CN111774385A - 一种管道破障清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管道破障清理机器人，头部机械手进行障碍清除，负责将管道内的障碍物抓取并将其推出管道，头部的LED起到照明作用，为机械手的工作提供便利，整个机械手的动力由气缸提供。尾部爬行机构由滑轮进行动作，弹簧滑轮提供弹力适应不同管道的直径，动力由中间电机带动丝杠转动来提供，尾部安装喷水清洁设施，清洗头部机械手清除的障碍残留物，由尾部的海绵清洁布进行最后的清洁，双重保障，保证管道能够清洁干净，尾部海绵清洁布可以根据管道的不同直径进行更换不同直径的海绵清洁布。

Description

一种管道破障清理机器人

技术领域

本发明涉及机械机器人技术领域，特别涉及一种管道破障清理机器人。

背景技术

现代工农业生产及日常生活中使用着众多内径为20mm的细小管道 ,如核电厂的蒸汽发生器传热管、冶金、化工、制冷行业的细小管道等 ,这些管道***的工作环境非常恶劣,易发生腐蚀、疲劳破坏或存在使管道内部潜在的缺陷 发展成破损而引起泄漏事故等。因此管道的监测、诊断、清理和维护就成为保障管道***安全、畅通和高效运营的关键。然而目前现有的管道清理机器人不能够彻底干净的进行管道的清理，为了解决这一问题，本装置采用头部进行障碍物的清理和破除，尾部进行冲水清洗管壁污垢，后部海绵清洁布进行水渍的清洁，更加彻底的进行管道的清洁工作。例如专利申请号：CN201821991382.9公布了一种自动管道清理装置，但是该装置只能使用在家用小管道上。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开一种管道清理机器人，包括机械手、驱动臂、行走机构、海绵清洁布、清洗机构。

所述的机械手为驱动臂的安装平台、驱动臂为行走机构的安装平台、行走机构为海绵清洁布和清洗机构的安装平台。

所述的机械手包括：机械爪、固定连杆臂、LED照明灯、支撑架、限位连杆臂、限位支撑柱、固定台、连杆支撑座、气缸；所述的机械爪转动在固定连杆臂上，固定连杆臂另一端转动安装在固定台上，固定台的另一端固定安装在连杆支撑座上，限位连杆臂固定在支撑架上，支撑架通过限位连杆臂转动安装在固定连杆臂上，LED照明灯固定安装在连杆支撑座表面，固定连杆臂有十六根，每一根都和机械爪以及固定台转动安装，气缸固定柱有四根，气缸通过气缸固定柱固定安装在连杆支撑座上，支撑架固定安装在限位支撑柱上。

所述驱动臂包括：气缸固定柱、前端夹臂、后端夹臂、固定螺钉、尾部夹臂,气缸固定柱固定安装在气缸支撑座的表面，前端夹臂固定安装在驱动臂驱动臂的表面，后端夹臂的一端转动安装在连接器上，前端夹臂固定安装在连接器的上表面，气缸固定柱有四根，每一根的一端固定安装在连杆支撑座的固定部位，另一端固定安装在气缸支撑座的上表面，连接器的另一端固定安装在后端夹臂上，气缸支撑座的一端固定安装在驱动臂驱动臂上，另一端固定安装在气缸固定柱上，驱动电机固定安装在驱动臂驱动臂的内部。

所述行走机构包括：弹簧、轴、选转夹臂、固定器、滚轮、滚轮固定板、压力弹簧、叶轮,弹簧套在轴上，弹簧两端紧密靠近选转夹臂和固定器，选转夹臂固定安装在轴的转动轴上，选转夹臂和弹簧固定安装，固定器和弹簧固定安装，弹簧固定安装在轴的转动轴上，并且与选转夹臂和固定器固定安装，滚轮固定板固定安装在滚轮表面，压力弹簧安装在滚轮固定板内部，压力弹簧一端固定安装固定器，另一端固定安装在滚轮固定板，滚轮固定板的下端通过滚轮转动安装在弹簧中部，滚轮固定板的上端通过压力弹簧转动安装在叶轮上板部位，叶轮的侧板下端固定安装在弹簧上，行走机构09的一端固定安装在弹簧上，行走机构09的另一端固定安装在叶轮上板部位，清洗机构固定安装在固定器外侧，海绵清洁布固定安装在固定器底部。

进一步的，所述的机械手装置包括机械爪和连杆臂，机械爪固定连接在连杆臂上，连杆臂固定安装在固定座上。

进一步的，所述的固定臂的一端与连杆臂形成滑动配合，另一端与支撑座固定连接。

进一步的，所述的固定螺钉通过螺纹连接固定安装在支撑架上。

进一步的，所述的LED照明灯安装在支撑座的四个方向起到照明作用。

进一步的，所述的机械爪有四个，对称的与连杆臂形成滑动配合，也与下部的连杆臂形成滑动配合。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明能使用机械手进行障碍的破碎和清理工作，通过气缸的驱动根据管壁直径调节机械手的活动范围；

（2）本发明能使用LED灯进行照明，清晰的展现管壁内部的状态，便于机械爪进行破障的工作；

（3）本发明能操作叶轮喷晒清洗液，进行管壁的清洗工作，海绵清洁布能够进行清洗液污渍残留的清洁工作，保证管壁干净；

（4）通过弹簧和管壁直径调节滑动装置的滑轮直径，适用于各种不同管壁的管道破障清理。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明机械手的装置示意图。

图3为本发明驱动装置部位示意图。

图4为本发明驱动装置内部示意图。

图5为本发明行走装置运动示意图。

附图标号：1-机械手；2-驱动臂；3-行走机构；4-海绵清洁布；5-清洗机构；101-机械爪；102-固定连杆臂；103-LED照明灯；104-支撑架；105-限位连杆臂；106-限位支撑柱；107-固定台；108-连杆支撑座；109-气缸；201-气缸固定柱；202-前端夹臂；203-后端夹臂；204-固定螺钉；205-尾部夹臂；206-连接器；207-驱动电机；208-气缸支撑座；301-弹簧；302-轴；303-选转夹臂；304-固定器；305-滚轮；306-滚轮固定板；307-压力弹簧；308-叶轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5所示的一种管道破障清理机器人，机械手1为驱动臂2的安装平台、驱动臂2为行走机构3的安装平台、行走机构3为海绵清洁布4和清洗机构5的安装平台。

机械手1包括：机械爪101、固定连杆臂102、LED照明灯103、支撑架104、限位连杆臂105、限位支撑柱106、固定台107、连杆支撑座108、气缸109；机械爪101转动在固定连杆臂102上，固定连杆臂102另一端转动安装在固定台107上，固定台107的另一端固定安装在连杆支撑座108上，限位连杆臂105固定在支撑架104上，支撑架104通过限位连杆臂105转动安装在固定连杆臂102上，LED照明灯103固定安装在连杆支撑座108表面，固定连杆臂102有十六根，每一根都和机械爪101以及固定台107转动安装，气缸固定柱201有四根，气缸109通过气缸固定柱201固定安装在连杆支撑座108上，支撑架104固定安装在限位支撑柱106上；气缸施加驱动力使得 连杆臂2进行转动带动机械手1进行配合工作，四个机械爪相互配合进行障碍物的破碎和清理工作。

驱动臂2包括：气缸固定柱201、前端夹臂202、后端夹臂203、固定螺钉204、尾部夹臂205,气缸固定柱201固定安装在气缸支撑座208的表面，前端夹臂202固定安装在驱动臂驱动臂2的表面，后端夹臂203的一端转动安装在连接器206上，前端夹臂202固定安装在连接器206的上表面，气缸固定柱201有四根，每一根的一端固定安装在连杆支撑座108的固定部位，另一端固定安装在气缸支撑座208的上表面，连接器206的另一端固定安装在后端夹臂203上，气缸支撑座208的一端固定安装在驱动臂驱动臂2上，另一端固定安装在气缸固定柱201上，驱动电机207固定安装在驱动臂驱动臂2的内部；驱动电机207提供动力，通过丝杆旋转带动夹臂旋转运动驱使行走机构3进行运动。

行走机构3包括：弹簧301、轴302、选转夹臂303、固定器304、滚轮305、滚轮固定板306、压力弹簧307、叶轮308,弹簧301套在轴302上，弹簧301两端紧密靠近选转夹臂303和固定器304，选转夹臂303固定安装在轴302的转动轴上，选转夹臂303和弹簧301固定安装，固定器304和弹簧301固定安装，弹簧301固定安装在轴302的转动轴上，并且与选转夹臂303和固定器304固定安装，滚轮固定板306固定安装在滚轮305表面，压力弹簧307安装在滚轮固定板306内部，压力弹簧307一端固定安装固定器304，另一端固定安装在滚轮固定板306，滚轮固定板306的下端通过滚轮305转动安装在弹簧301中部，滚轮固定板306的上端通过压力弹簧307转动安装在叶轮308上板部位，叶轮308的侧板下端固定安装在弹簧301上，行走机构309的一端固定安装在弹簧301上，行走机构309的另一端固定安装在叶轮308上板部位，清洗机构5固定安装在固定器304外侧，海绵清洁布4固定安装在固定器304底部；通过丝杆旋转带动后端夹臂203和前端夹臂202旋转运动驱使行走机构3进行运动，滚轮305通过弹簧调节滑轮杆的伸缩适应不同管道的滑动，清洗装置5在叶轮308作用下喷晒清洗液，进行管壁的清洗，海绵清洁布4进行管壁的清理，避免留下残留清洗液污渍。

使用本发明通过气缸施加驱动力使得连杆臂进行转动带动机械爪进行配合工作，四个机械爪相互配合进行障碍物的破碎和清理工作。

使用本发明通过丝杆旋转带动后端夹臂203和前端夹臂202旋转运动驱使行走机构3进行运动，滚轮305通过压力弹簧307调节滑轮杆的伸缩适应不同管道的滑动，清洗装置在叶轮308作用下喷晒清洗液，进行管壁的清洗，海绵清洁布4进行管壁的清理，避免留下残留清洗液污渍。

Claims (7)

1.一种管道清理机器人，包括机械手1、驱动臂（2）、行走机构（3）、海绵清洁布（4）、清洗机构（5），其特征在于：所述的机械手（1）为驱动臂（2）的安装平台、驱动臂（2）为行走机构（3）的安装平台、行走机构（3）为海绵清洁布（4）和清洗机构（5）的安装平台；

所述的机械手1包括：机械爪（101）、固定连杆臂（102）、LED照明灯（103）、支撑架（104）、限位连杆臂（105）、限位支撑柱（106）、固定台（107）、连杆支撑座（108）、气缸（109）；所述的机械爪（101）转动在固定连杆臂（102）上，固定连杆臂（102）另一端转动安装在固定台（107）上，固定台（107）的另一端固定安装在连杆支撑座（108）上，限位连杆臂（105）固定在支撑架（104）上，支撑架（104）通过限位连杆臂（105）转动安装在固定连杆臂（102）上，LED照明灯（103）固定安装在连杆支撑座（108）表面，固定连杆臂（102）有十六根，每一根都和机械爪（101）以及固定台（107）转动安装，气缸固定柱（201）有四根，气缸（109）通过气缸固定柱（201）固定安装在连杆支撑座（108）上，支撑架（104）固定安装在限位支撑柱（106）上；

所述驱动臂（2）包括：气缸固定柱（201）、前端夹臂（202）、后端夹臂（203）、固定螺钉（204）、尾部夹臂（205）,气缸固定柱（201）固定安装在气缸支撑座（208）的表面，前端夹臂（202）固定安装在驱动臂驱动臂（2）的表面，后端夹臂（203）的一端转动安装在连接器（206）上，前端夹臂202固定安装在连接器（206）的上表面，气缸固定柱（201）有四根，每一根的一端固定安装在连杆支撑座（108）的固定部位，另一端固定安装在气缸支撑座（208）的上表面，连接器（206）的另一端固定安装在后端夹臂（203）上，气缸支撑座（208）的一端固定安装在驱动臂驱动臂（2）上，另一端固定安装在气缸固定柱（201）上，驱动电机（207）固定安装在驱动臂驱动臂（2）的内部；

所述行走机构（3）包括：弹簧（301）、轴（302）、选转夹臂303、固定器（304）、滚轮（305）、滚轮固定板（306）、压力弹簧（307）、叶轮（308）,弹簧（301）套在轴（302）上，弹簧（301）两端紧密靠近选转夹臂（303）和固定器（304），选转夹臂（303）固定安装在轴（302）的转动轴上，选转夹臂（303）和弹簧（301）固定安装，固定器（304）和弹簧（301）固定安装，弹簧（301）固定安装在轴（302）的转动轴上，并且与选转夹臂（303）和固定器（304）固定安装，滚轮固定板（306）固定安装在滚轮（305）表面，压力弹簧（307）安装在滚轮固定板（306）内部，压力弹簧（307）一端固定安装固定器（304），另一端固定安装在滚轮固定板（306），滚轮固定板（306）的下端通过滚轮（305）转动安装在弹簧（301）中部，滚轮固定板（306）的上端通过压力弹簧（307）转动安装在叶轮（308）上板部位，叶轮（308）的侧板下端固定安装在弹簧（301）上，行走机构（3）09的一端固定安装在弹簧（301）上，行走机构（3）09的另一端固定安装在叶轮（308）上板部位，清洗机构（5）固定安装在固定器（304）外侧，海绵清洁布（4）固定安装在固定器（304）底部。

2.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，机械爪（101）通过螺栓连接在连杆臂，连杆臂另一端通过螺栓连接在固定臂（107），固定臂（107）的另一端通过螺钉固定在支撑座上。

3.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，连杆臂通过螺栓连接在支撑架（104）上，支撑架（104）通过连杆连接连杆臂，LED照明灯（103）安装在支撑座（108）表面，连杆臂（102）有机械手十六根，每一根都和机械爪（101）和固定臂（107）相连。

4.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，支撑架（104）固定安装在支撑柱（106）上，四个机械爪相互配合进行障碍物的破碎和清理工作。

5.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，支撑柱固定安装在支撑座的表面，机械手（1）固定安装在驱动臂的表面，驱动臂的一端转动安装在连接器（206）上，机械手（1）固定连接在连接器（206）的上表面，支撑柱有四根，每一根的一端固定安装在支撑座的固定部位，另一端固定安装在支撑座的固定部位。

6.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，连接器（206）的另一端固定安装在驱动臂（2）上，支撑座（108）的一端固定安装在驱动臂（2）上，另一端固定安装在支撑柱（106）上，驱动电机（207）固定安装在驱动臂（2）的内部。

7.如权利要求1所述的一种管道破障清理机器人，弹簧（301）套在轴（302）上，弹簧（301）两端固定在海绵清洁布（4）和固定器（304），海绵清洁布（4）固定安装在轴（302）的转动轴上，海绵清洁布（4）和弹簧（301）固定配合。

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