一种城市暗管长深度推进清淤机器人及清淤方法技术

本发明专利技术公开了一种城市暗管长深度推进清淤机器人及清淤方法，包括底盘，底盘的顶面上设置有罐体，罐体的顶部连接有气动泵体，气动泵体的两侧分别设置有负压接口和正压接口，负压接口通过第一负压管和第二负压管连接负压罐，正压接口通过第一正压管分别连接第二正压管和第三正压管，第二正压管连接蓄能罐，蓄能罐连通出液管，第三正压管连接正压罐。其方法包括：底盘加工、罐体安装、气动泵安装、蓄能机构安装和暗管清淤。本发明专利技术不仅可以有效解决管道清理时高通量和深推进的问题，而且可以通过蓄能机构实现在每次冲击的过程中，负压与正压能相互交替工作，消除一部分能量，避免形成冲击波，减小对管道的破坏性影响，使用操作灵活方便，清淤效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种城市暗管长深度推进清淤机器人及清淤方法
本专利技术涉及一种城市暗管长深度推进清淤机器人及清淤方法。
技术介绍
目前的城市管道一般采用400mm或600mm的暗管，这些安装在清淤时需要放入机器人进行清淤，对于更大管径的暗管一般采用人工清淤。清淤机器人一般采用在底盘上安装清淤泵，通过清淤泵对暗管内部进行清淤处理，由于清淤泵的通透性较差，经常容易造成堵塞，而且对于较长的管道，机器人一般单次只能前进150m左右，机器人尾部拖拉的排泥管较重，里面灌满泥浆，因此会造成机器人底盘无法拖动，影响推进的深度，因而现有技术中会针对上述不足在管道上部每间隔150m开设天窗，到达相应的天窗位置后，将机器人取出进行清理，影响工作效率，人工成本高，同时管道内部会有泥浆、树枝、塑料袋等杂质，会使清淤泵的叶轮被缠绕住，导致清淤泵无法正常工作，需要将机器人退出来清理，大大延长了气管道清淤的时间。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种城市暗管长深度推进清淤机器人及清淤方法的技术方案，不仅可以有效解决管道清理时高通量和深推进的问题，而且可以通过蓄能机构实现在每次冲击的过程中，负压与正压能相互交替工作，消除一部分的能量，避免形成冲击波，减小对管道的破坏性影响，使用操作灵活方便，清淤效果好，该清淤方法步骤简单，在进行暗管清淤时通透性好，不容易造成堵塞，能满足不同长度管道的清淤处理，而且机器人在每进行一次淤泥吸附后，可以及时排除，可以减轻机器人及出液管的重量，保证机器人能稳定的向前推进，提高了清淤的效率，降低成本。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种城市暗管长深度推进清淤机器人，包括底盘，其特征在于：底盘通过伸缩臂连接有铰刀头，底盘的顶面上设置有罐体，罐体的一侧通过进液管连接铰刀头，铰刀头可以将淤泥进行搅拌，便于进液管将淤泥输入罐体内，罐体的另一侧连接有出液管，罐体的顶部连接有气动泵体，气动泵体的顶端设置有端盖，气动泵体与端盖之间形成腔体，腔体内移动连接有T形块，T形块通过定位杆连接有浮球，浮球位于罐体内，气动泵体与端盖之间设置有磁铁，气动泵体的两侧分别设置有负压接口和正压接口，负压接口通过第一负压管和第二负压管连接负压罐，正压接口通过第一正压管分别连接第二正压管和第三正压管，第二正压管连接蓄能罐上的第一通气孔，蓄能罐的底部通过套管连接衔接管，衔接管连通出液管，负压罐内设置有第一阀门，第一阀门的底部设置有第一连杆，第一连杆的底端连接至蓄能罐的内部，第一连杆的底部连接柱形活塞，柱形活塞的底部连接有T形活塞，T形活塞上设置有通孔，套管内安装有带贯通孔的弹性片，弹性片通过橡胶球抵住T形活塞的底部，蓄能罐的侧面上设置有第二通气孔，第三正压管连接正压罐，正压罐的底部连接有气压混合罐，气压混合罐的右侧通过第一导气管连接第一阀门，气压混合罐的左侧连接有盖板，盖板内设置有通气腔，盖板通过第二导气管连接第二通气孔，盖板上设置有气动杆和第三单向阀，气动杆带动第三单向阀打开或关闭，正压罐内设置有第二阀门，第二阀门的底部连接有第二连杆，第二连杆竖直贯穿气压混合罐，且第二连杆的底端连接摆动杆，摆动杆的另一端铰接于箱体上，箱体固定连接底盘，第一连杆上设置有导向槽，摆动杆上设置有限位块，限位块沿导向槽移动。进一步，进液管上靠近罐体的一端设置有第一单向阀，当负压连通罐体时，第一单向阀打开，管道内的淤泥经进液管输入罐体内，当罐体内的液体达到设定高度位置后，负压切换为正压，此时第一单向阀关闭。进一步，出液管上靠近罐体的一端设置有第二单向阀，当负压连通罐体时，第二单向阀关闭，使淤泥储存在罐体内，当罐体内的液体达到设定高度位置后，负压切换为正压，此时第二单向阀打开，便于将罐体内的淤泥经出液管排出。进一步，负压接口位于正压接口的上方，当罐体内的液位较低时，浮球与T形块脱离，随着液位的上升，浮球上浮直至触碰T形块，并带动T形块继续向上移动，直至T形块将负压接口封闭，正压接口打开，便于罐体内液体的排出，此时浮球随着液体下降，浮球与T形块脱离，T形块由于磁铁的磁力作用仍位于上部，负压接口处于关闭状态，当定位杆的顶端挂住T形块后，T形块随着浮球一起下降，直至负压接口完全打开，正压接口封闭，此时罐体可以继续吸入淤泥，操作灵活方便。进一步，第一负压管、第二负压管、第一正压管、第二正压管和第三正压管均连接外部供气设备，通过外部供气设备便于对负压管和正压管进行压力控制，不仅便于对负压管和正压管进行气压切换，而且可以控制负压管和正压管中的压力，保证蓄能机构工作稳定可靠，延长清淤机器人的使用寿命。进一步，蓄能罐的顶部设置有支架，第一连杆通过第一弹簧连接支架，支架可以对第一连杆进行限位导向的作用，第一弹簧可以降低瞬间冲击力对第一连杆的影响，延长各个部件的使用寿命。进一步，第二连杆与气压混合罐的底部之间设置有第二弹簧，第二弹簧可以降低瞬间冲击力对第二连杆和摆动杆的影响。如上述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人的清淤方法，其特征在于包括以下步骤：1)底盘加工a、首先根据设计要求加工相应的底盘，沿着底盘的底部两侧对称安装车轮，并在底盘上安装驱动机构和控制器，通过驱动机构控制车轮转动，实现机器人在暗管中移动；b、然后根据设计要求制作相应的铰刀头，将铰刀头通过伸缩臂连接底盘，伸缩臂采用液压推动实现铰刀头的伸缩移动；2)罐体安装a、待底盘加工完毕后，根据底盘的尺寸及淤泥的处理量确定罐体的尺寸，加工相应的罐体，并对罐体的外侧面进行加固处理，沿着罐体的顶部开设安装孔，用于安装气动泵；b、然后将加工好的罐体固定安装在底盘的顶面上，根据铰刀头的移动距离选择合适尺寸的进液管，将进液管的一端连接铰刀头，另一端通过第一单向阀固定安装在罐体的左侧上部，沿着罐体的右侧下部安装出液管，出液管上靠近罐体的一侧安装第二单向阀；3)气动泵安装a、首先根据安装孔的尺寸确定气动泵体和端盖的尺寸，加工相应的气动泵体和端盖，沿气动泵体的内部开设腔体，并对腔体进行打磨处理，腔体呈T形结构，再沿着气动泵体的左右两侧分别开设负压接口和正压接口，且负压接口位于正压接口的上方；b、然后根据腔体的尺寸加工合适的T形块，使T形块与腔体相匹配，再根据设计要求制作相应的浮球，将浮球通过定位杆移动连接T形块；c、接着将带有浮球的T形块插入气动泵体的腔体内，使浮球位于罐体内，气动泵体通过螺栓固定安装于罐体上，再沿着气动泵体的顶部安装端盖，在端盖与气动泵体之间安装磁铁，并将端盖、气动泵体与安装孔处进行密封处理；4)蓄能机构安装a、首先根据蓄能机构的设计尺寸加工相应的箱体，并确定负压罐、正压罐气压混合罐和蓄能罐的尺寸，制作相应的负压罐、正压罐、气压混合罐和蓄能罐，将气压混合罐固定安装于正压罐的底部，蓄能罐位于负压罐的正下方，同时将负压罐、正压罐、气压混合罐和蓄能罐安装于箱体内，并将箱体与底盘进行固定连接；b、然后根据负压罐的尺寸加工相应的第一阀门，将第一阀门通过第一连杆安装于负压罐的内侧底部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市暗管长深度推进清淤机器人，包括底盘，其特征在于：所述底盘通过伸缩臂连接有铰刀头，所述底盘的顶面上设置有罐体，所述罐体的一侧通过进液管连接所述铰刀头，所述罐体的另一侧连接有出液管，所述罐体的顶部连接有气动泵体，所述气动泵体的顶端设置有端盖，所述气动泵体与所述端盖之间形成腔体，所述腔体内移动连接有T形块，所述T形块通过定位杆连接有浮球，所述浮球位于所述罐体内，所述气动泵体与所述端盖之间设置有磁铁，所述气动泵体的两侧分别设置有负压接口和正压接口，所述负压接口通过第一负压管和第二负压管连接负压罐，所述正压接口通过第一正压管分别连接第二正压管和第三正压管，所述第二正压管连接蓄能罐上的第一通气孔，所述蓄能罐的底部通过套管连接衔接管，所述衔接管连通所述出液管，所述负压罐内设置有第一阀门，所述第一阀门的底部设置有第一连杆，所述第一连杆的底端连接至所述蓄能罐的内部，所述第一连杆的底部连接柱形活塞，所述柱形活塞的底部连接有T形活塞，所述T形活塞上设置有通孔，所述套管内安装有带贯通孔的弹性片，所述弹性片通过橡胶球抵住所述T形活塞的底部，所述蓄能罐的侧面上设置有第二通气孔，所述第三正压管连接正压罐，所述正压罐的底部连接有气压混合罐，所述气压混合罐的右侧通过第一导气管连接所述第一阀门，所述气压混合罐的左侧连接有盖板，所述盖板内设置有通气腔，所述盖板通过第二导气管连接所述第二通气孔，所述盖板上设置有气动杆和第三单向阀，所述气动杆带动所述第三单向阀打开或关闭，所述正压罐内设置有第二阀门，所述第二阀门的底部连接有第二连杆，所述第二连杆竖直贯穿所述气压混合罐，且所述第二连杆的底端连接摆动杆，所述摆动杆的另一端铰接于箱体上，所述箱体固定连接所述底盘，所述第一连杆上设置有导向槽，所述摆动杆上设置有限位块，限位块沿导向槽移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种城市暗管长深度推进清淤机器人，包括底盘，其特征在于：所述底盘通过伸缩臂连接有铰刀头，所述底盘的顶面上设置有罐体，所述罐体的一侧通过进液管连接所述铰刀头，所述罐体的另一侧连接有出液管，所述罐体的顶部连接有气动泵体，所述气动泵体的顶端设置有端盖，所述气动泵体与所述端盖之间形成腔体，所述腔体内移动连接有T形块，所述T形块通过定位杆连接有浮球，所述浮球位于所述罐体内，所述气动泵体与所述端盖之间设置有磁铁，所述气动泵体的两侧分别设置有负压接口和正压接口，所述负压接口通过第一负压管和第二负压管连接负压罐，所述正压接口通过第一正压管分别连接第二正压管和第三正压管，所述第二正压管连接蓄能罐上的第一通气孔，所述蓄能罐的底部通过套管连接衔接管，所述衔接管连通所述出液管，所述负压罐内设置有第一阀门，所述第一阀门的底部设置有第一连杆，所述第一连杆的底端连接至所述蓄能罐的内部，所述第一连杆的底部连接柱形活塞，所述柱形活塞的底部连接有T形活塞，所述T形活塞上设置有通孔，所述套管内安装有带贯通孔的弹性片，所述弹性片通过橡胶球抵住所述T形活塞的底部，所述蓄能罐的侧面上设置有第二通气孔，所述第三正压管连接正压罐，所述正压罐的底部连接有气压混合罐，所述气压混合罐的右侧通过第一导气管连接所述第一阀门，所述气压混合罐的左侧连接有盖板，所述盖板内设置有通气腔，所述盖板通过第二导气管连接所述第二通气孔，所述盖板上设置有气动杆和第三单向阀，所述气动杆带动所述第三单向阀打开或关闭，所述正压罐内设置有第二阀门，所述第二阀门的底部连接有第二连杆，所述第二连杆竖直贯穿所述气压混合罐，且所述第二连杆的底端连接摆动杆，所述摆动杆的另一端铰接于箱体上，所述箱体固定连接所述底盘，所述第一连杆上设置有导向槽，所述摆动杆上设置有限位块，限位块沿导向槽移动。


2.根据权利要求1所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人，其特征在于：所述进液管上靠近所述罐体的一端设置有第一单向阀。


3.根据权利要求1所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人，其特征在于：所述出液管上靠近所述罐体的一端设置有第二单向阀。


4.根据权利要求1所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人，其特征在于：所述第一负压管、所述第二负压管、所述第一正压管、所述第二正压管和所述第三正压管均连接外部供气设备。


5.根据权利要求1所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人，其特征在于：所述蓄能罐的顶部设置有支架，所述第一连杆通过第一弹簧连接所述支架。


6.根据权利要求1所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人，其特征在于：所述第二连杆与所述气压混合罐的底部之间设置有第二弹簧。


7.如权利要求1～6中任一项所述的一种城市暗管长深度推进清淤机器人的清淤方法，其特征在于包括以下步骤：
1)底盘加工
a、首先根据设计要求加工相应的底盘，沿着底盘的底部两侧对称安装车轮，并在底盘上安装驱动机构和控制器，通过驱动机构控制车轮转动，实现机器人在暗管中移动；
b、然后根据设计要求制作相应的铰刀头，将铰刀头通过伸缩臂连接底盘，伸缩臂采用液压推动实现铰刀头的伸缩移动；
2)罐体安装
a、待底盘加工完毕后，根据底盘的尺寸及淤泥的处理量确定罐体的尺寸，加工相应的罐体，并对罐体的外侧面进行加固处理，沿着罐体的顶部开设安装孔，用于安装气动泵；
b、然后将加工好的罐体固定安装在底盘的顶面上，根据铰刀头的移动距离选择合适尺寸的进液管，将进液管的一端连接铰刀头，另一端通过第一单向阀固定安装在罐体的左侧上部，沿着罐体的右侧下部安装出液管，出液管上靠近罐体的一侧安装第二单向阀；
3)气动泵安装
a、首先根据安装孔的尺寸确定气动泵体和端盖的尺寸，加工相应的气动泵体和端盖，沿气动泵体的内部开设腔体，并对腔体进行打磨处理，腔体呈T形结构，再沿着气动泵体的左右两侧分别开设负压接口和正压接口，且负压接口位于正压接口的上方；
b、然后根据腔体的尺寸加工合适的T形块，使T形块与腔体相匹配，再根据设计要求制作相应的浮球，将浮球通过定位杆移动连接T形块；
c、接着将带有浮球的T形块插入气动泵体的腔体内，使浮球位于罐体内，气动泵体通过螺栓固定安装于罐体上，再沿着气动泵体的顶部安装端盖，...

【专利技术属性】
技术研发人员：连加俤，左强，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33