CN108644532A - 一种自适式管道清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适式管道清淤机器人，包括电路组件、驱动组件、清淤组件和机身；驱动组件包括伸缩杆、一个主动轮和两个从动轮，主动轮和从动轮均通过伸缩杆固定在机身上；清淤组件包括设置在机身上的喷水管、抽淤管、绞刀和排水管；喷水管设置在机身的头端，排水管设置在机身的尾端；抽淤管和绞刀设置在机身的底部；电路组件包括微控制器、压力传感器和电机驱动器；压力传感器设置在驱动组件上，微控制器和电机驱动器设置在机身内部，且压力传感器和电机驱动器均与微控制器相连。本发明可实现管道底部淤泥的高效清理，使管道内环境正常化，降低工人劳动强度。

Description

一种自适式管道清淤机器人

技术领域

本发明涉及机器人科学技术领域，尤其涉及一种自适式管道清淤机器人。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。随着城镇化的快速推进，城市地下管线的数量和规模越来越大，构成状况越来越复杂。近年来，各地由地下管网问题引发的城市内涝、道路塌陷、管线爆裂等事故呈高发态势。而如何对地下管道进行更好的清理也成了城市地下管道管理的一大难题。

随着机器人技术的发展蓬勃，应用广泛，尤其是应用在一些特殊环境或不适合人类工作的环境下的使用，越来越多的人开始考虑用机器人代替人类完成有危险或难度较大的工作。在城市地下管道***中，对于管道来说其通畅性至关重要，堵塞、排水不畅等问题会给人们的正常工作、生活造成极大的困扰。但由于管道内环境复杂，污水成分复杂，会产生许多堵塞管道的淤泥堆积，使管道堵塞。如果不及时对管道进行清理就可能影响使用，造成不必要的损失。然而,管道所处的环境往往是不适合人类工作的,清洗难度相当大。因此最有效的方法之一就是利用机器人来对管道内进行清理，但是现有的管道清淤机器人多存在结构复杂，无法有效的清除淤泥等问题。自适式管道清淤机器人结构相对简单、操作简易、效率更高，比现有机器人清洁更彻底，清洁效果更好。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种自适式管道清淤机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种自适式管道清淤机器人，包括电路组件、驱动组件、清淤组件和机身，其中：

驱动组件设置有多组，以机身为对称中心呈中心对称的设置在机身的四周；每组驱动组件包括伸缩杆、一个主动轮和两个从动轮，主动轮和从动轮均通过伸缩杆固定在机身上；

清淤组件包括设置在机身上的喷水管、抽淤管、绞刀和排水管；喷水管设置在机身的头端，排水管设置在机身的尾端；抽淤管和绞刀设置在机身的底部；

电路组件包括微控制器、压力传感器和电机驱动器；压力传感器设置在驱动组件上，微控制器和电机驱动器设置在机身内部，且压力传感器和电机驱动器均与微控制器相连。

进一步地，本发明的驱动组件设置有3组，每组驱动组件之间的夹角为120°。

进一步地，本发明的每组驱动组件中，两个从动轮分别通过伸缩杆固定在机身的头端和尾端，主动轮通过伸缩杆固定在两个从动轮之间，且每组中主动轮和从动轮在一条直线上。

进一步地，本发明的机身内部还设置有动力电机和绞刀电机，主动轮与动力电机相连，绞刀与绞刀电机相连，且动力电机和绞刀电机均通过电机驱动器与微控制器相连。

进一步地，本发明的从动轮为自适应万向轮，当压力传感器检测到障碍物时，从动轮自动调整方向，使机身进行周向旋转运动，避开障碍物。

进一步地，本发明的机身底部还设置有绞刀支架、前端法兰和后端法兰，绞刀支架通过前端法兰固定在机身的底部，绞刀电机通过后端法兰固定在机身内部，绞刀安装在绞刀支架上。

进一步地，本发明的绞刀为半球形，半球形上设置有多片螺旋状的刀片。

进一步地，本发明的电路组件还包括键盘，键盘与微控制器相连，用于输入控制参数。

本发明产生的有益效果是：本发明的自适式管道清淤机器人，该机器人通过采集从动轮上的压力数据，经过搭载在机器人上的微控制器进行数据分析发出指令使得驱动装置可以达到自适性在管道内移动，经过喷水装置喷水，绞刀工作，最后由抽淤管将淤泥抽出达到清淤效果。以实现高效的管道清淤，相比于现有的管道清淤机器更加便利，降低人工成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明自适式管道清淤机器人的整体效果图

图2为本发明自适式管道清淤机器人的下视示意图

图3为本发明自适式管道清淤机器人的正视示意图

图4为本发明自适式管道清淤机器人的绞刀示意图

图5为本发明自适式管道清淤机器人的主动轮示意图

图6为本发明自适应管道清淤机器人的控制***硬件示意图

图中：1机身，2喷水管，3抽淤管，4绞刀，5主动轮，6从动轮，7伸缩杆，8排水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，该自适式管道清淤机器人的机身1是全机能源、控制部分的中心；主动轮5、从动轮6通过伸缩杆7围绕机身1设置；喷水管2、抽淤管3及绞刀4于机身1底部；外接一条排水管8于机身1后侧。具体来说：

如图1、2、3所示，主动轮5、从动轮6通过伸缩杆7围绕所述机身1的周向设置，其中从动轮6用于改变方向，主动轮5提供动力，以达到在管道内部自适的移动状态；喷水管2、抽淤管3及绞刀4于机身底部，其由喷水管2向管道内淤泥喷水，再由绞刀4进行处理，最后由抽淤管3吸淤通过排水管8输送至地面淤泥收集处。

3组驱动组件以360°均匀围绕所述机身的周向设置，呈周向120°，各所述3组驱动组件的一端与所述机身铰接；每一组驱动装置包括2个从动轮及1个主动轮及所述控制电路组件电连接的电机。其中从动轮用于改变方向，主动轮提供动力，以达到在管道内部自适的移动状态。每一个自适应轮由一根连杆连接。

其中连接杆由一个伸缩杆组成，自适应轮直接与电机相连，并有一个防护外壳对其包裹。并且，每组驱动装置上布置有压力传感器，当驱动装置碰触到硬物(管道内垃圾)时，从动轮带动主动轮由竖直变为横置状态。同时在电机的带动下发生周向旋转，自动调整机器人自身状态，使清淤装置恰好处于管道内淤泥处。

如图4所示，其为绞刀4局部图，其由机身1内的电机驱动，所述电机供电由排水管8连向外部专门的电机发电供电。绞刀4其独特结构可以有效率地使积淤细化，方便抽淤管3工作。如图5所示，主动轮5在轮轴处直接装有电机，通过机身内控制电路来进行其的转动，当地下管道的大小发生改变的时候，通过伸缩杆自动调整清淤机器人的大小。

如图6所示，该控制***由微控制器、压力传感器、键盘和电机驱动器构成。微控制器主要用来检测从动轮上的压力并对当前环境信息进行分析，并输出相应指令到电机驱动器；压力传感器可以检测从动轮上的压力，将压力值传给微控制器；键盘可以实现对本发明参数的设置；电器驱动器用来驱动电机，实现对绞刀的控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种自适式管道清淤机器人，其特征在于，包括电路组件、驱动组件、清淤组件和机身(1)，其中：

驱动组件设置有多组，以机身(1)为对称中心呈中心对称的设置在机身(1)的四周；每组驱动组件包括伸缩杆(7)、一个主动轮(5)和两个从动轮(6)，主动轮(5)和从动轮(6)均通过伸缩杆(7)固定在机身(1)上；

清淤组件包括设置在机身(1)上的喷水管(2)、抽淤管(3)、绞刀(4)和排水管(8)；喷水管(2)设置在机身(1)的头端，排水管(8)设置在机身(1)的尾端；抽淤管(3)和绞刀(4)设置在机身(1)的底部；

电路组件包括微控制器、压力传感器和电机驱动器；压力传感器设置在驱动组件上，微控制器和电机驱动器设置在机身(1)内部，且压力传感器和电机驱动器均与微控制器相连。

2.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，驱动组件设置有3组，每组驱动组件之间的夹角为120°。

3.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，每组驱动组件中，两个从动轮(6)分别通过伸缩杆(7)固定在机身(1)的头端和尾端，主动轮(5)通过伸缩杆(7)固定在两个从动轮(6)之间，且每组中主动轮(5)和从动轮(6)在一条直线上。

4.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，机身(1)内部还设置有动力电机和绞刀电机，主动轮(5)与动力电机相连，绞刀(4)与绞刀电机相连，且动力电机和绞刀电机均通过电机驱动器与微控制器相连。

5.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，从动轮(6)为自适应万向轮，当压力传感器检测到障碍物时，从动轮(6)自动调整方向，使机身(1)进行周向旋转运动，避开障碍物。

6.根据权利要求4所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，机身(1)底部还设置有绞刀支架、前端法兰和后端法兰，绞刀支架通过前端法兰固定在机身(1)的底部，绞刀电机通过后端法兰固定在机身(1)内部，绞刀(4)安装在绞刀支架上。

7.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，绞刀(4)为半球形，半球形上设置有多片螺旋状的刀片。

8.根据权利要求1所述的自适式管道清淤机器人，其特征在于，电路组件还包括键盘，键盘与微控制器相连，用于输入控制参数。