CN220781663U - 一种管道清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道清淤机器人，属于隧道隐蔽结构管道清洁技术领域，本装置包括壳体、行走机构、清理机构、控制***、疏通机构，疏通机构包括钻头、疏通杆和钻头电机；疏通杆设置有多个且竖向均匀固定在钻头侧壁上，钻头电机与钻头连接；行走机构设置有多组且多组行走机构沿周向固定在壳体的侧壁上；清理机构包括清理刷、刮板、清理刷电机和刮板电机；清理刷和刮板分别与清理刷电机和刮板电机连接；行走机构、钻头电机清理刷电机和刮板电机均通过电路与控制器连接；本实用新型通过行走机构使装置进入管道内部通对管道进行清洁，疏通机构能对管道中的堵塞部位疏通，且本装置设置有刮板，刮板能在装置收回时将管道内的淤泥及结晶物刮出。

Description

一种管道清淤机器人

技术领域

本实用新型涉及隧道隐蔽结构管道清洁技术领域，具体为一种管道清淤机器人。

背景技术

隧道中心水沟是隧道内最重要的排水设施，中心水沟汇聚隧道内地下水并引排至洞外，保证隧道的正常运营，中心水沟位于隧道路面以下，日常养护难以清理，长期积累了大量的泥沙和结晶物，导致隧道排水不畅，甚至引发路面冒水等运营安全问题。因此，对隧道中心水沟进行经常性检查和清理是非常必要的。

目前针对隧道中心水沟的定期检查和清理多采用人工或特制的清理装置清理，人工清理一般是将中心水沟检查井盖板打开，检查中心水沟内积水和淤积情况。由于隧道中心水沟检查井间距较大（50-100m），空间较小，人工难以对两个检查井区间内中心水沟进行完整检查和清理，而且人工清理速度慢、效率低、成本高。且与中心水沟相联的横向排水管管径较小，容易堵塞，但人工无法进行检查和清理，而现有的清理装置虽然能进入管道内清理管道，但是对于堵塞较为严重的地方，现有的清理装置无法有效疏通，且现有装置在清理后不能将管道内的泥沙和结晶物带出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种管道清淤机器人，以解决上述背景技术提出的的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种管道清淤机器人，包括壳体、行走机构、清理机构、控制***，所述行走机构和清理机构固定安装在壳体上，所述控制***包括控制器、发射器、接收器、蓄电池和遥控器，所述控制器、发射器、接收器、蓄电池通过电路连接且固定安装在壳体内部，还包括疏通机构，所述疏通机构包括钻头、疏通杆和钻头电机；所述钻头一端为锥形，且钻头侧壁上设置有螺旋状导向条，所述钻头固定设置在壳体外部，所述疏通杆为条状杆且疏通杆的侧壁上设置有条状凸出部，所述疏通杆设置有多个且多个疏通杆竖向均匀固定在钻头侧壁上，所述钻头电机固定在壳体内部，且钻头电机的转动轴与钻头连接；所述行走机构设置有多组且多组行走机构沿周向固定在壳体的侧壁上；所述清理机构包括清理刷、刮板、清理刷电机和刮板电机；所述清理刷和刮板分别与清理刷电机和刮板电机的转动轴连接，且清理刷电机和刮板电机固定设置在壳体内部；所述行走机构、钻头电机清理刷电机和刮板电机均通过电路与所述控制器连接。

进一步的，还包括喷淋机构，所述喷淋机构包括依次连接的水箱、水泵、水管和喷头，所述水箱和水泵固定设置在壳体内部，所述水泵通过电路与控制器连接，所述喷头固定设置在壳体上，且喷头的出水部位于壳体外部。

设置喷淋机构对管道内壁喷水，提升清理刷清洗效果。

进一步的，所述行走机构包括履带轮、多个支撑杆、调节机构；所述履带轮转动连接在支撑杆一端，所述支撑杆另一端转动连接在所述壳体外壁上，且其中一个所述支撑杆上转动连接有调节机构；所述履带轮包括履带、侧板、传动齿轮及行进电机，所述侧板设置在履带两侧，所述传动齿轮设置在履带内侧且传动齿轮与所述履带内侧啮合，所述传动齿轮的端面转动连接在侧板内侧面上且传动齿轮与所述行进电机的转动轴连接，所述行进电机固定设置在侧板内侧壁上；所述调节机构包括调节杆、滑动套环、螺杆、连接轴、固定座和调节电机；所述调节杆一端通过转轴转动连接在支撑杆上，另一端通过转轴转动连接在滑动套环上，所述滑动套环套接在所述螺杆上且滑动套环与螺杆通过螺纹配合，所述连接轴固定连接在螺杆一端，所述螺杆的另一端转动连接在壳体内部的隔板上，所述连接轴与所述调节电机的转动轴连接，所述固定座固定在壳体内壁上，且固定座上部与所述连接轴转动连接，所述行进电机和调节电机通过电路与控制器连接。

将行进电机及传动齿轮直接设置在履带内部，防止传动时管道内的垃圾缠绕在传动机构上影响传动效果，通过调节电机带动螺杆转动，使滑动套环在螺杆上移动，滑动套环移动时带动调节杆移动，调节杆拉动支撑杆转动，从而调节履带轮距离壳体的距离，适应多种尺寸管道清理。

进一步的，所述调节杆上固定连接有防水布，所述防水布上端固定在调节杆侧壁四周，下端固定在壳体上用于穿设调节杆的槽口四周。

在调节杆上固定防水布，且用防水布将壳体上穿设调节杆的槽口封堵，可以防止管道内的淤泥进入壳体内部，且防水布为柔性，不会影响调节杆转动。

进一步的，所述疏通杆包括上杆和下杆，所述上杆和下杆的侧壁上均设置只有条状凸出部，且上杆和上杆上凸出部的突出方向一致，所述上杆侧壁上设置有多组第一通孔，所述下杆内部中空且下杆侧壁上设置有多组第二通孔，所述上杆套在下杆内部并通过穿过所述第一通孔和第二通孔的螺栓固定；所述清理刷包括刷头和刷杆，所述刷头固定在刷杆顶部，所述刷杆底部与清理刷电机的转动轴固定连接，所述刷杆分为上下两部分，且刷杆上部分套接在下部分内部并通过螺栓固定。

疏通杆的上杆和下杆以及刷杆的上部分和下部分套接，并设置多组通孔用螺栓固定，方便调节疏通杆和刷杆的长度，适应多种尺寸管道清理。

进一步的，所述刮板设置有两块，且刮板外形为四分之一圆形，两块刮板对称设置在壳体下方，刮板顶部设置有螺柱，螺柱上通过螺纹连接有螺纹套，且螺纹套转动连接在壳体侧壁上，所述螺纹套上部固定连接在从动齿轮的端面中心，所述刮板电机的转动轴上固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮设置在两个从动齿轮之间且与从动齿轮啮合。

刮板在管道清淤机器人行进清理时需要将端面转动到与行进方向平行的位置，避免将管道内淤泥向前推动，设置成两块在转动后行进方向上的占用空间小，拓展了装置的适用场景。

进一步的，所述装置壳体上固定安装有摄像头，所述摄像头通过电路与所述控制器连接。

设置摄像头便于观察管道内部情况。

进一步的，所述清理机构中心通过轴承转动连接有安全缆。

设置安全缆方便装置故障时将装置拉出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过行走机构使装置进入管道内部通过清理机构对管道进行清洁，解决了因隧道中心水沟狭窄人工难以清理的问题，且本实用新型设置有疏通机构，当装置向前行进时，疏通机构的钻头转动能对管道中的堵塞部位疏通。

2. 本实用新型设置有刮板，刮板在装置对管道清洁完成收回时能通过刮板电机转动将刮板打开使刮板与管道内壁下部分贴合，将管道内的淤泥及结晶物刮出。

3. 本实用新型设置有喷淋机构，在清理机构清理前，喷淋机构能先在管道内壁喷水，提高了清理机构的清理效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例壳体内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例行走机构结构示意图；

图4是本实用新型实施例履带轮内部结构示意图；

图5是本实用新型实施例中清理机构结构示意图；

图6是本实用新型实施例中安全缆正视图；

图7是本实用新型实施例疏通杆结构示意图；

图8是本实用新型实施例刮板结构示意图；

图中，1-壳体，2-疏通机构，3-行走机构，4-喷淋机构，5-清理机构，6-安全缆，7-摄像头，21-钻头，22-疏通杆，23-钻头电机，31-履带轮，32-支撑杆，33-调节机构，34-防水布，41-水箱，42-水泵，43-水管，44-喷头，51-清理刷，52-清理刷电机，53-刮板，54-从动直齿轮，55-刮板电机，56-主动直齿轮，57-螺纹套，58-横杆，221-上杆，222-下杆，223-凸出部，311-履带，312-侧板，313-主动锥齿轮，314-从动锥齿轮，315-直齿轮，316-行进电机，317-固定轴承，331-调节杆，332-螺杆，333-滑动套环，334-固定座，335-连接轴，336-调节电机，511-刷杆，512-刷头，531-螺柱。

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。

请参阅图1-图8，本实用新型提供一种技术方案：一种管道清淤机器人，包括壳体1、疏通机构2、行走机构3、喷淋机构4、清理机构5、安全缆6、控制***。

壳体1内部中空，左右两端面上设置有用于轴穿过的通孔，中部侧壁上设置有用于杆穿过的槽口，壳体1内部设置有多个隔板将壳体1内部分隔为多个独立空间，用于将装置的各个机构安装在壳体1内部的零件隔开，壳体1外部侧壁上固定设置有摄像头7。

疏通机构2固定设置在壳体1左侧；疏通机构2包括钻头21、疏通杆22和钻头电机23；钻头21一端为锥形，且钻头21侧壁上设置有螺旋状导向条，钻头21固定设置在壳体1外部，疏通杆22为条状杆且疏通杆22设置有三组，每组疏通杆22包括包括上杆221和下杆222，上杆221和下杆22的侧壁上均设置有条状凸出部223，且上杆221和下杆222上凸出部223的突出方向一致，上杆221侧壁上设置有多组第一通孔，下杆222内部中空且下杆侧壁上设置有多组第二通孔，上杆221套在下杆222内部并通过穿过所述第一通孔和第二通孔的螺栓固定，多组下杆222沿周向均匀固定在钻头21侧壁上；钻头电机23固定在壳体1内部，且钻头电机23的转动轴固定连接在钻头21锥形端的相对面上。

行走机构3有三组且三组行走机构沿周向固定设置在壳体1中部位置；行走机构3包括履带轮31、两个支撑杆32、调节机构33；履带轮31通过转轴转动连接在支撑杆32一端，支撑杆32另一端通过转轴转动连接在壳体1外壁上，且左端支撑杆32上通过转轴转动连接有调节机构33。

履带轮31包括履带311、侧板312、传动齿轮及行进电机316，侧板312设置在履带311两侧，传动齿轮包括一个主动锥齿轮313，一个从动锥齿轮314及四个直齿轮315，主动锥齿轮313与行进电机316的转动轴连接，从动锥齿轮314与主动锥齿轮313啮合，两个直齿轮315固定在履带311内侧两端且与履带311内侧啮合，另两个直齿轮315通过与从动锥齿轮314传动连接驱动啮合在履带311上的前端直齿轮315转动，且从动锥齿轮314及四个直齿轮315通过穿设在齿轮上的轴和固定在轴上的固定轴承317与侧板312转动连接。

调节机构33包括调节杆331、滑动套环333、螺杆332、连接轴335、固定座334和调节电机336；调节杆331一端通过转轴转动连接在支撑杆32上，另一端通过转轴转动连接在滑动套环333上，调节杆331上固定连接有防水布34，防水布34上端固定在调节杆331侧壁四周，下端固定在壳体1上用于穿设调节杆331的槽口四周，滑动套环333套接在螺杆332上且滑动套环333与螺杆332通过螺纹连接，连接轴335固定连接在螺杆332一端，螺杆332的另一端转动连接在壳体1内部的隔板上，连接轴335与调节电机336的转动轴连接且调节电机336固定设置在壳体1内部；固定座334固定在壳体1内壁上，且固定座334上部通过轴承与连接轴335转动连接。

喷淋机构4固定设置在壳体1中部，喷淋机构4包括依次连接的水箱41、水泵42、水管43和喷头44；水箱41和水泵42固定设置在壳体1内部，喷头44固定设置在壳体1上，喷头44的出水部位于壳体1外部。

清理机构5设置在壳体1右端，清理机构5包括清理刷51、刮板53、清理刷电机52和刮板电机55；清理刷51设置有三组，每组清理刷51包括刷头512和刷杆511，刷头512固定在刷杆511顶部，刷杆511分为上下两部分，刷杆511上部分套接在下部分内部并通过螺栓固定，刷杆511底部连接有横杆58，且多组刷杆511沿周向均匀固定在横杆58侧壁上，且横杆58与清理刷电机52的转动轴固定连接，清理刷电机52固定设置在壳体1内部。

刮板53设置有两块，且刮板53外形为四分之一圆形，两块刮板53对称设置在壳体1下方，刮板53顶部设置有螺柱531，螺柱531上通过螺纹连接有螺纹套57，且螺纹套57转动连接在壳体1侧壁上，螺纹套57上部固定连接在从动直齿轮54的端面中心，刮板电机55的转动轴上固定连接有主动直齿轮56，主动直齿轮56设置在两个从动直齿轮54之间且与从动直齿轮54啮合。

安全缆6设置在装置右端，安全缆6与轴承的内圈固定连接，轴承外圈固定连接在横杆58上，从而使安全缆6与横杆58转动连接。

控制***包括控制器、发射器、接收器、蓄电池和遥控器，控制器、发射器、接收器、蓄电池通过电路连接且固定安装在壳体1内部，遥控器由工作人员在管道外部操作。

钻头电机23、摄像头7、行进电机316、调节电机336、水泵42、清理刷电机52、刮板电机55均通过电路与控制器连接。

在控制***当中，发射器将从摄像头传输的电信号经过发射器中集成的编码器转化后传输到遥控器，工作人员可以通过遥控器上的显示屏观察管道内部情况，且工作人员可以通过遥控器发出操作指令，经接收器将信号处理后，通过控制器控制装置。

本实用新型的具体操作过程如下：

一.装置调节

1.根据要清理的管道内壁，拧下疏通杆22及刷杆511上的螺栓，将疏通杆22调整到与管道内壁贴合或留适当空隙，将刷杆511调整到刷头512上的刷毛与管道内壁接触时，将螺栓重新拧紧固定。

2.根据管道内壁选择合适的刮板53，将刮板53顶部的螺柱531拧到壳体1上的螺纹套57中将刮板53固定在壳体1上，并使刮板53处于合起状态。

3.通过遥控器控制调节电机336转动，带动滑动套环333在螺杆332上移动，调整行走机构3张开的大小，使三个履带轮31与管道内壁紧贴。

二.管道清理

调整完成后，通过遥控器开启钻头电机23、行进电机316、调节电机336、水泵42、清理刷电机52、刮板电机55，此时，行走机构3带动装置向管道内部移动，疏通机构2疏通装置前方的堵塞部位，喷淋机构4在行进过程中向管道内壁喷水清洗，并通过后侧的清理刷51清洁管道。

三.清理完成后

通过遥控器控制刮板电机55转动将刮板53打开，使刮板53的弧形面与管道内壁下部贴合，在通过安全缆6将装置拉出或通过遥控器控制行进电机316倒转将装置收回，在装置收回过程中，刮板53将管道内残余的淤泥和结晶物带出。

另外，当装置发生故障在管道内无法移动时，可以通过安全缆6将装置拉出。

需要说明的是，本装置中用到的电机、水泵42、摄像头7、喷头44以及控制***中的控制器、发射器、接收器、蓄电池、遥控器均为市场上购买的商用部件，其具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。控制***供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

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 (8)

1.一种管道清淤机器人，包括壳体（1）、行走机构（3）、清理机构（5）、控制***，所述行走机构（3）和清理机构（5）固定安装在壳体（1）上，所述控制***包括控制器、发射器、接收器、蓄电池和遥控器，所述控制器、发射器、接收器、蓄电池通过电路连接且固定安装在壳体（1）内部，其特征在于：还包括疏通机构（2），所述疏通机构（2）包括钻头（21）、疏通杆（22）和钻头电机（23）；所述钻头（21）一端为锥形，且钻头（21）侧壁上设置有螺旋状导向条，所述钻头（21）固定设置在壳体（1）外部，所述疏通杆（22）为条状杆且疏通杆（22）的侧壁上设置有条状凸出部（223），所述疏通杆（22）设置有多个且多个疏通杆（22）竖向均匀固定在钻头（21）侧壁上，所述钻头电机（23）固定在壳体（1）内部，且钻头电机（23）的转动轴与钻头（21）连接；所述行走机构（3）设置有多组且多组行走机构（3）沿周向固定在壳体（1）的侧壁上；所述清理机构（5）包括清理刷（51）、刮板（53）、清理刷电机（52）和刮板电机（55）；所述清理刷（51）和刮板（53）分别与清理刷电机（52）和刮板电机（55）的转动轴连接，且清理刷电机（52）和刮板电机（55）固定设置在壳体（1）内部；所述行走机构（3）、钻头电机（23）、清理刷电机（52）和刮板电机（55）均通过电路与所述控制器连接。

2.如权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于：还包括喷淋机构（4），所述喷淋机构（4）包括依次连接的水箱（41）、水泵（42）、水管（43）和喷头（44）；所述水箱（41）和水泵（42）固定设置在壳体（1）内部，所述水泵（42）通过电路与所述控制器连接，所述喷头（44）固定设置在壳体（1）上，且喷头（44）的出水部位于壳体（1）外部。

3.如权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述行走机构（3）包括履带轮（31）、多个支撑杆（32）、调节机构（33）；所述履带轮（31）转动连接在支撑杆（32）一端，所述支撑杆（32）另一端转动连接在所述壳体（1）外壁上，且其中一个所述支撑杆（32）上转动连接有调节机构（33）；所述履带轮（31）包括履带（311）、侧板（312）、传动齿轮及行进电机（316），所述侧板（312）设置在履带（311）两侧，所述传动齿轮设置在履带（311）内侧且传动齿轮与所述履带（311）内侧啮合，所述传动齿轮的端面转动连接在侧板（312）内侧面上且传动齿轮与所述行进电机（316）的转动轴连接，所述行进电机（316）固定设置在侧板（312）内侧壁上；所述调节机构（33）包括调节杆（331）、滑动套环（333）、螺杆（332）、连接轴（335）、固定座（334）和调节电机（336）；所述调节杆（331）一端通过转轴转动连接在支撑杆（32）上，另一端通过转轴转动连接在滑动套环（333）上，所述滑动套环（333）套接在所述螺杆（332）上且滑动套环（333）与螺杆（332）通过螺纹配合，所述连接轴（335）固定连接在螺杆（332）一端，所述螺杆（332）的另一端转动连接在壳体（1）内部的隔板上，所述连接轴（335）与所述调节电机（336）的转动轴连接，所述固定座（334）固定在壳体（1）内壁上，且固定座（334）上部与所述连接轴（335）转动连接，所述行进电机（316）和调节电机（336）通过电路与控制器连接。

4.如权利要求3所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述调节杆（331）上固定连接有防水布（34），所述防水布（34）上端固定在调节杆（331）侧壁四周，下端固定在壳体（1）上用于穿设调节杆（331）的槽口四周。

5.如权利要求1所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述疏通杆（22）包括上杆（221）和下杆（222），所述上杆（221）和下杆（222）的侧壁上均设置有条状凸出部（223），且上杆（221）和下杆（222）上凸出部（223）的突出方向一致，所述上杆（221）侧壁上设置有多组第一通孔，所述下杆（222）内部中空且下杆（222）侧壁上设置有多组第二通孔，所述上杆（221）套在下杆（222）内部并通过穿过所述第一通孔和第二通孔的螺栓固定；所述清理刷（51）包括刷头（512）和刷杆（511），所述刷头（512）固定在刷杆（511）顶部，且刷杆（511）底部与清理刷电机（52）的转动轴固定连接，所述刷杆（511）分为上下两部分，且刷杆（511）上部分套接在下部分内部并通过螺栓固定。

6.如权利要求1-5任一项所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述刮板（53）设置有两块，且刮板（53）外形为四分之一圆形，两块刮板（53）对称设置在壳体（1）下方，刮板（53）顶部设置有螺柱（531），螺柱（531）上通过螺纹连接有螺纹套（57），且螺纹套（57）转动连接在壳体（1）侧壁上，所述螺纹套（57）上部固定连接在从动直齿轮（54）的端面中心，所述刮板电机（55）的转动轴上固定连接有主动直齿轮（56），所述主动直齿轮（56）设置在两个从动直齿轮（54）之间且与从动直齿轮（54）啮合。

7.如权利要求5所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述壳体（1）上固定安装有摄像头（7），所述摄像头（7）通过电路与所述控制器连接。

8.如权利要求6所述的管道清淤机器人，其特征在于：所述清理机构（5）中心通过轴承转动连接有安全缆（6）。