷水口；19-转向轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型的一种家用管道多功能微型机器人系统，包括管道机器人(如图1所示)和便携式基站(如图2所示)两部分。

管道机器人包括驱动模块、多功能模块和连接模块4。

驱动模块如图3所示，采用传动机械臂2及支撑式驱动轮1结构，利用传动机械臂2使三个等角度分布支撑式驱动轮1贴合多种直径的管道壁。工作时优先展开支撑式驱动轮1与主轴的传动机械臂2，到达管道壁后动力传导给支撑式驱动轮1。同时配备三个等角度分布的支撑脚制动装置3，当系统检测模块发现机器人当前在垂直的管道内工作时会自动开启，防止下滑。同时在向上攀爬的过程中，制动装置3将起攀爬机械臂作用，配合支撑式驱动轮1提供的部分动力和支撑结构完成向上攀爬动作。各零部件拟用铆钉连接。

多功能模块具有独立的电源，通过和基本的驱动模组结合即可完成多种功能的实现。目前设计了三种典型应用功能模块：高压水枪管壁清洗模组(如图7所示)，大型污垢用钻头模组(如图5所示)，保养清洁旋转软刷模组(如图6所示)等。其中高压水枪管壁清洗模组有线缆及输水管集成的细管与基站相连。除给出的范例外，也可以替换为其他功能性模组。

多功能模块拥有等角度分布的传动机械臂2及支撑式驱动轮1，集成了led灯、红外感应、微型摄像头的可升降探测头13，三个等角度分布的管道情况检查用红外发射接收器15，以及多功能头。多功能头包括疏通用钻头14、维护用旋转刷16、用于从基站输水用水的水管17及清洗管道壁用的高压喷水口18。

连接模块4如图4所示，用于连接各个模块，包含转向轴19和集成线缆，拥有防腐蚀柔性管状外罩(结构图中不含)包覆；每个连接模块4一端用螺钉连接至驱动模块或多功能模块，另一端设置两个用于相互连接的连接位点12，连接位点12采用强力电磁铁。转向轴19起关节作用，便于机器人随管道转向。转向轴19自身不提供转向动力，转向动作由驱动模块中的智能控制单元配合中央控制模块进行协同控制，利用支撑式驱动轮1差速及传动机械臂2完成机器人在管道中位置的变化，同时完成转向准备。

便携式基站采用手提箱式便携设计，使用时可固定也可移动。包括若干个集模块储存、清洗、限位一体的模块库6，模块库6内设置清洁喷水口9和限位用机械臂7。一个机器人拆分组装车间11，以及一个控制面板10，实现系统的整体控制功能。基站设置有与管道相连的延伸腔8，方便机器人系统与各类下水口对接。

各模块之间采用强电磁磁铁位点进行磁吸连接，并借助基站完成自组。主体模块之间拥有连接模块4，其对外侧上的两个圆形连接位点12为强电磁铁，两个主体模块的连接模块4的连接位点12之间通过通断电实现自动连接和断开。连接位点通电后为磁吸部件，两个模块所拥有的连接模块)通过位点磁吸连接后形成的连接结构示意图如图4所示。在拼接过程中，模块在基站内由根据用户指令，通过机械臂7限制并给出运动位置，利用驱动轮组运动至基站内走道的预定拼接位置，再由机械臂7辅助二次校准限位，最后对电磁铁连接位点12通电完成各模块的对接，完成机器人的自组装功能。

本实用新型设计的用于家庭下水管道特点的管道机器人，具有模块性、智能性、便利性等特点。不仅能避免在疏通过程中的可能产生二次污染、对人体有害等问题，而且可以定期地自动进行管道清洁与维护，可在一定程度上将管道堵塞的可能降到最低，起到防微杜渐的作用。该设计的机器人可进行智能作业，工作效率高，可快速定位堵塞点，进行清理疏通，无需人工寻找堵点或者拆管疏通等，节省了时间。该设计的机器人不依赖外界操作，完全自主运行，不需要远程遥控，能够胜任家庭的管道维护及疏通等多种功能。

Claims (4)

1.一种家用管道多功能微型机器人系统，其特征在于，包括管道机器人和便携式基站两部分；

所述管道机器人包括驱动模块、多功能模块和连接模块(4)；

所述驱动模块采用传动机械臂(2)及支撑式驱动轮(1)结构，利用传动机械臂(2)使三个等角度分布支撑式驱动轮(1)贴合多种直径的管道壁；同时配备三个等角度分布的支撑脚制动装置(3)；

所述多功能模块拥有等角度分布的传动机械臂(2)及支撑式驱动轮(1)，集成了led灯、红外感应、微型摄像头的可升降探测头(13)，三个等角度分布的管道情况检查用红外发射接收器(15)，以及多功能头；

所述连接模块(4)包含转向轴(19)和集成线缆，拥有防腐蚀柔性管状外罩包覆；每个连接模块(4)一端用螺钉连接至驱动模块或多功能模块，另一端设置两个用于相互连接的连接位点(12)，连接位点(12)采用强力电磁铁；

所述便携式基站采用手提箱式便携设计，包括若干个模块库(6)，一个机器人拆分组装车间(11)，一个与管道相连的延伸腔(8)，以及一个控制面板(10)；模块库(6)用于储存驱动模块、多功能模块和连接模块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种家用管道多功能微型机器人系统，其特征在于，所述多功能头包括疏通用钻头(14)、维护用旋转刷(16)、用于从基站输水用水的水管(17)及清洗管道壁用的高压喷水口(18)。

3.根据权利要求1所述的一种家用管道多功能微型机器人系统，其特征在于，所述多功能模块具有独立的电源。

4.根据权利要求1所述的一种家用管道多功能微型机器人系统，其特征在于，所述模块库(6)内设置清洁喷水口(9)和限位用机械臂(7)。

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