一种管道内部清理机器人制造技术

本发明专利技术公开一种管道内部清理机器人，包括行走机构以及设置在行走机构上的清理机构；所述清理机构包括铣削终端和清理驱动机构；所述清理驱动机构包括旋转驱动机构和直线驱动机构，所述旋转驱动机构包括第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构；所述第一旋转驱动机构设置在第二旋转驱动机构，该第一旋转驱动机构的旋转中心与第二旋转驱动机构的旋转中心垂直；所述铣削终端包括铣刀和铣削驱动机构，所述铣削驱动机构设置在第一旋转驱动机构上；所述直线驱动机构包括竖向驱动机构，所述第二旋转驱动机构设置在竖向驱动机构上，所述竖向驱动机构的驱动方向与行走机构的行走方向垂直。该管道内部清理机器人具有更多的自由度，能够用于不同直径的管道。同直径的管道。同直径的管道。

【技术实现步骤摘要】
一种管道内部清理机器人


[0001]本专利技术涉及管道清理装置，具体涉及一种管道内部清理机器人。

技术介绍

[0002]管道在工业生产和民用部门都有着广泛的应用，对于气液料流体采用管道方式运送具有方便、快捷和成本低等多种优点。在长期使用过程中在管道的内壁上会沉积或形成污垢，如输水管道中会形成水垢或泥垢，在工业的输气管道中也会形成结焦积碳等污垢，这些污垢沉积在管道中大大增加了气液流体在输送过程中的阻力，不仅使传输效率降低，而且使输送流体所需的动力能耗也大大增加，污垢还会对管道材料造成腐蚀和损害，严重时会使管道破裂，输送流体外泄造成损失，造成设备的损坏，严重影响经济效益。
[0003]传统的管道清理主要为人工清理，一方面清理效率低，影响生产，另一方面在清理管壁贴合紧密的沉渣，清理不方便，清理效果差。为此现有技术逐渐提出一些管道清理机器人，例如授权公告号为CN211915575U的技术专利公开了一种管道切割机器人，该管道切割机器人虽然能够完成对管道的小面积结构和功能损坏进行定点、遥控、无开挖切割，保持管道畅通，但是仍存在以下的不足：
[0004]上述管道切割机器人设置了三自由度机械臂，虽然可以驱动钻切工作头在三维空间上进行移动，但是在直径较大的管道或者待清理的物体需要特定的动作姿态的场合中，三自由度机械臂的自由度仍不够，不能到位地驱动钻切工作头到达想要的位置，因而难以完成清理工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种管道内部清理机器人，该管道内部清理机器人具有更多的自由度，不仅能用于清理较小直径管道的内腔，还适用于直径较大的管道或者待清理的物体需要特定的动作姿态的场合中。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种管道内部清理机器人，包括行走机构以及设置在行走机构上的清理机构；
[0008]所述清理机构包括铣削终端和用于驱动铣削终端进行移动的清理驱动机构；所述清理驱动机构包括旋转驱动机构和直线驱动机构，所述旋转驱动机构包括第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构；所述第一旋转驱动机构设置在第二旋转驱动机构，该第一旋转驱动机构的旋转中心与第二旋转驱动机构的旋转中心垂直；
[0009]所述铣削终端包括铣刀和用于驱动铣刀进行自转的铣削驱动机构，所述铣削驱动机构设置在第一旋转驱动机构上；
[0010]所述直线驱动机构包括竖向驱动机构，所述第二旋转驱动机构设置在竖向驱动机构上，所述竖向驱动机构的驱动方向与行走机构的行走方向垂直。
[0011]上述管道内部清理机器人的工作原理为：
[0012]工作时，将机器人放到管道的入口处，由遥控功能对机器人进行控制，使机器人进
入管道中，并沿着管道进行搜索。若管道存在需要清理的污垢或障碍物时，控制机器人停下，继而开展清理工作。通过控制旋转驱动机构和直线驱动机构驱动铣刀靠近污垢或障碍物，在铣削驱动机构的驱动下，铣刀对污垢或障碍物进行铣削，从而清除该污垢或障碍物。
[0013]进一步，由于第二旋转驱动机构设置在竖向驱动机构上，且竖向驱动机构的驱动方向与行走机构的行走方向垂直，在直径比较大的管道或需要特定的铣削姿态的场合中，竖向驱动机构可以驱动铣刀进行竖向平移，以及配合旋转驱动机构，确保铣刀可以达到管道内壁的任何位置，从而顺利完成清理工作。
[0014]本专利技术的一个优选方案，其中，所述铣削驱动机构包括铣削驱动电机，该铣削驱动电机的输出轴通过传动轴与铣刀固定连接。通过上述结构，在铣削驱动电机的驱动下，铣刀可以进行高速自转，从而对污垢或障碍物进行铣削。
[0015]本专利技术的一个优选方案，其中，所述第一旋转驱动机构包括驱动电缸和第一安装架，所述驱动电缸的缸体铰接在第二旋转驱动机构上，该驱动电缸的伸缩杆与铣削驱动机构铰接；
[0016]所述第一安装架固定设置在第二旋转驱动机构上，所述铣削驱动机构转动连接在第一安装架上。通过上述结构，在驱动电缸的驱动下，铣削驱动机构可以绕着第一安装架上进行摆动。
[0017]本专利技术的一个优选方案，其中，所述第二旋转驱动机构包括旋转驱动电机和旋转传动组件，所述旋转驱动电机通过第二安装架设置在竖向驱动机构上；
[0018]所述旋转传动组件包括旋转主动齿轮和旋转从动齿轮，所述旋转主动齿轮设置在旋转驱动电机的输出轴上；所述旋转从动齿轮转动连接在所述第二安装架上且与所述旋转主动齿轮啮合。通过上述结构，在旋转驱动电机的驱动下，可以驱动第一旋转驱动机构进行旋转。
[0019]本专利技术的一个优选方案，其中，所述竖向驱动机构包括竖向驱动电机和竖向传动组件，所述竖向驱动电机设置在第二安装架上；
[0020]所述竖向传动组件包括竖向主动齿轮和竖向齿条，所述竖向主动齿轮设置在竖向驱动电机的输出轴上；所述竖向齿条竖向设置在行走机构的机架上且与所述竖向主动齿轮啮合；
[0021]所述第二安装架与行走机构的机架之间设有竖向导向结构，该竖向导向结构包括竖向导轨和竖向滑块，所述竖向滑块固定设置在第二安装架上，所述竖向导轨固定设置在行走机构的机架上。通过上述结构，在竖向驱动电机的驱动下，可以驱动第二旋转驱动机构进行竖向移动。
[0022]本专利技术的一个优选方案，其中，还包括行走支撑辅助机构，该行走支撑辅助机构包括支撑行走轮、支撑行走架和用于驱动支撑行走轮进行伸缩的伸缩驱动机构；所述支撑行走轮转动连接在支撑行走架上，所述支撑行走架与伸缩驱动机构的输出端连接；
[0023]在工作状态下，所述支撑行走轮位于行走机构的上方且支撑在管道的内壁上。通过上述结构，工作时，由行走支撑辅助机构在另一侧对机器人进行支撑，以增强机器人在管道行走的稳定性，为机器人的正常检测和维修提供保障。
[0024]进一步，所述支撑行走架与行走机构的机架之间设有折叠翻转结构，该折叠翻转结构包括折叠翻转板，该折叠翻转板的底部铰接在行走机构的机架顶部；
[0025]所述折叠翻转板与支撑行走架设有滑动结构，该滑动结构包括滑动导向槽和滑动导向部，所述滑动导向槽开设在折叠翻转板上，所述滑动导向部设置在支撑行走架上且与所述滑动导向槽配合；
[0026]所述伸缩驱动机构包括伸缩驱动气缸，该伸缩驱动气缸的缸体铰接在行走机构中，该伸缩驱动气缸的伸缩杆与支撑行走架铰接。
[0027]进一步，所述折叠翻转板与行走机构的机架之间设有伸展锁定结构，该伸展锁定结构包括锁定勾和锁定扭簧，所述锁定勾转动连接在行走机构的机架上，所述锁定扭簧套设在锁定勾的转动中心上，该锁定扭簧的两端固定在行走机构的机架和锁定勾上；所述锁定勾远离转动中心的一端设有挤压锁定倾斜面和挤压解锁倾斜面；
[0028]所述折叠翻转板上设有锁定孔；在折叠翻转板往上翻转时，所述锁定勾的挤压倾斜面位于所述锁定孔对应的孔壁的翻转路径上；在伸展状态下，所述锁定勾穿过锁定孔挤压在折叠翻转板的表面上；
[0029]所述支撑行走架上设有第一解锁部；在未解锁状态下，所述锁定勾的挤压解锁倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道内部清理机器人，包括行走机构以及设置在行走机构上的清理机构；其特征在于，所述清理机构包括铣削终端和用于驱动铣削终端进行移动的清理驱动机构；所述清理驱动机构包括旋转驱动机构和直线驱动机构，所述旋转驱动机构包括第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构；所述第一旋转驱动机构设置在第二旋转驱动机构，该第一旋转驱动机构的旋转中心与第二旋转驱动机构的旋转中心垂直；所述铣削终端包括铣刀和用于驱动铣刀进行自转的铣削驱动机构，所述铣削驱动机构设置在第一旋转驱动机构上；所述直线驱动机构包括竖向驱动机构，所述第二旋转驱动机构设置在竖向驱动机构上，所述竖向驱动机构的驱动方向与行走机构的行走方向垂直。2.根据权利要求1所述的管道内部清理机器人，其特征在于，所述铣削驱动机构包括铣削驱动电机，该铣削驱动电机的输出轴通过传动轴与铣刀固定连接。3.根据权利要求1所述的管道内部清理机器人，其特征在于，所述第一旋转驱动机构包括驱动电缸和第一安装架，所述驱动电缸的缸体铰接在第二旋转驱动机构上，该驱动电缸的伸缩杆与铣削驱动机构铰接；所述第一安装架固定设置在第二旋转驱动机构上，所述铣削驱动机构转动连接在第一安装架上。4.根据权利要求1所述的管道内部清理机器人，其特征在于，所述第二旋转驱动机构包括旋转驱动电机和旋转传动组件，所述旋转驱动电机通过第二安装架设置在竖向驱动机构上；所述旋转传动组件包括旋转主动齿轮和旋转从动齿轮，所述旋转主动齿轮设置在旋转驱动电机的输出轴上；所述旋转从动齿轮转动连接在所述第二安装架上且与所述旋转主动齿轮啮合。5.根据权利要求1所述的管道内部清理机器人，其特征在于，所述竖向驱动机构包括竖向驱动电机和竖向传动组件，所述竖向驱动电机设置在第二安装架上；所述竖向传动组件包括竖向主动齿轮和竖向齿条，所述竖向主动齿轮设置在竖向驱动电机的输出轴上；所述竖向齿条竖向设置在行走机构的机架上且与所述竖向主动齿轮啮合；所述第二安装架与行走机构的机架之间设有竖向导向结构，该竖向导向结构包括竖向导轨和竖向滑块，所述竖向滑块固定设置在第二安装架上，所述竖向导轨固定设置在行走机构的机架上。6.根据权利要求1所述的管道内部清理机器人，其特征在于，还包括行走支撑辅助机构，该行走支撑辅助机构包括支撑行走轮、支撑行走架和用于驱动支撑行走轮进行伸缩的伸缩驱动机构；所述支撑行走轮转动连接在支撑行走架上，所述支撑行走架与伸缩驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：游先仁，谭赞武，聂艳平，蒋晓燕，徐鹏，邓世璇，彭艳，
申请(专利权)人：湖南开放大学湖南网络工程职业学院，湖南省干部教育培训网络学院，
类型：发明
国别省市：