一种下水管道清淤机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种下水管道清淤机器人，整车防护等级达到IP68。下水管道清淤机器人包括粉碎装置、车身主体结构、顶轮装置、电控集成系统、驱动装置、摆臂旋转装置、观察镜及操控箱。机器人最前端设有粉碎装置等辅助工具，根据现场的作业环境配置所需的工具系统，工具系统采用电力作为动力源，提高操作可靠性。机器前端装有观察镜，可直观的将下水管道中复杂的作业环境反馈出来。采用四轮双驱动，可独立控制，动力与驱动轮之间可自由通断，驱动轮可自由选择，根据外部主力自动选择驱动数量，没有驱动的轮子自动与动力源切断，减少驱动阻力。机器人前端装有由多个模块组合成的多个自由度，符合全方向的作业环境。

A Sediment Cleaning Robot for Sewerage Pipeline

The invention discloses a sewer pipeline silt cleaning robot, whose vehicle protection level reaches IP68. The sewer dredging robot includes crushing device, body structure, crown wheel device, electronic control integrated system, driving device, swing arm rotating device, observation mirror and control box. The front end of the robot is equipped with auxiliary tools such as crushing device. According to the working environment of the site, the tool system uses electric power as power source to improve the operational reliability. The front end of the machine is equipped with an observation mirror, which can intuitively feed back the complex working environment in the sewer pipeline. Four-wheel dual-drive is adopted, which can be controlled independently. The power and driving wheels can be freely switched on and off. The driving wheels can be freely selected. The number of driving wheels can be automatically selected according to the external main force. The wheels without driving can be automatically switched off with the power source to reduce the driving resistance. The front end of the robot is equipped with multiple degrees of freedom composed of multiple modules, which conforms to the omnidirectional working environment.

【技术实现步骤摘要】
一种下水管道清淤机器人
本专利技术涉及一种下水管道清淤机器人，属于管道清淤

技术介绍
随着人们生活质量的不断提高，城市建设规模也越来越大，其中管道建设和维修是市政工作的一个重点内容。但是随着管道铺设数量的增加，也暴露出许多的问题,诸如许多管道由于粗渣(污泥长时间沉积的板结物、树枝、铁丝、木板、塑料袋、饮料瓶、布块、卫生用品、石块，管道塌方的混凝土快)的存在，很容易发生堵塞状况，因此管道疏通工作耗费了大量的人力物力，而且工作效率很低。因此急需一种能够代替人工来清理管道内淤泥与杂物的机械设备，提高工作效率，节省人力物力。现有管道疏通技术中，国际上应用最普遍的是采用高压水射流法。通过高压水发生装置将水加压到数百个大气压以上，再通过细小孔径的喷头将水以高速细小的水流射出。这种水流速高，具有巨大的冲击能量，同时可以利用部分向后喷射的水流产生的反作用力带动高压水管和喷头向前行进，以及利用水流的切削力对管道淤泥和堵塞物进行破碎，并且利用水流将冲碎的泥浆和垃圾冲到管道竖井中，再通过吸污车将竖井中的垃圾吸走。水射流管道清理技术相比其他传统方式高效很多，但其也存在一些弊端：对于口径较小的管道，水射流技术效果很好。然而，对于大口径的主干管网，水射流由于在空气中行程过长而能量衰减，冲击效果大打折扣，并且大口径的管道中堆积的污物和淤泥量更多，需要更多的水量才能将管道中的污物冲刷到竖井中，这就导致作业车频繁的奔波于取水源处和作业现场之间，作业效率也大大降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对技术的不足，而提供一种安全化、可靠化、可视化、高效化的下水管道清淤机器人，行走采用高效率的伺服电机驱动，动力头能粉碎杂物，采用大功率伺服电机驱动，可以在管道内行走。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供一种下水管道清淤机器人，包括操控箱、车身主体结构、安装在车身主体结构前端的粉碎装置、安装在车身主体结构上的顶轮装置、安装在车身主体结构后端内部的电控集成系统、驱动车身的驱动装置以及连接车身主体结构和粉碎装置的摇臂旋转装置；所述身主体结构包括主腔体、贴合主腔体两侧的左、右侧板和位于主腔体尾端的配重块，所述主腔体后上端装有后盖板，所述主腔体前端装有对接端子；所述后盖板上面装有气孔盖板，所述主腔体左右两端装有吊耳；所述粉碎装置包括前端开口的吸污腔体、位于吸污腔体两端侧壁上的左、右轴承套和插接在左、右轴承套上的花键轴，所述花键轴的左端固定在盖板上；所述花键轴上套装有若干钨钢刀轴套，钨钢刀轴套外围设置有轴套盖板，每一钨钢刀轴套上安装有一对钨钢刀；钨钢刀的外侧对应安装有固定刀，所述钢刀轴套、轴套盖板、钨钢刀三者通过一侧的锁紧螺母固定在花键轴上；所述吸污腔体的上端还安装有2KW伺服电机，2KW伺服电机安装在电机安装板上，所述电机安装板上端安装有电机调整板，2KW伺服电机套装在电机防护壳内，电机防护壳上端安装有防水接头；所述2KW伺服电机的输出端安装有皮带轮，所述花键轴的左端也安装有一对应的皮带轮，两个皮带轮之间通过V型皮带连接，所述花键轴上的皮带轮通过销轴与之固定；两个皮带轮的外侧还固定有电机防水板。作为本专利技术的一种优选技术方案，顶轮装置包括上顶板和下底板，所述上顶板和下底板之间安装有一对S型交剪，交剪之间用连接杆连接；所述S型交剪两端贯穿转轴，转轴两端分别连接上顶板及下底板；所述上顶板下端装有连接板B，所述连接板B上端装有若干连接轴及套装在连接轴上的缓冲弹簧,所述缓冲弹簧上装有连接板A,所述连接板A上装有若干对滚轮安装板，滚轮安装板之间通过安装法兰安装有滚轮，滚轮内贯穿有滚轮转轴；所述下底板下端通过推杆固定板固定有电动推杆。作为本专利技术的一种优选技术方案，驱动装置包括若干驱动轮、分别安装在不同驱动轮内的主动轮转轴和从动轮转轴以及呈直线排布的伺服电机A、离合器、减速器A；所述驱动轮与伺服电机A之间通过侧端盖隔离，所述伺服电机A安装在电机安装板上，所述伺服电机A的转接轴连接离合器，离合器安装在离合器安装板上，所述离合器的输出转轴连接减速器A，减速器A固定于减速器安装板上，所述减速器A的输出端安装有圆锥齿轮A，圆锥齿轮A啮合套装在主动轮转轴一端的圆锥齿轮B；所述主动轮转轴和从动轮转轴上均安装有链轮，两链轮之间通过链条连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，摇臂旋转装置包括位于车身主体结构两侧的摆臂A、摆臂B及固定摆臂的摆臂端盖和驱动摆臂运动的伺服电机B，所述伺服电机B的输出端连接减速器B，减速器B输出端安装有圆锥齿轮C，圆锥齿轮C啮合圆锥齿轮D，所述圆锥齿轮D连接在蜗杆一端，所述蜗杆安装在涡杆安装板上，与涡轮配合传动，涡轮的端面通过摆臂转轴连接摆臂B；所述摆臂B与车身主体结构连接处还安装有接近开关安装板，接近开关安装板上安装有接近开关。作为本专利技术的一种优选技术方案，该种清淤机器人还包括观察镜，所述观察镜朝向车身主体结构方向安装在粉碎装置顶端。作为本专利技术的一种优选技术方案，观察镜包括观察镜腔体、安装在察镜腔体内的摄像头和密封观察镜腔体后端的观察镜后盖板；所述观察镜腔体的一段面通过察镜后盖板封口，另一端安装有摄像头防护壳，所述摄像头防护壳的中心处安装有供摄像头使用的摄像头玻璃；所述摄像头防护壳的表面还预留有补光灯玻璃，补光灯玻璃内腔安装有补光灯。作为本专利技术的一种优选技术方案，操控箱包括操控面板箱、位于操控面板箱中心表面位置的液晶屏及环绕液晶屏设置的若干按钮；所述按钮包括开关按钮、电位器、旋转开关、保持型开关、瞬态型开关。所述操控面板箱上还设置有二极管指示灯。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电控集成系统通过电缆线和操控面板箱连接，所述操控面板箱的开关按钮通过通信线与电控系统连接。本专利技术所达到的有益效果是：首先，吸泥头组件能高速高效地粉碎一切垃圾材料，防止大块的东西堵塞吸污管。其次，是吸泥头组件中的动刀片采用柔性防卡死固定结构，防止大块的硬物卡住刀片使其堵转。第三，吸泥头组件外壳内部的静刀片起到一定的过滤作用，过大的垃圾被静刀片组挡在吸污口外面反复敲打，直到打碎才能被吸走。第四，轻微外露的动刀片处于最前端，如果遇到树根或者其他较大的障碍物，动刀片可以对该障碍物先行预破碎处理。采用和小车宽度等宽的吸泥头组件，这样只要吸泥头处理过的地方小车就能够顺利前进。采用带弹性缓冲行程的顶轮结构，用于给小车施加一定的压力并能自适应凹凸的路面，以增加小车牵引力同时保持小车车身稳定，实现可靠作业。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的粉碎装置结构示意图之一；图3是本专利技术的粉碎装置结构示意图之二；图4是本专利技术的车身主体结构示意图；图5是本专利技术的顶轮装置结构示意图之一；图6是本专利技术的顶轮装置结构示意图之二；图7是本专利技术的驱动装置结构示意图；图8是本专利技术的摆臂装置结构示意图；图9是图8中A-A处剖面图；图10是本专利技术的观察镜结构示意图；图11是图10中A-A处剖面图；图中标号：1、粉碎装置；2、车身主体结构；3、顶轮装置；4、电控集成系统；5、驱动装置；6、摆臂旋转装置；7、观察镜；8、吸污腔体；9、右轴承套；10、花键轴；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下水管道清淤机器人，其特征在于，包括操控箱、车身主体结构（2）、安装在车身主体结构（2）前端的粉碎装置（1）、安装在车身主体结构（2）上的顶轮装置（3）、安装在车身主体结构（2）后端内部的电控集成系统（4）、驱动车身的驱动装置（5）以及连接车身主体结构（2）和粉碎装置（1）的摇臂旋转装置（6）；所述身主体结构（2）包括主腔体（28）、贴合主腔体（28）两侧的左、右侧板和位于主腔体（28）尾端的配重块（31），所述主腔体（28）后上端装有后盖板（30），所述主腔体（28）前端装有对接端子（35）；所述后盖板（30）上面装有气孔盖板（32），所述主腔体（28）左右两端装有吊耳；所述粉碎装置（1）包括前端开口的吸污腔体（8）、位于吸污腔体（8）两端侧壁上的左、右轴承套和插接在左、右轴承套上的花键轴（10），所述花键轴（10）的左端固定在盖板（18）上；所述花键轴（10）上套装有若干钨钢刀轴套（12），钨钢刀轴套（12）外围设置有轴套盖板（13），每一钨钢刀轴套（12）上安装有一对钨钢刀（14）；钨钢刀（14）的外侧对应安装有固定刀（15），所述钢刀轴套（12）、轴套盖板（13）、钨钢刀（14）三者通过一侧的锁紧螺母（11）固定在花键轴（10）上；所述吸污腔体（8）的上端还安装有2KW伺服电机（23），2KW伺服电机（23）安装在电机安装板（27）上，所述电机安装板（27）上端安装有电机调整板（26），2KW伺服电机（23）套装在电机防护壳（24）内，电机防护壳（24）上端安装有防水接头（25）；所述2KW伺服电机（23）的输出端安装有皮带轮（21），所述花键轴（10）的左端也安装有一对应的皮带轮（21），两个皮带轮（21）之间通过V型皮带（19）连接，所述花键轴（10）上的皮带轮（21）通过销轴（20）与之固定；两个皮带轮（21）的外侧还固定有电机防水板（17）。...

【技术特征摘要】
1.一种下水管道清淤机器人，其特征在于，包括操控箱、车身主体结构（2）、安装在车身主体结构（2）前端的粉碎装置（1）、安装在车身主体结构（2）上的顶轮装置（3）、安装在车身主体结构（2）后端内部的电控集成系统（4）、驱动车身的驱动装置（5）以及连接车身主体结构（2）和粉碎装置（1）的摇臂旋转装置（6）；所述身主体结构（2）包括主腔体（28）、贴合主腔体（28）两侧的左、右侧板和位于主腔体（28）尾端的配重块（31），所述主腔体（28）后上端装有后盖板（30），所述主腔体（28）前端装有对接端子（35）；所述后盖板（30）上面装有气孔盖板（32），所述主腔体（28）左右两端装有吊耳；所述粉碎装置（1）包括前端开口的吸污腔体（8）、位于吸污腔体（8）两端侧壁上的左、右轴承套和插接在左、右轴承套上的花键轴（10），所述花键轴（10）的左端固定在盖板（18）上；所述花键轴（10）上套装有若干钨钢刀轴套（12），钨钢刀轴套（12）外围设置有轴套盖板（13），每一钨钢刀轴套（12）上安装有一对钨钢刀（14）；钨钢刀（14）的外侧对应安装有固定刀（15），所述钢刀轴套（12）、轴套盖板（13）、钨钢刀（14）三者通过一侧的锁紧螺母（11）固定在花键轴（10）上；所述吸污腔体（8）的上端还安装有2KW伺服电机（23），2KW伺服电机（23）安装在电机安装板（27）上，所述电机安装板（27）上端安装有电机调整板（26），2KW伺服电机（23）套装在电机防护壳（24）内，电机防护壳（24）上端安装有防水接头（25）；所述2KW伺服电机（23）的输出端安装有皮带轮（21），所述花键轴（10）的左端也安装有一对应的皮带轮（21），两个皮带轮（21）之间通过V型皮带（19）连接，所述花键轴（10）上的皮带轮（21）通过销轴（20）与之固定；两个皮带轮（21）的外侧还固定有电机防水板（17）。2.根据权利要求1的一种下水管道清淤机器人，其特征在于，所述顶轮装置（3）包括上顶板（50）和下底板（44），所述上顶板（50）和下底板（44）之间安装有一对S型交剪（41），交剪之间用连接杆（49）连接；所述S型交剪（41）两端贯穿转轴（48），转轴（48）两端分别连接上顶板（50）及下底板（44）；所述上顶板（50）下端装有连接板B（40），所述连接板B（40）上端装有若干连接轴（46）及套装在连接轴（46）上的缓冲弹簧（45）,所述缓冲弹簧（45）上装有连接板A（39）,所述连接板A（39）上装有若干对滚轮安装板（38），滚轮安装板（38）之间通过安装法兰（37）安装有滚轮（36），滚轮（36）内贯穿有滚轮转轴（47）；所述下底板（44）下端通过推杆固定板（43）固定有电动推杆（42）。3.根据权利要求1的一种下水管道清淤机器人，其特征在于，所述驱动装置（5）包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国乔，王秀贞，刘群，胡昌亮，刘森，
申请(专利权)人：上海澄泓机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31