CN221209255U - 一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开栏一种双驱动模式的管道清洁机器人，在内壁设有障碍物的管道也可完成管道清洁，包括主驱动模块、副驱动模块、变径清扫模块，所述主驱动模块设有由主驱动承载架A，所述主驱动承载架A，与旋转架连接，通过旋转架旋转，管道机器人的前进或后退，待遇到管道内壁设有障碍物的区域时，所述主驱动模块将胶轮支架旋转至无障碍物区域，所述副驱动模块通过齿轮齿条完成管道机器人的前进或者后退，待行进至指定区域，所述变径清洁模块设有清扫组件和清洁液喷嘴完成管道内壁清洁。

Description

一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及管道检测领域，尤其是一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人。

背景技术

管道本体机器人一种可沿细小管道内部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在管道本体的内部行走，对管道本体的内部进行摄像和清理，充分的对管道本体内壁进行维护或检测。

现有的管道本体机器人在管道本体的内部行走时大多只能够在直线管道本体内部进行行走，且对管道内部环境有一定要求，在管道内部有障碍的工作环境内易发生卡滞的现象。

授权文本CN202321551535.9公开了一种基于形状记忆合金驱动的微型管道机器人，包括：基壳、弹性件、尾盖、后盖、牵引绳、驱动组件及锚固组件；每两个所述基壳之间设置有弹性件及尾盖，所述后盖滑动设置于所述基壳内部，所述牵引绳穿过所述弹性件设置于所述后盖与相邻所述基壳上的所述尾盖之间，所述驱动组件设置于所述基壳上，用于带动所述后盖在所述基壳内滑动，所述锚固组件设置于所述基壳上，用于将所述基壳固定在管道内。本实用新型属于管道机器人技术领域，其结构简单，具有较快的行进速度，良好柔性，良好自适应性，能顺利通过弯管、变径管、竖直管等多种不同管道。本申请虽然解决了弯曲管道问题，但是弹性部件需要复位带动基壳向前移动，并且机器人不能解决清理问题，在经过障碍的工作环境内依然易发生卡滞的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人，在管道本体复杂的例如有障碍物的内部也能进行管道内壁清洁。

本实用新型的技术方案：

一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人，包括主驱动模块、副驱动模块、变径清洁模块、及防护管，其中左侧主驱动模块与防护管连接，防护管连接变径清洁模块，变径清洁模块连接副驱动模块连接防护管，防护管连接右侧主驱动模块，各个模块为万向节结构，选择十字轴万向节，通过螺丝固定。

所述主驱动模块包括主驱动承载架A1、 轴承A 2、旋转架3、胶轮支架4、减震弹簧5、胶轮6、轴承B7、电机A8、主驱动承载架B9，其中主驱动承载架A与主驱动承载架B孔内均设有轴承，轴承内安装旋转架3，旋转架3一端连接电机A8，旋转架3外侧安装有胶轮支架4，胶轮支架4与旋转架3之间安装减震弹簧5，胶轮支架4与胶轮6螺栓链接。

所述主驱动承载架与轴承过盈配合，所述旋转架3与轴承A过盈配合，步进电机A与所述旋转架3螺栓链接，所述旋转架3与轴承B相连，步进电机A8与旋转架3螺栓链接，电机外侧罩有保护罩。

胶轮支架4与旋转架3铰接，减震弹簧5与旋转架3铰接，减震弹簧5与胶轮支架4铰接，弹簧与胶轮支架4与旋转架3呈三角形，三角形具有更好的稳定性。

所述副驱动模块包括副驱动承载架A 10、滑轨支座A 11、副驱动模块承载架B12、轴承C 13、连轴14、齿轮A15、电机B 16，其中副驱动模块承载架B12设置在两端副驱动承载架A 10之间，副驱动模块承载架B12上下两端安装滑轨支座11，左侧副驱动承载架A 10下方安装有滑轨支座11，右侧副驱动承载架A 10上方安装有安装滑轨支座11，左侧副驱动承载架A 10通过副驱动模块承载架B12下方滑条连接，右侧副驱动承载架A 10通过副驱动模块承载架B12上方滑条连接，副驱动模块承载架B12中心设有连轴14，连轴14通过轴承安装在副驱动模块承载架B12上，连轴14一端连接电机B16，连轴14中间位置安装齿轮A15，两端副驱动承载架A 10与副驱动模块承载架B12通过齿条连接，两端齿条的错开，分别与齿轮A15上下面咬合。

滑轨支座11与副驱动承载架B12及左侧副驱动承载架A 10均为螺栓连接。

所述副驱动模块承载架B与所述轴承C相连，所述轴承C与连轴相连，所述连轴与所述齿轮A键连接连，所述光轴与所述步进电机B螺栓连接，所述步进电机B与副驱动模块承载架B螺栓相连。

所述变径清洁模块包括清洁模块承载架A17、无刷电机18、丝杠19、支座20、连杆21、清扫长杆22、联轴器23、步进电机24、清洁模块承载架B25、旋转喷嘴26、步进电机D27、清洁模块承载架C28，其中无刷电机18固定在清洁模块承载架A17上，无刷电机18与丝杠19顶丝相连，连杆支座20套在丝杠上，连杆支座20内部齿牙与丝杠咬合，连杆支座20上均匀分布3根连杆，连杆铰接安装在连杆支座20上，连杆21的另一端与清扫长杆22铰接，清扫长杆22末端连接在清洁模块承载架A17上，通过铰接方式连接，所述丝杠19与所述联轴器23相连，所述联轴器23与步进电机24的轴相连，所述步进电机24安装在清洁模块承载架B25中心位置，不穿透清洁模块承载架B25，所述清洁模块承载架B25另一侧与所述旋转喷嘴26套接，通过螺栓固定，所述变径清洁模块还包括清洁模块承载架B25、旋转喷嘴26、步进电机D27、清洁模块承载架C28，其中所述旋转喷嘴26与清洁模块承载架B25连接，通过螺栓固定，清洁模块承载架C28内设置有步进电机D，所述旋转喷嘴26与步进电机D27轴接，所述步进电机D27设置在清洁模块承载架C28中心。

所述清扫长杆22打开以后与丝杠角度最大为70度。

进一步的，所述清洁模块承载架A与所述无刷电机螺栓链接，所述丝杠连轴座与丝杠顶丝固定，所述丝杠与所述连杆支座相连，所述连杆与所述清扫长杆铰接，所述丝杠与步进电机通过联轴器相连，所述步进电机与清洁模块承载架B螺栓相连，所述与清洁模块承载架B与旋转喷嘴相连，所述旋转喷嘴与步进电机D27相连。

附图说明

图1为本双驱动模式的管道内壁清洁机器人的结构示意图。

图2为本发明所述主驱动模块结构示意图。

图3为本发明所述副驱动模块结构示意图。

图4为本发明所述变径清洁模块结构示意图。

图5为本发明所述清扫长杆结构示意图。

图6为本实用新型变径清洁模块使用示意图。

图中：1是主驱动承载架A 、2是轴承A 、3是旋转架 、4是胶轮支架、 5是减震弹簧、6是胶轮、7是轴承B、8是电机A、 9是主驱动承载架B 、10是副驱动承载架A、11是滑轨支座A、12是副驱动模块承载架B、13是轴承C 、14是连轴、 15是齿轮A 、16是电机B 、17是所述清洁模块承载架A 、18是无刷电机、19是丝杠、20是连杆支座、 21是连杆、 22是清扫长杆、 23是联轴器、 24是步进电机、 25是清洁模块承载架B、 26是旋转喷嘴、 27是步进电机D27、28是清洁模块承载架C。

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。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1是种双驱动模式的管道内壁清洁机器人的轴侧示意图。

图2是为本发明所述主驱动模块结构示意图，包括主驱动承载架A1，主驱动承载架A1与轴承A2过盈配合，轴承A2与旋转架3过盈配合，旋转架3与胶轮支架4铰接，胶轮支架4与减震弹簧5铰接，胶轮6与胶轮支架4螺栓相连，轴承B7与电机A8螺旋相连，电机A8与主驱动承载架B9螺栓相连。

图3是本发明所述副驱动模块结构示意图，包括副驱动承载架A10与滑轨支座11螺栓相连，滑轨支座11与副驱动承载架B12螺栓相连，副驱动承载架B12与轴承C13过盈配合，轴承C13与连轴14过盈配合，连轴14与齿轮A15键连接，连轴14与电机B16螺栓链接。

图4为本发明所述变径清洁模块结构示意图，包括清洁模块承载架A17与丝杠连轴座18螺栓相连，所述无刷电机18与丝杠19顶丝相连，所述丝杠19与连杆支座20，所述连杆支座20与连杆21相连，所述连杆21与清扫长杆22铰接，所述丝杠19与所述联轴器23相连，所述联轴器23与步进电机24相连，所述步进电机24与所述清洁模块承载架B25相连，所述清洁模块承载架B25与所述旋转喷嘴26相连，所述旋转喷嘴26与步进电机D27相连，所述步进电机D27与清洁模块承载架C28相连。

图5为本发明所述清扫长杆示意图，毛刷与长杆弯折角度在28°~32°。

实施例1

面对管道内部无障碍物的工作环境时，通过电机A8旋转主轴，带动旋转架3，旋转架3旋转带动胶轮支架4、减震弹簧5和胶轮6旋转，通过电机A8的正转、反转完成主驱动模块的前进，通过减震弹簧5缓解机器人在管道内壁行驶时所受到的振动，并通过弹力约束胶轮支架4与旋转架3之间的角度，维持整体结构稳定性，主驱动模块前进通过万向节完成对变径清洁模块和副驱动模块的拖拽，以达到管道机器人整体在管道内的前进。

当管道内部需要转弯时，主驱动模块通过电机A8旋转主轴，带动旋转架3，旋转架3旋转带动胶轮支架4、减震弹簧5和胶轮6旋转根据管道内壁曲率变化自动转弯，当主驱动模块完成转向，通过主驱动模块与变径清洁模块之间的万向节拖拽帮助清洁变径模块越过弯道，当清洁变径模块越过弯道，通过变径清洁模块与副驱动模块之间的万向节拖拽，完成转弯。

当管道机器人完成做业需返航时，处于末尾的主驱动模块通过电机A8旋转主轴，带动旋转架3，旋转架3旋转带动胶轮支架4、减震弹簧5和胶轮6旋转，通过电机的旋转完成主驱动模块的返航，主驱动模块前进通过万向节完成对变径清洁模块和副驱动模块的拖拽，以达到管道机器人整体在管道内的返航。

待运动到需清洁区域，启动无刷电机18，无刷电机18与丝杠19连接，带动丝杠19旋转，丝杠19与连杆支座20咬合连接，丝杠19带动连杆支座20沿丝杠轴向方向前后移动，并且连杆支座20上铰接有3根连杆21，随着受连杆支座20向靠近清洁模块承载架A17一侧运动移动，连杆21受力后支开，带动与之铰接的清扫长杆22打开，清扫长杆22张开到最大角度，毛刷与管道接触，无刷电机18停止工作，调整工作完成，启动步进电机24，步进电机与联轴器23连接，带动丝杠及连杆支座20一起运动，这时，因为无刷电机18不动，连杆支座20不会前后移动，连杆支座20沿着丝杠轴向方向转动，带动与其连接的连杆及清扫长杆22一起转动，带动清扫长杆22转动，完成清扫。

实施例2

其他均与实施例1相同，区别在于：步进电机24的另一端连接旋转喷嘴26，旋转喷嘴26通过步进电机D27与清洁模块承载架C28相连，步进电机带动旋转喷嘴26旋转，旋转喷嘴26里内设有压力控制器，压力控制器为现有技术，采买所得，旋转喷嘴26出口处设有可翻开盖板，若遇到难以清洁的工况时，旋转喷嘴26内装有清洁剂，步进电机D27旋转带动旋转喷嘴26至需要喷洒位置，内部增压，清洁剂顶开盖板，通过旋转喷嘴26出口喷出，完成清洁剂喷洒，辅助完成清扫。

实施例3

面对管道内有障碍物的工作环境时，通过电机A8旋转主轴，带动旋转架3，旋转架3旋转带动胶轮支架4、减震弹簧5和胶轮6旋转，旋转至无障碍物的区域，通过电机B16旋转带动连轴14，连轴14旋转带动齿轮A15,齿轮A15旋转带动齿条，滑轨支座11内的滑轨根据副驱动承载架A10完成滑动，提供一个支撑力，增加结构整体稳定性，副驱动模块的前进给予主驱动模块一个向前或向后的力，帮助主驱动模块中的旋转架3、胶轮支架4、减震弹簧5和胶轮6越过障碍区。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人，包括主驱动模块、副驱动模块、变径清洁模块、及防护管，其特征在于：左侧主驱动模块与防护管连接，防护管连接变径清洁模块，变径清洁模块连接副驱动模块连接防护管，防护管连接右侧主驱动模块，各个模块为万向节结构，选择十字轴万向节，通过螺丝固定；

所述主驱动模块包括主驱动承载架A（1）、轴承A（2）、旋转架（3）、胶轮支架（4）、减震弹簧（5）、胶轮（6）、轴承B（7）、电机A（8）、主驱动承载架B（9），其中主驱动承载架A（1）与主驱动承载架B（9）的孔内均设有轴承，轴承内安装旋转架（3），旋转架（3）一端连接电机A（8），旋转架（3）外侧安装有胶轮支架（4），胶轮支架（4）与旋转架（3）之间安装减震弹簧（5），胶轮支架（4）与胶轮（6）螺栓连接；

所述副驱动模块包括副驱动承载架A（10）、滑轨支座A （11）、副驱动模块承载架B（12）、轴承C （13）、连轴（14）、齿轮A（15）、电机B（16），其中副驱动模块承载架B（12）设置在两端副驱动承载架A（10）之间，副驱动模块承载架B（12）上下两端安装滑轨支座（11），左侧副驱动承载架A （10）下方安装有滑轨支座（11），右侧副驱动承载架A （10）上方安装有安装滑轨支座（11），左侧副驱动承载架A （10）通过副驱动模块承载架B（12）下方滑条连接，右侧副驱动承载架A （10）通过副驱动模块承载架B（12）上方滑条连接，副驱动模块承载架B（12）中心设有连轴（14），连轴（14）通过轴承安装在副驱动模块承载架B（12）上，连轴（14）一端连接电机B（16），连轴（14）中间位置安装齿轮A（15），两端副驱动承载架A（10）与副驱动模块承载架B（12）通过齿条连接，两端齿条的错开，分别与齿轮A（15）上下面咬合；

所述变径清洁模块包括清洁模块承载架A（17）、无刷电机（18）、丝杠(19）、支座（20）、连杆（21）、清扫长杆（22）、联轴器（23）、步进电机（24），其中无刷电机（18）固定在清洁模块承载架A（17）上，无刷电机（18）与丝杠(19）顶丝相连，连杆支座（20）套在丝杠(19）上，连杆支座（20）内部齿牙与丝杠咬合，连杆支座（20）上均匀分布3根连杆（21），连杆铰接安装在连杆支座（20）上，连杆（21）的另一端与清扫长杆（22）铰接，清扫长杆（22）末端连接在清洁模块承载架A（17）上，通过铰接方式连接，所述丝杠（19）与所述联轴器（23）相连，所述联轴器（23）与步进电机（24）的轴相连，所述步进电机（24）安装在清洁模块承载架B（25）中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人，其特征在于；所述变径清洁模块还包括清洁模块承载架B（25）、旋转喷嘴（26）、步进电机D（27）、清洁模块承载架C（28），其中所述旋转喷嘴（26）与清洁模块承载架B（25）连接，通过螺栓固定，清洁模块承载架C（28）内设置有步进电机D，所述旋转喷嘴（26）与步进电机D（27）轴接，所述步进电机D（27）设置在清洁模块承载架C（28）中心。

3.根据权利要求1所述的一种双驱动模式的管道内壁清洁机器人，其特征在于；胶轮支架（4）与旋转架（3）铰接，减震弹簧（5）与旋转架（3）铰接，减震弹簧（5）与胶轮支架（4）铰接，减震弹簧（5）与胶轮支架（4）与旋转架（3）呈三角形。