一种管道内壁清理机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种管道内壁清理机器人，包括履带车车体、可伸缩清理机构、道路探测及识别模块、电源及数据管线，所述可伸缩清理机构设置在所述履带车车体的前端，所述道路探测及识别模块设置在所述履带车车体的顶部，所述电源及数据管线一端位于所述履带车车体尾部，所述电源及数据管线另一端与管道外的控制设备和电源连接，所述可伸缩清理机构用于清理管道内壁，所述道路探测及识别模块用于道路探测、识别及图像回传，所述电源及数据管线用于数据接收，机器人供电及控制。本发明专利技术可在复杂管道内进行作业，可前进后退和拐弯，同时可以定点清理，清理效率高。清理效率高。清理效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种管道内壁清理机器人


[0001]本专利技术涉及一种管道清理装置，特别是涉及一种管道内壁清理机器人。

技术介绍

[0002]供水、原油及煤气等管道地下管道在长期运营过程中会出现杂质堆积、结垢等问题，造成管道有效壁厚减薄、穿孔泄漏、污染管内水体、过流断面减小等问题，严重影响了管道的正常使用。
[0003]所以管道内壁的清理就是要面临的主要问题，目前对管道的清理主要采取钢丝绳牵拉清管器在管道内往复牵拉，利用清管器上的钢丝或金属块刮擦管道内壁，将管道上附着的大部分铁锈、结垢等清理下来，但是面对交汇的管道，例如存在三通、四通等管道，普通清管器无法做到拐弯，面对复杂的管道内部条件无能为力，同时不能看到管道内的局部堆积物，不能定点清理，清理效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决目前清管器无法面对复杂的管道内部环境，无法拐弯，无法定点清理的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种管道内壁清理机器人，包括履带车车体、可伸缩清理机构、道路探测及识别模块、电源及数据管线，所述可伸缩清理机构设置在所述履带车车体的前端，所述道路探测及识别模块设置在所述履带车车体的顶部，所述电源及数据管线一端位于所述履带车车体尾部，所述电源及数据管线另一端与管道外的控制设备和电源连接，所述电源及数据管线用于供电及数据传输，所述可伸缩清理机构用于清理管道内壁，所述道路探测及识别模块用于道路探测、识别及图像回传，外部控制设备接收到图像信号后下达指令，通过所述电源及数据管线传递至机器人控制部分，控制所述履带车车体行进或转向，控制所述可伸缩清理机构工作。
[0006]通过上述技术方案，通过设置在履带车车体上道路探测及识别模块对管道内的路况探测及杂质识别，通过电源及数据管线将图像回传到管道外的控制设备上，使操作人员能清楚的了解到管道内的情况，通过外部控制设备下达指令，再通过电源及数据管线回传到履带车车体内的行走机构来控制履带车的移动，车体前端设置的可伸缩清理机构也通过外部的控制设备下达指令，在道路探测及识别模块识别到杂质后，操作人员下达工作指令，可伸缩清理机构打开进行清理工作，电源及数据管线为机器人的所有动作提供电源，随着机器人的深入，电源及数据管线不断放长，当机器人退回时，电源及数据管线不断回收。
[0007]进一步地，所述可伸缩清理机构包括主轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、固定套环、第一套环，第二套环和电动液压缸，所述固定套环固定在所述主轴远离履带车车体的一端，两根所述第一连杆和第二连杆对称布置在主轴两侧，所述两根第二连杆的一端与所述固定套环的外壁铰接，所述两根第二连杆的另一端与所述第一连杆的中部铰
接，所述第二连杆的长度小于所述第一连杆的长度，两根所述第一连杆一端与所述第一套环的外壁铰接，所述第一套环套设在所述主轴上，所述第一套环位于所述固定套环的下端。所述第一套环和固定套环之间设有弹簧，所述弹簧两端分别与所述第一套环和固定套环固定连接所述第二套环套设在所述主轴上，所述第二套环位于所述第一套环的下端，所述第二套环位于所述履带车车体外部，所述第三连杆的另一端与所述第四连杆的一端铰接，所述第四连杆的长度小于所述第三连杆的长度，所述第四连杆未与第三连杆铰接的一端与所述履带车车体外壁铰接，所述第四连杆与第三连杆铰接的一端与所述电动液压缸固定连接，所述电动液压缸的缸体位于所述履带车车体的内部。
[0008]通过上述技术方案，可伸缩清理机构通过电动液压缸沿主轴方向顶起第四连杆，通过第四连杆带动第三连杆运动，由于第三连杆的另一端与第二套环固定连接，进而带动了第二套环沿着主轴向第一套环的位置移动。带动当第二套环与第一套环接触后，电动液压缸继续工作，第二套环将推着第一套环沿主轴向固定套环的位置移动。由于第一套环外壁铰接有第一连杆，当第一套环移动时带动第一连杆也沿主轴向固定套环的位置移动，由于第一套环和固定套环之间设有弹簧，当第一套环移动时向固定套环方向压缩弹簧，由于第一套环的中部铰接有第二连杆，第二套环另一端与主轴顶端的固定套环铰接，所以当第一连杆向固定套环方向移动时，在第二连杆的作用下第一连杆向两侧撑开，实现了第一连杆有收缩到张开的效果。当第一套环压缩弹簧到不能继续压缩后电动液压缸停止工作，第一连杆张开到最大尺寸；当电动液压缸退回时，在弹簧的作用下，第一套环将沿远离固定套环的方向移动，从而带动第一连杆缩回。
[0009]进一步地，所述第一连杆未与第二连杆铰接的一端设有钢丝刷，所述钢丝刷为柱状结构，所述钢丝刷的顶端为半球形。
[0010]通过上述技术方案，第一连杆的末端设有钢丝刷，所述钢丝刷为圆柱状，顶端为半球形适应管内形状，更好的清理管内杂质，同时，钢丝刷的直径大于第一连杆的直径，增加了钢丝刷与管壁的接触面积，提高清理效率。同时第一连杆伸开后的尺寸与管道内壁的尺寸相适配，使得钢丝刷顶端可以完全接触到管道内壁。
[0011]进一步地，所述主轴通过所述履带车车体内的机架和设置的轴承支撑，所述主轴位于所述履带车车体内的一端设有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮套设在步进电机的电机轴上，所述步进电机设置在履带车车体内部并位于所述主轴的右侧，所述步进电机与所述电源及数据管线连接。
[0012]通过上述技术方案，主轴远离固定套环的一端通过履带车车体的机架和设置的轴承支撑，主轴一端设置有第一齿轮，通过步进电机带动第二齿轮和第一齿轮啮合实现主轴的旋转，进而控制第一连杆和钢丝刷的旋转，同时通过步进电机来控制转速，更快更好的清理管壁，步进电机与电源及数据管线连接，通过外部的电源来持续供电。
[0013]进一步地，所述第二套环的靠近第一套环的一面设置有圆形沟槽和滚珠，多个所述滚珠在所述圆形沟槽内自由滚动，所述圆形沟槽的深度和宽度大于所述滚珠的半径并小于所述滚珠的直径，所述滚珠的外表面和圆形沟槽内涂设有润滑油。
[0014]通过上述技术方案，由于第二套环在推动第一套环移动时一直与第一套环接触，当主轴转动时，第二套环与第一套环之间将产生滑动摩擦，为减少滑动摩擦，第二套环与第
一套环接触的的一面设置滚珠和圆形沟槽，滚珠在圆形沟槽内可以滚动，由于圆形沟槽的尺寸可将滚柱卡在槽内而不脱落，滚珠有一部分露出圆形沟槽直接与第一套环的表面接触，同时滚珠表面和沟槽内涂有润滑油，将滑动摩擦变为滚动摩擦，大大减少了摩擦和损耗。
[0015]进一步地，所述道路探测及识别模块包括照明灯、摄像头和激光测距仪，所述道路探测及识别模块连接到电源及数据管线，所述道路探测及识别模块可以360
°
旋转。
[0016]通过上述技术方案，通过照明灯对管道内进行照明，通过摄像头和激光测距仪可将管内情况回传，方便作业人员判断管内情况做出指令，同时道路探测及识别模块可以360
°
旋转，方便观察管内情况，同时方便小车倒车退出管道。
[0017]进一步地，所述履带车车体包括车体和位于车体两侧的履带轮，所述车体为方形结构，所述车体内设有履带轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道内壁清理机器人，其特征在于：包括履带车车体（2）、可伸缩清理机构（1）、道路探测及识别模块（3）、电源及数据管线（4），所述可伸缩清理机构（1）设置在所述履带车车体（2）的前端，所述道路探测及识别模块（3）设置在所述履带车车体（2）的顶部，所述电源及数据管线（4）一端位于所述履带车车体（2）尾部，所述电源及数据管线（4）另一端与管道外的控制设备和电源连接，所述电源及数据管线（4）用于机器人供电及数据传输，所述可伸缩清理机构（1）用于清理管道内壁，所述道路探测及识别模块（3）用于道路探测、识别及图像回传，外部控制设备接收到图像信号后下达指令、通过所述电源及数据管线传递至机器人控制部分、控制所述履带车车体（2）行进或转向、控制所述可伸缩清理机构（1）工作。2.根据权利要求1所述的管道内壁清理机器人，其特征在于：所述可伸缩清理机构（1）包括主轴（105）、第一连杆（101）、第二连杆（102）、第三连杆（103）、第四连杆（104）、固定套环（106）、第一套环（107），第二套环（108）和电动液压缸（109），所述固定套环（106）固定在所述主轴（105）远离履带车车体（2）的一端，两根所述第一连杆（101）和第二连杆（102）对称布置在主轴（105）两侧，所述两根第二连杆（102）的一端与所述固定套环（106）的外壁铰接，所述两根第二连杆（102）的另一端与所述第一连杆（101）的中部铰接，所述第二连杆（102）的长度小于所述第一连杆（101）的长度，两根所述第一连杆（101）一端与所述第一套环（107）的外壁铰接，所述第一套环（107）套设在所述主轴（105）上，所述第一套环（107）位于所述固定套环（106）的下端，所述第一套环（107）和固定套环（106）之间设有弹簧（110），所述弹簧（110）两端分别与所述第一套环（107）和固定套环（106）固定连接。3.根据权利要求2所述的管道内壁清理机器人，其特征在于：所述第二套环（108）套设在所述主轴（105）上，所述第二套环（108）位于所述第一套环（107）的下端，所述第二套环（108）位于所述履带车车体（2）外部，所述第三连杆（103）的一端与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周艳莉，董联杰，赵忠富，苏锋，王胤，王雪原，
申请(专利权)人：中国市政工程西南设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：