一种圆筒形下水道清理及维护机器人制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体的说是一种圆筒形下水道清理及维护机器人，包括套筒；还包括动力机构、刮壁机构、电池组、照明灯、摄像头、控制器、执行器和无线传输模块；所述动力机构设置在套筒的右侧，动力机构用于机器人的移动和旋转；所述刮壁机构设置在套筒的左侧，刮壁机构用于刮除下水道管壁上的杂物，刮壁机构的左侧同时设置有照明灯和摄像头。通过设置动力机构、刮壁机构和摄像头等；实现了机器人对下水道管壁的清理，同时机器人可以在高速度与高效果间的来回切换，以便适应下水道管内杂物粘附的不同情况，从而高效的对下水管道进行清理维护。

【技术实现步骤摘要】
一种圆筒形下水道清理及维护机器人
本专利技术属于机器人
，具体的说是一种圆筒形下水道清理及维护机器人。
技术介绍
随着城市化的日以推进，越来越多的人们从广大农村聚集到城市之中，人们的居住更加密集，这就需要修建更加密集、互通的下水管道来收集生活污水和生产污水，以便于将污水排放至废水处理厂进行安全、科学化处理，之后再进行安全排放。随着使用时间的推进，下水管道的排水排污能力日益恶化，部分下水道管壁上会粘附着了大量钙化类物质的杂物，污水的冲击力根本无法将其冲走，除了污水流动截面减小之外，污水在流动过程中，还与污垢的粗糙表面产生摩擦，引起内部紊流，显著的遏制了流动能力，这就大幅度降低了下水管道的排污能力，使得下水道杂物淤积更加显著，这就需要对下水管道进行定时的维护和清理。现有的下水管道清理过程大多数是通过人工完成的，由于下水管道的特殊性，人工清理不仅效率低、清理难度大，还会由于空气不流通等恶劣工况导致清理者人身安全受到威胁，因此需要通过机器人来完成管道清理维护的工作。现有技术中也出现了一些关于一种圆筒形下水道清理及维护机器人的技术方案，如申请号为2016103372950的一项中国专利公开了一种下水道疏通机器人，包括动力装置、上盖板、光轴、电动机、蜗杆、蜗轮、储污箱、底座、弹性塑料外套、上螺杆、万向器、下螺杆、排气孔、胶轮、车轮下端杆、同步带、同步轮、车轮电机、车轮上端杆、大连接螺栓、弹簧、连接杆、车轮杆连接件、角件、小连接螺栓、角件连接件、基座。所述的上盖板上设置有三根光轴，光轴的另一端通过基座上的孔与其连接；所述的蜗轮安装在上盖板的中心位置，所述的蜗杆与蜗轮咬合安装，所述的电动机安装在蜗杆靠前的位置，通过同轴心连接为蜗杆提供动力。该技术方案的一种下水道疏通机器人，能够对下水道进行一定的疏通，但是该技术方案中，只能通过堵塞的下水管道进行疏通，无法对下水道的管壁进行有效的清理，同时该技术方案功能单一，无法根据下水道内的实际状况进行调换工作状态，无法高效的作业；使得该技术方案受到限制。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决机器人对管道内壁上粘附杂物的清理效率较低的问题；本专利技术提出的一种圆筒形下水道清理及维护机器人。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种圆筒形下水道清理及维护机器人，包括套筒；还包括动力机构、刮壁机构、电池组、照明灯、摄像头、控制器、执行器和无线传输模块；所述动力机构设置在套筒的右侧，动力机构用于机器人的移动和旋转；所述刮壁机构设置在套筒的左侧，刮壁机构用于刮除下水道管壁上的杂物，刮壁机构的左侧同时设置有照明灯和摄像头；所述照明灯用于对下水道内进行照明；所述摄像头用于拍摄管道内的画面；所述电池组设置在套筒内，电池组用于机器人的电力供应；所述无线传输模块设置在套筒内；所述执行器设置在套筒内，执行器用于控制机器人的工作，执行器与位于地面上的控制器通过无线传输模块无线连接，控制器包括控制面板和显示屏；所述控制面板用于向执行器发送命令；所述显示器用于显示摄像头所拍摄的画面；其中，所述动力机构包括一号安装座、伸缩杆、一号弹簧、车轮安装板、车轮电机、橡胶轮、同步带、同步轮、安装杆、万向轮、二号弹簧、连杆、圆盘和伺服电机；所述一号安装座为圆台型结构，一号安装座的内部中心位置开设有安装仓，所述安装仓内设置有伺服电机；所述伺服电机的输出轴转动贯穿一号安装座并固连有圆盘；所述圆盘的圆周上球接有四个连杆的一端；所述连杆的另一端球接在伸缩杆上；所述伸缩杆转动连接在一号安装座上，通过伸缩杆、连杆、圆盘、伺服电机间的配合，使得伺服电机转动时可以带动伸缩杆转动，伸缩杆的端部固连有车轮安装板；所述车轮安装板上转动设置有橡胶轮，橡胶轮用于机器人的移动，且车轮安装板上设置有车轮电机，车轮电机上安装有同步轮；所述同步轮通过同步带与橡胶轮连接，通过同步轮、橡胶轮、同步带和车轮电机间的配合，使得车轮电机旋转时可带动橡胶轮旋转；所述一号弹簧套接在伸缩杆上，一号弹簧的一端设置在伸缩杆上，一号弹簧的另一端设置在车轮安装板上，一号弹簧用于推动橡胶轮始终接触在下水道的管壁上；所述安装杆铰接在套筒的外侧壁上，安装杆的端部设置有万向轮，万向轮用于辅助机器人的移动，安装杆通过二号弹簧与套筒连接，二号弹簧用于推动万向轮始终与下水道的管壁接触；所述刮壁机构包括二号安装座、插接杆、三号弹簧和刮板；所述二号安装座安装在套筒的左侧，二号安装座的左侧面上分别设置有照明灯和摄像头，二号安装座的圆周方向上开设有四个凹槽；所述插接杆滑动安装在凹槽内，插接杆通过三号弹簧连接在凹槽上；两个所述插接杆相互远离的一端均固连有刮板；所述刮板的截面为梯形，刮板用于对下水道管壁的杂物进行刮除，通过三号弹簧、插接杆和刮板间的配合，使得三号弹簧推动刮板始终与下水道的管壁接触。首先，将机器人放入下水道内，一号弹簧通过车轮安装板将橡胶轮紧紧的挤压在下水道的管壁上，且二号弹簧通过安装杆将万向轮紧紧的挤压在下水道的管壁上，通过万向轮和橡胶轮间的配合，使得机器人可以稳定的在下水道内移动；开启照明灯和摄像头，摄像头将拍摄的画面传输到控制器内的显示屏上，通过地面上的控制器的控制面板启动车轮电机，通过车轮电机、同步轮、同步带和橡胶轮间的配合，使得橡胶轮在车轮电机的带动下旋转，此时机器人向左移动，通过控制器上的控制面板调节伺服电机的转动角度，使得伺服电机带动圆盘转动，圆盘通过四个连杆分别推动四个伸缩杆同时转动，使得位于伸缩杆上的橡胶轮发生转动，橡胶轮与下水道管壁间的角度发生改变，伺服电机转动的角度橡胶轮会带动机器人一边向左移动一边在下水道内旋转，橡胶轮本身的速度被分成了机器人向左的速度和机器人旋转的速度，向左移动的速度快，则机器人旋转的速度就慢，反之，向左移动的速度慢，机器人旋转的速度就会相应的增加；三号弹簧通过插接杆带动刮板紧紧的压在下水道的管壁上，刮板在橡胶轮的作用下一边向左移动，一边旋转着对下水道管壁上粘附的杂物进行刮下，通过摄像头传输回的画面，判断下水道管内杂物粘附的情况，当下水道管壁上粘附的杂物较少时，可通过调节伺服电机转动的角度，使得机器人增加向左移动的速度，此时机器人旋转的速度会减慢，从而提高对下水道清理维护的效率；当下水管道管壁上粘附的杂物过多时，只需调节伺服电机转动的角度，使得机器人向左移动的速度减慢，此时刮板快速的旋转，对下水道管壁上粘附的杂物进行刮下，从而提高对下水管道的清理维护效果；当需要机器人返回时，只需调节伺服电机，使转盘复位，此时机器人不会发生旋转，水平方向上移动的速度最快，车轮电机反转即可使机器人快速的返回。优选的，所述刮板的左侧开设有一号滑槽，所述一号滑槽内滑动连接有滑杆；所述滑杆通过四号弹簧连接在一号滑槽上，滑杆上套接有轴承；所述轴承上套接有滚压桶；所述滚压桶上设置有螺旋刀片，螺旋刀片用于切断下水管内壁上的杂物，通过螺旋刀片、滚压桶、轴承、滑杆和四号弹簧的配合，使得螺旋刀片在四号弹簧的推动下始终与下水道的管壁接触。当刮板在下水道内壁旋转时，滚压桶会带动螺旋刀片在下水道管壁上滚动，此时螺旋刀片将下水道管壁上粘附的杂物切断，避免杂物过长，刮板难以刮下的情况。优选的，所述二号安装座的左侧设置有保护装置，所述保护装置用于保护照明灯和摄像头，保护装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆筒形下水道清理及维护机器人，包括套筒(1)；其特征在于：还包括动力机构(2)、刮壁机构(3)、电池组(4)、照明灯(5)、摄像头(6)、控制器、执行器和无线传输模块；所述动力机构(2)设置在套筒(1)的右侧，动力机构(2)用于机器人的移动和旋转；所述刮壁机构(3)设置在套筒(1)的左侧，刮壁机构(3)用于刮除下水道管壁上的杂物，刮壁机构(3)的左侧同时设置有照明灯(5)和摄像头(6)；所述照明灯(5)用于对下水道内进行照明；所述摄像头(6)用于拍摄管道内的画面；所述电池组(4)设置在套筒(1)内，电池组(4)用于机器人的电力供应；所述无线传输模块设置在套筒(1)内；所述执行器设置在套筒(1)内，执行器用于控制机器人的工作，执行器与位于地面上的控制器通过无线传输模块无线连接，控制器包括控制面板和显示屏；所述控制面板用于向执行器发送命令；所述显示器用于显示摄像头(6)所拍摄的画面；其中，所述动力机构(2)包括一号安装座(201)、伸缩杆(202)、一号弹簧(203)、车轮安装板(204)、车轮电机(205)、橡胶轮(206)、同步带(207)、同步轮(208)、安装杆(209)、万向轮(210)、二号弹簧(211)、连杆(212)、圆盘(213)和伺服电机(214)；所述一号安装座(201)为圆台型结构，一号安装座(201)的内部中心位置开设有安装仓，所述安装仓内设置有伺服电机(214)；所述伺服电机(214)的输出轴转动贯穿一号安装座(201)并固连有圆盘(213)；所述圆盘(213)的圆周上球接有四个连杆(212)的一端；所述连杆(212)的另一端球接在伸缩杆(202)上；所述伸缩杆(202)转动连接在一号安装座(201)上，通过伸缩杆(202)、连杆(212)、圆盘(213)、伺服电机(214)间的配合，使得伺服电机(214)转动时可以带动伸缩杆(202)转动，伸缩杆(202)的端部固连有车轮安装板(204)；所述车轮安装板(204)上转动设置有橡胶轮(206)，橡胶轮(206)用于机器人的移动，且车轮安装板(204)上设置有车轮电机(205)，车轮电机(205)上安装有同步轮(208)；所述同步轮(208)通过同步带(207)与橡胶轮(206)连接，通过同步轮(208)、橡胶轮(206)、同步带(207)和车轮电机(205)间的配合，使得车轮电机(205)旋转时可带动橡胶轮(206)旋转；所述一号弹簧(203)套接在伸缩杆(202)上，一号弹簧(203)的一端设置在伸缩杆(202)上，一号弹簧(203)的另一端设置在车轮安装板(204)上，一号弹簧(203)用于推动橡胶轮(206)始终接触在下水道的管壁上；所述安装杆(209)铰接在套筒(1)的外侧壁上，安装杆(209)的端部设置有万向轮(210)，万向轮(210)用于辅助机器人的移动，安装杆(209)通过二号弹簧(211)与套筒(1)连接，二号弹簧(211)用于推动万向轮(210)始终与下水道的管壁接触；所述刮壁机构(3)包括二号安装座(301)、插接杆(302)、三号弹簧(303)和刮板(304)；所述二号安装座(301)安装在套筒(1)的左侧，二号安装座(301)的左侧面上分别设置有照明灯(5)和摄像头(6)，二号安装座(301)的圆周方向上开设有四个凹槽；所述插接杆(302)滑动安装在凹槽内，插接杆(302)通过三号弹簧(303)连接在凹槽上；两个所述插接杆(302)相互远离的一端均固连有刮板(304)；所述刮板(304)的截面为梯形，刮板(304)用于对下水道管壁的杂物进行刮除，通过三号弹簧(303)、插接杆(302)和刮板(304)间的配合，使得三号弹簧(303)推动刮板(304)始终与下水道的管壁接触。...

【技术特征摘要】
1.一种圆筒形下水道清理及维护机器人，包括套筒(1)；其特征在于：还包括动力机构(2)、刮壁机构(3)、电池组(4)、照明灯(5)、摄像头(6)、控制器、执行器和无线传输模块；所述动力机构(2)设置在套筒(1)的右侧，动力机构(2)用于机器人的移动和旋转；所述刮壁机构(3)设置在套筒(1)的左侧，刮壁机构(3)用于刮除下水道管壁上的杂物，刮壁机构(3)的左侧同时设置有照明灯(5)和摄像头(6)；所述照明灯(5)用于对下水道内进行照明；所述摄像头(6)用于拍摄管道内的画面；所述电池组(4)设置在套筒(1)内，电池组(4)用于机器人的电力供应；所述无线传输模块设置在套筒(1)内；所述执行器设置在套筒(1)内，执行器用于控制机器人的工作，执行器与位于地面上的控制器通过无线传输模块无线连接，控制器包括控制面板和显示屏；所述控制面板用于向执行器发送命令；所述显示器用于显示摄像头(6)所拍摄的画面；其中，所述动力机构(2)包括一号安装座(201)、伸缩杆(202)、一号弹簧(203)、车轮安装板(204)、车轮电机(205)、橡胶轮(206)、同步带(207)、同步轮(208)、安装杆(209)、万向轮(210)、二号弹簧(211)、连杆(212)、圆盘(213)和伺服电机(214)；所述一号安装座(201)为圆台型结构，一号安装座(201)的内部中心位置开设有安装仓，所述安装仓内设置有伺服电机(214)；所述伺服电机(214)的输出轴转动贯穿一号安装座(201)并固连有圆盘(213)；所述圆盘(213)的圆周上球接有四个连杆(212)的一端；所述连杆(212)的另一端球接在伸缩杆(202)上；所述伸缩杆(202)转动连接在一号安装座(201)上，通过伸缩杆(202)、连杆(212)、圆盘(213)、伺服电机(214)间的配合，使得伺服电机(214)转动时可以带动伸缩杆(202)转动，伸缩杆(202)的端部固连有车轮安装板(204)；所述车轮安装板(204)上转动设置有橡胶轮(206)，橡胶轮(206)用于机器人的移动，且车轮安装板(204)上设置有车轮电机(205)，车轮电机(205)上安装有同步轮(208)；所述同步轮(208)通过同步带(207)与橡胶轮(206)连接，通过同步轮(208)、橡胶轮(206)、同步带(207)和车轮电机(205)间的配合，使得车轮电机(205)旋转时可带动橡胶轮(206)旋转；所述一号弹簧(203)套接在伸缩杆(202)上，一号弹簧(203)的一端设置在伸缩杆(202)上，一号弹簧(203)的另一端设置在车轮安装板(204)上，一号弹簧(203)用于推动橡胶轮(206)始终接触在下水道的管壁上；所述安装杆(209)铰接在套筒(1)的外侧壁上，安装杆(209)的端部设置有万向轮(210)，万向轮(210)用于辅助机器人的移动，安装杆(209)通过二号弹簧(211)与套筒(1)连接，二号弹簧(211)用于推动万向轮(210)始终与下水道的管壁接触；所述刮壁机构(3)包括二号安装座(301)、插接杆(302)、三号弹簧(303)和刮板(304)；所述二号安装座(301)安装在套筒(1)的左侧，二号安装座(301)的左侧面上分别设置有照明灯(5)和摄像头(6)，二号安...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟明善，刘晓燕，王仲文，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23