管道清污机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种管道清污机器人，壳体内部安装有单片机，单片机通过导线与WiFi模块、测速模块、云台、稳压模块和电机驱动模块相连接，WiFi模块通过无线连接的方式与外部上位机相连接，WiFi模块通过导线与摄像头相连接，稳压模块通过导线与安装在壳体内的电池组相连接，电池组与LED灯相连接，在壳体上部活动安装有盖体，云台安装在盖体的上端，摄像头安装在云台上，LED灯安装在壳体前端，在壳体前端的LED灯内侧安装有升降铲除装置；实现了可升降操作用来实现对管道底部污泥的高效清理和清除，清污角度和清污力大，克服了国内机器人只能在管道内进行简单的操作以及稳定性及功能性较差的弊端，整体成本低，适合大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人，具体涉及一种管道清污机器人。
技术介绍
随着城市化快速发展，城市排水管道作为城市生活、工业排污排水的重要设施之一，是城市基础设施的重要组成部分，在市政工程建设中发挥着不可替代的作用。由于长期受生活、工业污物的排放及污水冲积，排水管道内堆积较多垃圾及淤泥，堵塞管道，影响排水系统的正常使用，特别在雨季更易对城市造成内涝，瘫痪交通，对人们生活生产造成极大损失，良好的排水设施是城市的生活生产，城市安全，经济发展的保障，每年定期对排水管道的清理也是对城市发展的重要举措。常见的城市排水管道清污主要有水力疏通，人工铲挖、推杆疏通、转杆疏通、绞车疏通等方法，但是这些传统方法耗费大量人力财力，清理工作效率低，人工劳动强度大，管道内安全隐患大，由此可见，对排水管道的清理需要一种更加安全，效率更高，成本更低的方法技术。管道机器人就是在为解决这一问题产生的，它能够沿管道壁行走，带有传感器和操作器械，在操作人员控制下能够完成一系列的管道作业。管道机器人相对人力更加节省劳动成本，能够承担更加复杂、繁重的工作环境和工作量，更适合污水管道清污需求。然而，国内管道机器人较少，且适应性较差，功能不足，国外设备较昂贵，因此开发一套经济可靠的污水管道机器人很有必要。我国的管道机器人发展已有一段历史，从八十年代的时候，我国的科研院所及一些高校就开始对管道机器人进行研究，其中比较典型的有哈尔滨工业大学、中国科学院沈阳自动化研究所、清华大学、浙江大学、胜利油田、中原油田等单位，进行了这方面的研究工作。虽然我国在管道机器人方面的研究进步较快，但因我国整体科技水平还比较落后，机器人的发展也受到了很大的限制。我国所研制的机器人的综合性能和国外研制的机器人相比差距较大，尤其是国内的管道机器人大多没有产业化，商业化，只在研究所或高校做基础学科横向研究课题，很多现代控制技术没有应用到机器人中去，国内很多厂家做出来的机器人只能在管道内只是能够进行简单的操作，其稳定性及功能性还比较差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种结构简单，操作方便，工作和运行效率高，高效稳定，科技含量高，运行稳定的管道清污机器人，用于克服现有技术中的诸多缺陷。本专利技术的
技术实现思路
是这样实现的：一种管道清污机器人，包括壳体、安装在壳体两侧的行走履带轮，所述的壳体内部安装有单片机，单片机通过导线与WiFi模块、测速模块、云台、稳压模块和电机驱动模块相连接，WiFi模块通过无线连接的方式与外部上位机相连接，WiFi模块通过导线与摄像头相连接，稳压模块通过导线与安装在壳体内的电池组相连接，电池组与LED灯相连接，在壳体上部活动安装有盖体，云台安装在盖体的上端，摄像头安装在云台上，LED灯安装在壳体前端，在壳体前端的LED灯内侧安装有升降铲除装置。所述的升降铲除装置包括安装在壳体前端的前部支撑板，在前部支撑板上部安装有步进电机，步进电机的中部设置有升降螺钉，升降螺钉的底部安装在固定螺母内，固定螺母下方固定安装有铲板，铲板的顶部两侧固定安装有导向杆，步进电机通过导线与电机驱动模块相连接；所述的壳体两侧固定安装有行走支撑架，行走支撑架的两侧安装有两个行走连接架，两个行走连接架分别与前部从动轮和后部驱动轮相连接，后部驱动轮与驱动电机相连接，在行走支撑架的底部和上部设置有支撑轮，行走履带轮设置在支撑轮、前部从动轮以及后部驱动轮的外侧，驱动电机通过导线与电机驱动模块相连接。所述的盖体通过铰接的方式与壳体相连接，在盖体上方中部安装有两个上部拉手，所述的云台底部通过云台支架与盖体相连接，在云台支架上安装有云台固定螺栓。所述的外部上位机是采用在Android手机上安装上位机软件实现的，外部上位机上显示摄像头采集的视频图像，该视频图像界面上显示有行走履带轮前后左右行走按键、云台调整按键和升降铲除装置的升降按键，所述的WiFi模块使用TP-Link无线路由制成，利用模块串口和单片机串口连接，使用外部上位机的WLAN功能搜索WiFi模块的WiFi账号连接并应用，由使用外部上位机发送控制命令，WiFi模块接收数据后通过串口发送给单片机运行。所述的电池组采用可循环充电的锂电池，其型号为HY—12V20AH，输入电压为12.6VDC，输出电压为12VDC-20AH，所述的测速模块采用霍尔传感器制成，所述的云台采用两个可0-1800度旋转的舵机制成，所述的LED灯为两个，每个LED灯均为12V，所述的单片机为STC89C52单片机。所述的稳压模块采用LM2596S-ADJ为芯片的DC/DC制成的可调电源稳压模块，稳压模块的输入电压范围3.2V-40V，输出电压范围1.25V-35V，输出最大电流不低于3A，所述的电机驱动模块由直流电机驱动和步进电机驱动组成，直流电机驱动选用L298N为主控芯片的H桥路的电机驱动方式，其驱动电压范围为5V-35V，驱动电机的工作电压为12V，额定电流为1.5Amp，空载转速为150rpm，额定转速为105rmp，额定力矩为3.5Kg.cm，减速比为1/33，齿轮箱长度为24.5mm，步进电机驱动与步进电机相连接，步进电机工作电压为12V，相电流为0.4A，步距角为1.8度，2相4线。所述的行走支撑架通过行走支撑架螺栓安装在壳体两侧两侧，行走连接架通过行走连接架螺栓与行走支撑架相连接，在行走支撑架的外侧固定安装有侧面拉手。所述的铲板的形状为L字形的板状结构，铲板的顶面为平面板状结构，铲板的底部为弧形、半圆形、直行或者四分之一圆形结构，所述的前部支撑板的形状为L字形的板状结构，前部支撑板通过前部支撑板螺栓安装在壳体前部。本专利技术具有如下的积极效果：本专利技术结构简单，操作方便，在管道内作业运行稳定，高效便捷，不仅提供可视化操作，并且实现了可升降操作用来实现对管道底部污泥的高效清理和清除，产品将各个元器件之间进行合理的布局，实现全自动可控的操作，并且功能强，清污角度和清污力大，克服了国内机器人只能在管道内进行简单的操作以及稳定性及功能性较差的弊端，整体成本低，适合大规模推广使用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的升降铲除装置结构示意图。图3为本专利技术的系统结构示意图。图4为本专利技术单片机系统原理图之一。图5为本专利技术电机驱动模块电路连接结构示意图。图6为本专利技术电机驱动模块连接结构示意图。图7为本专利技术单片机引脚结构示意图。图8为本专利技术驱动电机运行流程图。具体实施方式如图1、2、3所示，一种管道清污机器人，包括壳体1、安装在壳体1两侧的行走履带轮13，所述的壳体1内部安装有单片机30，单片机30通过导线与WiFi模块28、测速模块29、云台16、稳压模块31和电机驱动模块33相连接，WiFi模块28通过无线连接的方式与外部上位机27相连接，WiFi模块28通过导线与摄像头17相连接，稳压模块31通过导线与安装在壳体1内的电池组32相连接，电池组32与LED灯20相连接，在壳体1上部活动安装有盖体2，云台16安装在盖体2的上端，摄像头17安装在云台16上，LED灯20安装在壳体1前端，在壳体1前端的LED灯20内侧安装有升降铲除装置。所述的升降铲除装置包括安装在壳体1前端的前部支撑板19，在前部支撑板19上部安装有步进电机21，步进电机21的中部设置有升降螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道清污机器人，包括壳体（1）、安装在壳体（1）两侧的行走履带轮（13），其特征在于：所述的壳体（1）内部安装有单片机（30），单片机（30）通过导线与WiFi模块（28）、测速模块（29）、云台（16）、稳压模块（31）和电机驱动模块（33）相连接，WiFi模块（28）通过无线连接的方式与外部上位机（27）相连接，WiFi模块（28）通过导线与摄像头（17）相连接，稳压模块（31）通过导线与安装在壳体（1）内的电池组（32）相连接，电池组（32）与LED灯（20）相连接，在壳体（1）上部活动安装有盖体（2），云台（16）安装在盖体（2）的上端，摄像头（17）安装在云台（16）上，LED灯（20）安装在壳体（1）前端，在壳体（1）前端的LED灯（20）内侧安装有升降铲除装置。

【技术特征摘要】
1.一种管道清污机器人，包括壳体（1）、安装在壳体（1）两侧的行走履带轮（13），其特征在于：所述的壳体（1）内部安装有单片机（30），单片机（30）通过导线与WiFi模块（28）、测速模块（29）、云台（16）、稳压模块（31）和电机驱动模块（33）相连接，WiFi模块（28）通过无线连接的方式与外部上位机（27）相连接，WiFi模块（28）通过导线与摄像头（17）相连接，稳压模块（31）通过导线与安装在壳体（1）内的电池组（32）相连接，电池组（32）与LED灯（20）相连接，在壳体（1）上部活动安装有盖体（2），云台（16）安装在盖体（2）的上端，摄像头（17）安装在云台（16）上，LED灯（20）安装在壳体（1）前端，在壳体（1）前端的LED灯（20）内侧安装有升降铲除装置。2.根据权利要求1所述的管道清污机器人，其特征在于：所述的升降铲除装置包括安装在壳体（1）前端的前部支撑板（19），在前部支撑板（19）上部安装有步进电机（21），步进电机（21）的中部设置有升降螺钉（22），升降螺钉（22）的底部安装在固定螺母（26）内，固定螺母（26）下方固定安装有铲板（18），铲板（18）的顶部两侧固定安装有导向杆（23），步进电机（21）通过导线与电机驱动模块（33）相连接；所述的壳体（1）两侧固定安装有行走支撑架（4），行走支撑架（4）的两侧安装有两个行走连接架（5），两个行走连接架（5）分别与前部从动轮（9）和后部驱动轮（8）相连接，后部驱动轮（8）与驱动电机（7）相连接，在行走支撑架（4）的底部和上部设置有支撑轮（11），行走履带轮（13）设置在支撑轮（11）、前部从动轮（9）以及后部驱动轮（8）的外侧，驱动电机（7）通过导线与电机驱动模块（33）相连接。3.根据权利要求1所述的管道清污机器人，其特征在于：所述的盖体（2）通过铰接的方式与壳体（1）相连接，在盖体（2）上方中部安装有两个上部拉手（3），所述的云台（16）底部通过云台支架（14）与盖体（2）相连接，在云台支架（14）上安装有云台固定螺栓（15）。4.根据权利要求1所述的管道清污机器人，其特征在于：所述的外部上位机（27）是采用在Android手机上安装上位机软件实现的，外部上位机（27）上显示摄像头（17）采集的视频图像，该视频图像界面上显示有行走履带轮（13）前后...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄于欣，杨晋霞，何建仓，牛丹丹，邵峰，
申请(专利权)人：郑州科技学院，
类型：发明
国别省市：河南;41