用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构，包括能带动磨削机构产生角位移进而实现变径运动的修复机体，磨削机构包括多个转动连接在修复机体径向外侧的磨削单元，磨削机构用于在变向机构和给进机构的带动下做旋转运动和直线位移运动对管壁进行清理，与修复机体连接的切削机构，在修复机体的带动下做旋转运动对管壁进行清理，磨削机构和切削机构可以实现旋转运动和直线位移运动同时进行，以此来适应对于不同管道障碍物的清理。同时，易更换的磨削机构，解决了机器人磨损部件更换困难的问题。同时，基于上述结构设计和工作方式，可以使得该机器人在工作时，始终保持自我的动态平衡。的动态平衡。的动态平衡。
【技术实现步骤摘要】
用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构
[0001]本技术属于管道清理设备
，具体涉及一种用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构。
技术介绍
[0002]随着城市的快速发展，地下管道数量急剧增多、管网情况越来越复杂。庞大的城市和快速发展的社会对地下新老管网造成了极大的消耗和破坏。与此同时，对病害管道的清理修复工作也变得越来越重要。
[0003]目前，城市地下管道清理修复的技术方法主要有：软管翻转内衬法、喷涂法、吃管法以及人工清理法。其中，喷涂法使用的材料为高固体的防腐蚀材料。以气力推动的方式将涂料均匀喷涂于管道环形内壁上。在涂装前如何对表面进行处理、怎样设计涂层材料的结构是这一类方法的关键之处。对于工艺设施，最突出的问题是在管道内的补口技术，还没有得到很好的解决，需要进一步完善。其中，人工清理的方法只能清理管道内情况相对较为简单的管道，对于很多不同类型的管道，通过人工清理是不现实的。人工清理劳动量大，劳动环境相对较差，清理效率也不太理想。对于现在庞大的城市地下管道系统，使用人力清理是完全不能达到清理要求的。综上所述，目前管道清理修复技术均存在一定的局限性，面对日益复杂的管道清理修复工作，急需在管道清理修复技术上有所创新与突破。
[0004]为解决上述问题，设计一种用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构。采用纯机械的物理方法对管道内障碍物进行强度和结构性的破坏，从而实现对管道的清理与修复。具备结构简单可靠、磨损部件易更换、管径适应性好等特点。同时，基于自身结构设计，处于工作状态时，可以实现自我动态平衡。
技术实现思路
[0005]本技术提出了一种用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构。旨在实现对城市地下管道的清理与修复，其具体结构形式和连接方式如下所述：
[0006]用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构，包括修复机体、磨削机构和切削机构；
[0007]修复机体，能带动磨削机构产生角位移进而实现变径运动；
[0008]磨削机构，包括多个转动连接在修复机体径向外侧的磨削单元，磨削机构用于在变向机构和给进机构的带动下做旋转运动和直线位移运动对管壁进行清理；
[0009]切削机构，与修复机体连接，在修复机体的带动下做旋转运动对管壁进行清理；
[0010]磨削单元包括磨削单元第一被动连杆，磨削单元第一被动连杆、磨削单元第二被动连杆均与连接片铰接，磨削机构主动连杆与磨削单元第二被动连杆铰接，连接片与磨头工作台固定连接，磨头驱动电机与磨头工作台固定连接，磨头通过磨头连接轴与磨头驱动电机固定连接，磨头驱动电机带动磨头连接轴，进而驱动磨头转动。
[0011]更进一步而言，所述的修复机体包括修复机体端盖，修复机体端盖与修复机体底
座固连，修复机体电机、连接轴驱动电机和第三齿轮设置在由修复机体端盖和修复机体底座所构成的空腔内，挡板通过修复机体外壳与修复机体底座固定连接，限位套与挡板固定连接，冲击头连接轴首端与联轴器固定连接，冲击头连接轴末端与挡板通过轴承转动连接，联轴器与连接轴驱动电机转子固定连接，修复机体丝杠首端与第三齿轮固定连接，修复机体丝杠末端与限位套转动连接，由修复机体电机驱动第三齿轮，进而带动修复机体丝杠转动，中间移动支撑块与修复机体丝杠螺纹连接，当修复机体丝杠转动时，会驱动中间移动支撑块往复运动，修复机体端盖、中间移动支撑块和修复机体底座上均设置有N个均布的凸块，N≥3，修复机体外壳上均匀设有N个矩形开口，N≥3，修复机体端盖、修复机体底座和中间移动支撑块上的凸块与修复机体外壳上的矩形开口是一一对应的。
[0012]更进一步而言，所述的磨削机构包括N个均匀设置在修复机体上的磨削单元，N≥3，每个磨削单元分别与修复机体端盖、修复机体底座和中间移动支撑块上的凸块转动连接。
[0013]更进一步而言，所述的切削机构包括铣头、链条、梯形刮板和冲击头联轴器；
[0014]冲击头联轴器将连接轴与铣头固定连接，3组链条首端均匀分布在铣头上，梯形刮板与链条外侧端固定连接。
[0015]更进一步而言，所述的梯形刮板、铣头与磨头，三者在管道孔内的扭转力矩是彼此平衡的。
[0016]更进一步而言，所述的磨削单元的磨头在工作时，其转动方向顺逆交替变换，每一个磨头与周围相邻的磨头的转动方向相反；所述的磨头数量为偶数个，偶数个磨头能平衡掉自转时对机体产生的扭转力，同时，障碍物对每个磨头产生的反扭矩也是交替变换的，能实现自我平衡，被清理的障碍物对磨头产生的轴向反力能通过给进机构提供的给进力平衡。
[0017]本技术的有益效果：
[0018]磨削机构和切削机构可以实现旋转运动和直线位移运动同时进行，以此来适应对于不同管道障碍物的清理。N个(N≥3)磨削单元在同一环向平面上呈均布状态，并与修复机体铰接，可在修复机体的带动下，完成变径动作，以实现对不同管径的管道的清理与修复。此外，易更换的磨削机构，解决了机器人磨损部件更换困难的问题。同时，基于上述结构设计和工作方式，可以使得该机器人在工作时，始终保持自我的动态平衡。
附图说明
[0019]图1为本技术连接在机器人上的结构示意图。
[0020]图2是本技术整体结构示意图。
[0021]图3为本技术的修复机体的立体示意图。
[0022]图4为修复机体底座与修复机体外壳未连接在修复机体上的立体示意图。
[0023]图5为图4中D处局部放大示意图。
[0024]图6为本技术的磨削单元的立体示意图。
[0025]图7为本技术的切削机构的立体示意图。
[0026]图8为本技术的磨削单元与修复机体连接关系示意图。
具体实施方式
[0027]请查阅图1至8所示，用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构，包括修复机体5、磨削机构和切削机构7；
[0028]修复机体5包括修复机体端盖501、修复机体底座502、修复机体电机503、连接轴驱动电机504、第三齿轮505、修复机体丝杠506、联轴器507、冲击头连接轴508、修复机体外壳509、限位套510、挡板511、凸块512和中间移动支撑块513；
[0029]给进机构4的套筒407与修复机体端盖501固定连接，修复机体端盖501与修复机体底座502由螺钉固定连接，修复机体电机503、连接轴驱动电机504和第三齿轮505设置在由修复机体端盖501和修复机体底座502所构成的空腔内，挡板511通过修复机体外壳509与修复机体底座502固定连接，挡板511上设置有可供冲击头连接轴508穿过的圆孔，且圆孔内配合有与冲击头连接轴508直径相符的轴承，限位套510与挡板511固定连接，冲击头连接轴508首端与联轴器507固定连接，冲击头连接轴508末端与挡板511通过轴承转动连接，联轴器507与连接轴驱动电机504转子固定连接，修复机体丝杠506首端与第三齿轮50本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构，其特征在于：包括修复机体(5)、磨削机构和切削机构(7)；修复机体(5)，能带动磨削机构产生角位移进而实现变径运动；磨削机构，包括多个转动连接在修复机体(5)径向外侧的磨削单元(6)，磨削机构用于在变向机构(3)和给进机构(4)的带动下做旋转运动和直线位移运动对管壁进行清理；切削机构(7)，与修复机体(5)连接，在修复机体(5)的带动下做旋转运动对管壁进行清理；磨削单元包括磨削单元第一被动连杆(601)，磨削单元第一被动连杆(601)、磨削单元第二被动连杆(602)均与连接片(604)铰接，磨削机构主动连杆(603)与磨削单元第二被动连杆(602)铰接，连接片(604)与磨头工作台(605)固定连接，磨头驱动电机(606)与磨头工作台(605)固定连接，磨头(608)通过磨头连接轴(607)与磨头驱动电机(606)固定连接，磨头驱动电机(606)带动磨头连接轴(607)，进而驱动磨头(608)转动。2.根据权利要求1所述的用于地下管道清理自平衡自适应机器人的可变径修复机构，其特征在于：所述的修复机体(5)包括修复机体端盖(501)，修复机体端盖(501)与修复机体底座(502)固连，修复机体电机(503)、连接轴驱动电机(504)和第三齿轮(505)设置在由修复机体端盖(501)和修复机体底座(502)所构成的空腔内，挡板(511)通过修复机体外壳(509)与修复机体底座(502)固定连接，限位套(510)与挡板(511)固定连接，冲击头连接轴(508)首端与联轴器(507)固定连接，冲击头连接轴(508)末端与挡板(511)通过轴承转动连接，联轴器(507)与连接轴驱动电机(504)转子固定连接，修复机体丝杠(506)首端与第三齿轮(505)固定连接，修复机体丝杠(506)末端与限位套(510)转动连接，由修复机体电机(503)驱动第三齿轮(505)，进而带动修复机体丝杠(506)转动，中间移动支撑块(513)与修复机体丝杠(506)螺纹连接，当修复机体丝杠(506)转动时，会驱动中间移动支撑块(513)往复运动，修复机体端盖(501)、中间移动支撑块(513)和修复机体底座(502)上均设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：高科，闻育民，赵研，谢晓波，姜雯，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：
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