一种管道清洗机器人系统技术方案

一种管道清洗机器人系统，包括攀爬机车和控制单元，攀爬机车包括行走组件和清洗组件，行走组件包括行走攀爬靴和支撑攀爬靴；清洗组件包括喷水管和毛刷；控制单元通过控制线路连接伸缩驱动和行走驱动，实现攀爬机车的行走；控制单元控制喷水管向管道内壁喷射清洁液，控制毛刷转动，清洁管道内壁。不管是管道的直径大小，还是管道内部管路的大小不一，此管道清洁机器人都能够全方位、方便的清洗；可根据管道内部污物类型动态更换清洁液，不管是灰尘、油液还是其他一些顽固污渍均能对症下药，更彻底地清理；清洗干净后毛刷电机带动毛刷转动，擦拭管道内部残留的清洁剂，快速恢复管道的生产作业环节。 1

【技术实现步骤摘要】
一种管道清洗机器人系统
本专利技术涉及管道清洗领域，尤其涉及一种管道清洗机器人。
技术介绍
通常，管道是用于排风、排水的，因此，由出入管道的空气和液体中含有的各种异物日积月累堆积到管道内壁，很容易为各种细菌病毒的生长提供了适当条件。并且，管道在输送物体时很容易将污物带到其他位置，产生污染，甚至是传播到人体接触的地方产生严重的伤害。污物堆积一段时间也会堵塞管道，影响生产工作。为了防止堆积在管道的污物堵塞管道，影响正常的生产工作，也避免污物对人体产生伤害，需要定期对管道内壁残留的异物进行清洗。由于目前实际生产作业过程中，用到的管道类型繁多，操作人员通常无法直接进入管道作业。一方面，管道的直径大小不统一。另一方面，管道内壁的污物也各不相同。另外，管道在具体的应用中放置方式不同，有的是横置，有的则是竖直或是有不同程度的倾斜。为了提高清洁效率，降低管道清洗成本，需要一个操作灵活、适应范围广、稳定耐用、根据不同管道类型能自动调节的管道清洗机器人。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种管道清洗机器人系统，用于提高对不同管道清洗的适应性以及清洗效率，该清洗装置能够自主检测和调节，运行稳定，能够清洗不同类型污物的管道，防止污物长期顽固粘在管道内壁。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种管道清洗机器人系统，其特征在于：包括攀爬机车和控制单元，所述攀爬机车包括行走组件和清洗组件，其中：行走组件包括行走攀爬靴和支撑攀爬靴，行走攀爬靴和支撑攀爬靴能够在各自伸缩驱动的驱动下外伸或者内缩，从而抵紧或者松开管道内壁；行走攀爬靴和攀爬机车之间还设有行走驱动，能够使行走攀爬靴和攀爬机车沿清洗路线相对移动；行走攀爬靴和支撑攀爬靴上分别设有用于监测行走攀爬靴或支撑攀爬靴外伸时对管道内壁压力的压力传感器；清洗组件包括喷水管和毛刷；控制单元通过控制线路连接伸缩驱动和行走驱动，实现攀爬机车的行走：首先，支撑攀爬靴外伸，将攀爬机车支撑固定在管道内壁上，然后，内缩的行走攀爬靴在行走驱动的驱动下相对攀爬机车沿沿清洗路线移动设定距离后、再外伸紧撑固定在在管道内壁上，此时，支撑攀爬靴内缩，随攀爬机车在行走驱动的驱动下沿行走方向移动上述设定距离，再外伸将攀爬机车支撑固定在管道内壁上，完成设定距离的行走；压力传感器信号连接控制单元，当行走攀爬靴或支撑攀爬靴外伸将攀爬机车支撑固定在管道内壁上时，压力传感器监测行走攀爬靴或支撑攀爬靴4对管道内壁的抵紧压力，控制单元控制行走攀爬靴或支撑攀爬靴的外伸长度，从而使此抵紧压力能够充分支撑攀爬机车；控制单元控制喷水管向管道内壁喷射清洁液，控制毛刷转动，清洁管道内壁。进一步的，所述伸缩驱动为电机，包括行走攀爬靴驱动电机和支撑攀爬靴驱动电机；行走攀爬靴驱动电机和支撑攀爬靴驱动电机的输出轴上分别同轴固设凸轮，凸轮周向上对称设有至少两个外凸工作面，对应每个外凸工作面、在行走攀爬靴驱动电机或者支撑攀爬靴驱动电机外部分别设置一个行走攀爬靴或者支撑攀爬靴；行走攀爬靴和支撑攀爬靴朝向凸轮伸出顶杆，顶杆端部抵紧凸轮的外凸工作面；顶杆上外套复位弹簧，复位弹簧两端分别抵紧顶杆和行走攀爬靴，或者，复位弹簧两端分别抵紧顶杆和支撑攀爬靴；行走攀爬靴和支撑攀爬靴分别通过各自的弹性支撑杆固定连接行走攀爬靴驱动电机和支撑攀爬靴驱动电机外壳；控制单元控制电机输出轴转动，通过凸轮推动顶杆向外顶住行走攀爬靴或支撑攀爬靴，此时复位弹簧被压缩，弹性支撑杆弹性形变，为行走攀爬靴或支撑攀爬靴提供对管道内壁的抵紧压力；控制单元通过调节电机输出轴的转动角度，调整此抵紧压力能够充分支撑攀爬机车；控制单元控制电机输出轴反向转动，行走攀爬靴或支撑攀爬靴离开管道内壁，复位弹簧复位，弹性支撑杆弹性回复。再进一步，所述凸轮呈梭形，周向上对称设有两个反向突出的外凸工作面，所述行走组件包括一对行走攀爬靴和一对支撑攀爬靴，且两对攀爬靴呈十字形交叉形布置，顶杆沿凸轮径向布置。再进一步，所述弹性支撑杆为呈“L”形的弹性橡胶支撑杆、弹性塑料支撑杆或者弹性硅胶支撑杆。再进一步，所述行走驱动为双作用气缸；行走攀爬靴驱动电机固设在双作用气缸的活塞杆上，支撑攀爬靴驱动电机固设在双作用气缸的缸底；行走攀爬靴和支撑攀爬靴分别通过各自的弹性支撑杆固定在双作用气缸的活塞杆和缸体上，形成与行走攀爬靴驱动电机和支撑攀爬靴驱动电机外壳的固定连接；所述控制单元通过控制线路连接双作用气缸的气源空气压缩机。再进一步，所述双作用气缸内置于中空壳体内；沿壳体轴向，在壳体侧壁上开设运动槽，行走攀爬靴和支撑攀爬靴位于壳体外侧，顶杆一端外露于壳体外，一端活动穿过运动槽，伸入壳体内。壳体对攀爬机车起到保护作用。再进一步，所述喷水管呈环形阵列状绕壳体轴向均匀配置多个，喷水管的进水端伸入壳体内，通过环形供水管为喷水管均匀供水，适用于不同内径管道的管壁；圆盘形的毛刷能够由毛刷电机驱动，绕自身轴向旋转清洗管道内壁，毛刷表面的密集刷毛也具有一定的弹性，也适用于不同内径管道的管壁；喷水管和毛刷设于壳体同一端端部，喷水管喷水口位于毛刷和壳体之间，喷水管喷水方向斜朝向壳体一侧的管道内壁；毛刷的外露端面上设有信号连接控制单元的摄像头。再进一步，所述管道清洗机器人还包括可移动式能源动力控制台，控制单元、气源空气压缩机设于可移动式能源动力控制台上，双作用气缸与气源空气压缩机之间通过供气管连接；可移动式能源动力控制台还设有压力清洁液产生组件，包括液压泵和水箱，压力清洁液产生组件通过供液管连通环形供水管；可移动式能源动力控制台上还设有为管道清洗机器人系统供电的电源。再进一步，所述行走攀爬靴和支撑攀爬靴为向外弯曲的弧形板，外部包裹橡胶层，为攀爬机车提供足够的支撑力。再进一步，所述控制单元控制攀爬机车先沿清洗路线上行移动，上行过程中喷水管喷淋压力清洁液清洗管道内壁；然后，控制单元控制攀爬机车沿清洗路线下行移动，下行过程中，毛刷转动清洁管道内壁上残留的污垢及清洁液，同时，摄像头将拍摄的管道内部图象传送给控制单元，由控制单元或人工根据清洁效果判断是否需要进行二次清洁或者局部重新清洁，或者，更换水箱的清洁液类型。本专利技术的有益效果在于：1、利用控制单元、压力传感器以及凸轮动态调整攀爬靴对管道内壁的压力，牢牢地将攀爬机车固定在管道内部，并通过一个双作用气缸实现攀爬机车的前进和后退，一台攀爬机车适用多种内径的管道，并且支撑可靠，移动灵活；2、利用环形圆柱喷水管道阵列，不管是管道的直径大小，还是管道内部管路的大小不一，此管道清洁机器人都能够全方位、方便的清洗；3、清洁水箱内部清洗剂可根据管道内部污物类型动态更换，不管是灰尘、油液还是其他一些顽固污渍均能对症下药，更彻底地清理；4、清洗干净后毛刷电机带动毛刷转动，擦拭管道内部残留的清洁剂，快速恢复管道的生产作业环节。附图说明图1为本系统的一种优选方案的配置结构示意图图2为图1中攀爬机车的正视图图3为图2的A-A向剖视图图4为图1中攀爬机车的左视图图5为图4的B-B向剖视图图6为图1中攀爬机车的立体示意图图7为图6的C-C向局部剖示图图8为行走组件的立体结构示意图图9为图8的俯视图图10为图8的正视图图1～10中：1为攀爬机车，2为控制单元，3为行走攀爬靴，4为支撑攀爬靴，5为行走攀爬靴驱动电机，6为支撑攀爬靴驱动电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道清洗机器人系统，其特征在于：包括攀爬机车(1)和控制单元(2)，

【技术特征摘要】
1.一种管道清洗机器人系统，其特征在于：包括攀爬机车(1)和控制单元(2)，所述攀爬机车(1)包括行走组件和清洗组件，其中：行走组件包括行走攀爬靴(3)和支撑攀爬靴(4)，行走攀爬靴(3)和支撑攀爬靴(4)能够在各自伸缩驱动的驱动下外伸或者内缩，从而抵紧或者松开管道(10)内壁；行走攀爬靴(3)和攀爬机车(1)之间还设有行走驱动，能够使行走攀爬靴(3)和攀爬机车(1)沿清洗路线相对移动；行走攀爬靴(3)和支撑攀爬靴(4)上分别设有用于监测行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)外伸时对管道(10)内壁压力的压力传感器(13)；清洗组件包括喷水管(14)和毛刷(15)；控制单元(2)通过控制线路连接伸缩驱动和行走驱动，实现攀爬机车(1)的行走：首先，支撑攀爬靴(4)外伸，将攀爬机车(1)支撑固定在管道(10)内壁上，然后，内缩的行走攀爬靴(3)在行走驱动的驱动下相对攀爬机车(1)沿沿清洗路线移动设定距离后、再外伸紧撑固定在在管道(10)内壁上，此时，支撑攀爬靴(4)内缩、随攀爬机车(1)在行走驱动的驱动下沿行走方向移动上述设定距离，再外伸将攀爬机车(1)支撑固定在管道(10)内壁上，完成设定距离的行走；压力传感器(13)信号连接控制单元(2)，当行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)外伸将攀爬机车(1)支撑固定在管道(10)内壁上时，压力传感器(13)监测行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)对管道(10)内壁的抵紧压力，控制单元(2)控制行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)的外伸长度，从而使此抵紧压力能够充分支撑攀爬机车(1)；控制单元(2)控制喷水管(14)向管道(10)内壁喷射清洁液，控制毛刷(15)转动，清洁管道(10)内壁。2.根据权利要求1所述的管道清洗机器人系统，其特征在于：所述伸缩驱动为电机，包括行走攀爬靴驱动电机(5)和支撑攀爬靴驱动电机(6)；行走攀爬靴驱动电机(5)和支撑攀爬靴驱动电机(6)的输出轴上分别同轴固设凸轮(7)，凸轮(7)周向上对称设有至少两个外凸工作面，对应每个外凸工作面、在行走攀爬靴驱动电机(5)或者支撑攀爬靴驱动电机(6)外部分别设置一个行走攀爬靴(3)或者支撑攀爬靴(4)；行走攀爬靴(3)和支撑攀爬靴(4)朝向凸轮(7)伸出顶杆(9)，顶杆(9)端部抵紧凸轮(7)的外凸工作面；顶杆(9)上外套复位弹簧(8)，复位弹簧(8)两端分别抵紧顶杆(9)和行走攀爬靴(3)，或者，复位弹簧(8)两端分别抵紧顶杆(9)和支撑攀爬靴(4)；行走攀爬靴(3)和支撑攀爬靴(4)分别通过各自的弹性支撑杆(11)固定连接行走攀爬靴驱动电机(5)和支撑攀爬靴驱动电机(6)外壳；控制单元(2)控制电机输出轴转动，通过凸轮(7)推动顶杆(9)向外顶住行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)，此时复位弹簧(8)被压缩，弹性支撑杆(11)弹性形变，为行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)提供对管道(10)内壁的抵紧压力；控制单元(2)通过调节行走攀爬靴驱动电机(5)或支撑攀爬靴驱动电机(6)输出轴的转动角度，调整此抵紧压力能够充分支撑攀爬机车(1)；控制单元(2)控制电机输出轴反向转动，行走攀爬靴(3)或支撑攀爬靴(4)离开管道(10)内壁，复位弹簧(8)复位，弹性支撑杆(11)弹性回复。3.根据权利要求2所述的管道清洗机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆强，朱冠霖，陈浩，杨俭，俞晓莲，程军，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31