CN220160795U - 一种流体驱动式管道除垢机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道机器人技术领域，公开了一种流体驱动式管道除垢机器人，包括皮碗和环形刮削刃，所述皮碗的上下侧均固定连接有密封橡胶圈，上侧所述密封橡胶圈的顶端固定连接有前固定盘，下侧所述密封橡胶圈的底端固定连接有后固定盘，所述皮碗由前固定盘、密封橡胶圈和后固定盘通过连接螺栓固定连接，所述前固定盘、密封橡胶圈和后固定盘通过密封筒相连接。本实用新型中，实现流体驱动式管道除垢机器人在管道内行走时刮削盘上的环形刮削刃可以对管道内壁的污垢进行逐级刮削，极大提高管道内壁污垢的处理效果，同时提高了管道的输送能力，同时防止机器人过弯卡死，从而提高了机器人在管道内部行进的通过性。

Description

一种流体驱动式管道除垢机器人

技术领域

本实用新型涉及管道机器人技术领域，尤其涉及一种流体驱动式管道除垢机器人。

背景技术

管道机器人作为特种机器人的一个重要分支，近年来得到了迅速发展，根据驱动方式的不同将管道机器人主要分为外部驱动式、自主驱动式以及流体驱动式三大类，相对于其他类型的管道机器人，流体驱动式管道机器人无需外部能源设备进行能源供给，适用于长距离运输管道中持续作业，且结构简单，安装方便，同时管道运输作为资源运输的重要手段，具有成本低、安全性高及稳定供给等优点，成了资源运输产业必不可少的基础设施，但由于工作环境恶劣，随着时间的推移管道内壁极易结垢，若不及时进行清洗和维护，将可能导致严重的安全事故以及对企业造成巨大经济损失，为了减少安全隐患，提高管道的输送能力，必须有效去除输油管道内壁的污垢。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种流体驱动式管道除垢机器人，旨在改善管道内壁极易结垢，若不及时进行清洗和维护，将可能导致严重的安全事故以及对企业造成巨大经济损失的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种流体驱动式管道除垢机器人，包括皮碗和环形刮削刃，所述皮碗的上下侧均固定连接有密封橡胶圈，上侧所述密封橡胶圈的顶端固定连接有前固定盘，下侧所述密封橡胶圈的底端固定连接有后固定盘，所述皮碗由前固定盘、密封橡胶圈和后固定盘通过连接螺栓固定连接，所述前固定盘、密封橡胶圈和后固定盘通过密封筒相连接，所述后固定盘的底端固定连接有三个V型固定架，三个所述V型固定架的外部均滑动连接有扇形调节板，所述扇形调节板的内部固定连接有齿条，所述前固定盘的底端均固定连接有三个步进电机，所述步进电机的输出端固定连接有齿轮副，所述前固定盘的底端固定连接有电源，所述前固定盘的底端固定连接有速度传感器，所述后固定盘的底端固定连接有三个支撑套筒，三个支撑套筒的底端固定连接有法兰。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述环形刮削刃的顶端固定连接有刮削盘，所述环形刮削刃和刮削盘的相对侧均固定连接有六个连接头，所述连接头的内部转动连接有连杆，所述连杆的内部固定连接有导向轮，所述环形刮削刃和刮削盘的相对侧均设置有弹簧钩，所述弹簧钩的另一端设置在连杆的一侧，所述刮削盘和环形刮削刃的相对侧均固定连接有多个轴承底座，所述轴承底座之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆的外部设置有空心套管，所述空心套管的外部设置有多个压缩弹簧，所述空心套管的中间固定连接有万向节，所述空心套管的外部设置有多个定位销。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述前固定盘、密封橡胶圈和后固定盘与密封筒构成密封舱，所述步进电机、电源和速度传感器均设置在密封舱内。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述齿轮副与齿条相互啮合，所述法兰与后固定盘通过支撑套筒固定连接并隔开一定距离。

作为上述技术方案的进一步描述：

三个所述刮削盘从前往后依次等距且平行排列，六个所述导向轮呈60度设置在刮削盘的外部。

作为上述技术方案的进一步描述：

三个所述压缩弹簧分别由定位销相隔开，所述电源和速度传感器与步进电机进行电连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述齿轮副中的主动齿轮与步进电机为键连接。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中，通过刮削盘、环形刮削刃、连接头、连杆的相互配合下的相互配合下，实现流体驱动式管道除垢机器人在管道内行走时刮削盘上的环形刮削刃可以对管道内壁的污垢进行逐级刮削，极大提高管道内壁污垢的处理效果，同时提高了管道的输送能力。

2、本实用新型中，通过空心套管、伸缩杆、定位销、万向节和压缩弹簧的相互配合下，伸缩杆会同时向相反方向拉压缩弹簧来自动调节间距，且中间连接的万向节也会折弯一定角度，以此防止机器人过弯卡死，从而提高了机器人在管道内部行进的通过性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的整体结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的后固定盘内部结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的扇形调节板背部结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的后固定盘与法兰装配结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的密封舱移去皮碗时内部爆炸结构示意图；

图6为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的万向节机构结构示意图；

图7为本实用新型提出的一种流体驱动式管道除垢机器人的刮削机构背部主视图。

图例说明：

1、连接螺栓；2、前固定盘；3、密封橡胶圈；4、皮碗；5、导向轮；6、连杆；7、弹簧钩；8、刮削盘；9、环形刮削刃；10、连接头；11、扇形调节板；12、V型固定架；13、支撑套筒；14、齿轮副；15、齿条；16、法兰；17、后固定盘；18、步进电机；19、密封筒；20、电源；21、速度传感器；22、空心套管；23、伸缩杆；24、定位销；25、万向节；26、压缩弹簧；27、轴承底座。

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。

参照图1-7，本实用新型提供的一种实施例：一种流体驱动式管道除垢机器人，包括皮碗4和环形刮削刃9，皮碗4的上下侧均固定连接有密封橡胶圈3，上侧密封橡胶圈3的顶端固定连接有前固定盘2，下侧密封橡胶圈3的底端固定连接有后固定盘17，皮碗4由前固定盘2、密封橡胶圈3和后固定盘17通过连接螺栓1固定连接，前固定盘2、密封橡胶圈3和后固定盘17通过密封筒19相连接，后固定盘17的底端固定连接有三个V型固定架12，三个V型固定架12的外部均滑动连接有扇形调节板11，扇形调节板11的内部固定连接有齿条15，前固定盘2的底端均固定连接有三个步进电机18，步进电机18的输出端固定连接有齿轮副14，前固定盘2的底端固定连接有电源20，前固定盘2的底端固定连接有速度传感器21，后固定盘17的底端固定连接有三个支撑套筒13，三个支撑套筒13的底端固定连接有法兰16。

皮碗4的作用是给密封橡胶圈3提供安装位置，且在连接螺栓1的作用下将前固定盘2、密封橡胶圈3、皮碗4和后固定盘17相连接，环形刮削刃9的作用是给连接头10提供安装位置，继而实现除垢机器人在管道内部前行的稳定性，密封橡胶圈3和前固定盘2、后固定盘17、密封筒19构成密封舱，继而对设置在密封舱内部的电源20和速度传感器21进行保护，前固定盘2的作用是给步进电机18提供安装位置，后固定盘17的作用是给支撑套筒13提供安装位置，V型固定架12的作用是给扇形调节板11提供滑动空间，且对扇形调节板11的运动轨迹限定，扇形调节板11的作用是给齿条15提供安装位置，继而在步进电机18和齿轮副14的作用下，来控制除垢机器人的运行速度，齿条15在齿轮副14的作用下沿V型固定架12的外部滑动，来控制泄流口的大小，步进电机18的作用是带动齿轮副14转动，齿轮副14与齿条15相互啮合，来带动扇形调节板11沿V型固定架12的外部移动，进而控制除垢机器人的运行速度，电源20的作用是给步进电机18提供电力，速度传感器21的作用是进行信号的传输，后固定盘17的作用是给法兰16提供安装位置。

环形刮削刃9的顶端固定连接有刮削盘8，环形刮削刃9和刮削盘8的相对侧均固定连接有六个连接头10，连接头10的内部转动连接有连杆6，连杆6的内部固定连接有导向轮5，环形刮削刃9和刮削盘8的相对侧均设置有弹簧钩7，弹簧钩7的另一端设置在连杆6的一侧，刮削盘8和环形刮削刃9的相对侧均固定连接有多个轴承底座27，轴承底座27之间设置有伸缩杆23，伸缩杆23的外部设置有空心套管22，空心套管22的外部设置有多个压缩弹簧26，空心套管22的中间固定连接有万向节25，空心套管22的外部设置有多个定位销24，前固定盘2、密封橡胶圈3和后固定盘17与密封筒19构成密封舱，步进电机18、电源20和速度传感器21均设置在密封舱内，齿轮副14与齿条15相互啮合，法兰16与后固定盘17通过支撑套筒13固定连接并隔开一定距离，三个刮削盘8从前往后依次等距且平行排列，六个导向轮5呈60°设置在刮削盘8的外部，三个压缩弹簧26分别由定位销24相隔开，电源20和速度传感器21与步进电机18进行电连接，齿轮副14中的主动齿轮与步进电机18为键连接。

刮削盘8的作用是给轴承底座27提供安装位置，连接头10的作用是给连杆6提供安装位置，连杆6的作用是给导向轮5提供安装位置，弹簧钩7的作用是提高除垢机器人的稳定性，轴承底座27的作用是给伸缩杆23提供安装位置，伸缩杆23的作用是给空心套管22提供安装位置，空心套管22的作用是给压缩弹簧26提供安装位置，压缩弹簧26、万向节25和定位销24的作用是提高除垢机器人的稳定性。

工作原理：流体驱动式管道除垢机器人依靠首尾两端流体形成压力差产生运动所需的驱动力，继而带动流体驱动式管道除垢机器人的正常运行时皮碗4与管道内壁产生过盈接触，此时，由于除垢机器人后端压力大于前端压力，除垢机器人将在管道内顺着流体的运行方向行进，进而带动刮削盘8外侧的导向轮5移动，来保持除垢机器人本体在管道内部的稳定性以及在遇到障碍物时导向轮5上端连接的弹簧钩7受压伸缩实现自动变径，同时除垢机器人的前行带动多个刮削盘8上的环形刮削刃9沿着管道内壁向机器人行进方向同步移动，进而对管道内壁的污垢逐级刮削，极大提高管道内壁污垢的处理效果，同时，当速度传感器21检测到除垢机器人在管道内运行速度过快时，会将运行指令发送给步进电机18，步进电机18收到指令后进行正转，带动齿条15与齿轮副14啮合传动，进而带动扇形调节板11慢慢向外部移动，使后固定盘17中间的泄流口增大，导致除垢机器人前后端流体压力差减小，则除垢机器人的运行速度开始变慢，反之，除垢机器人运行速度过慢时，会将运行指令发送给步进电机18，步进电机18收到指令后进行反转，带动齿条15与齿轮副14啮合传动，进而带动扇形调节板11慢慢向内部移动，使后固定盘17中间的泄流口减小，导致除垢机器人前后端流体压力差增大，则除垢机器人的运行速度开始变快，当除垢机器人在管道内部过弯时，空心套管22内的伸缩杆23会同时向相反方向拉伸，自动调节两个刮削盘8之间的距离，此时中间的万向节25会同步折弯一定角度，防止除垢机器人过弯卡死。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种流体驱动式管道除垢机器人，包括皮碗(4)和环形刮削刃(9)，其特征在于：所述皮碗(4)的上下侧均固定连接有密封橡胶圈(3)，上侧所述密封橡胶圈(3)的顶端固定连接有前固定盘(2)，下侧所述密封橡胶圈(3)的底端固定连接有后固定盘(17)，所述皮碗(4)由前固定盘(2)、密封橡胶圈(3)和后固定盘(17)通过连接螺栓(1)固定连接，所述前固定盘(2)、密封橡胶圈(3)和后固定盘(17)通过密封筒(19)相连接，所述后固定盘(17)的底端固定连接有三个V型固定架(12)，三个所述V型固定架(12)的外部均滑动连接有扇形调节板(11)，所述扇形调节板(11)的内部固定连接有齿条(15)，所述前固定盘(2)的底端均固定连接有三个步进电机(18)，所述步进电机(18)的输出端固定连接有齿轮副(14)，所述前固定盘(2)的底端固定连接有电源(20)，所述前固定盘(2)的底端固定连接有速度传感器(21)，所述后固定盘(17)的底端固定连接有三个支撑套筒(13)，三个支撑套筒(13)的底端固定连接有法兰(16)。

2.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：所述环形刮削刃(9)的顶端固定连接有刮削盘(8)，所述环形刮削刃(9)和刮削盘(8)的相对侧均固定连接有六个连接头(10)，所述连接头(10)的内部转动连接有连杆(6)，所述连杆(6)的内部固定连接有导向轮(5)，所述环形刮削刃(9)和刮削盘(8)的相对侧均设置有弹簧钩(7)，所述弹簧钩(7)的另一端设置在连杆(6)的一侧，所述刮削盘(8)和环形刮削刃(9)的相对侧均固定连接有多个轴承底座(27)，所述轴承底座(27)之间设置有伸缩杆(23)，所述伸缩杆(23)的外部设置有空心套管(22)，所述空心套管(22)的外部设置有多个压缩弹簧(26)，所述空心套管(22)的中间固定连接有万向节(25)，所述空心套管(22)的外部设置有多个定位销(24)。

3.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：所述前固定盘(2)、密封橡胶圈(3)和后固定盘(17)与密封筒(19)构成密封舱，所述步进电机(18)、电源(20)和速度传感器(21)均设置在密封舱内。

4.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：所述齿轮副(14)与齿条(15)相互啮合，所述法兰(16)与后固定盘(17)通过支撑套筒(13)固定连接并隔开一定距离。

5.根据权利要求2所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：三个所述刮削盘(8)从前往后依次等距且平行排列，六个所述导向轮(5)呈60度设置在刮削盘(8)的外部。

6.根据权利要求2所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：三个所述压缩弹簧(26)分别由定位销(24)相隔开，所述电源(20)和速度传感器(21)与步进电机(18)进行电连接。

7.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道除垢机器人，其特征在于：所述齿轮副(14)中的主动齿轮与步进电机(18)为键连接。