本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市排水管道作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在市政工程建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。由于長(zhǎng)期受生活、工業(yè)污物的排放及污水沖積，排水管道內(nèi)堆積較多垃圾及淤泥，堵塞管道，影響排水系統(tǒng)的正常使用，特別在雨季更易對(duì)城市造成內(nèi)澇，癱瘓交通，需要定期對(duì)排水管道進(jìn)行清理。常見(jiàn)的城市排水管道清污主要有水力疏通，人工鏟挖、推桿疏通等方法，但是這些傳統(tǒng)方法耗費(fèi)大量人力財(cái)力，清理工作效率低，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，管道內(nèi)安全隱患大等問(wèn)題。目前，市面上出現(xiàn)了一些用于清理管道內(nèi)部的裝置，現(xiàn)有的管道機(jī)器由于機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，清理管道壁時(shí)，要通過(guò)不斷調(diào)整機(jī)器的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)，使操作變得復(fù)雜，清理效率較低。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的管道、帶有較大彎度的管道、具有多個(gè)分支的管道及變徑的管道，現(xiàn)有的清理設(shè)備就難以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述管道內(nèi)壁的清理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提出一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人，該管道機(jī)器省時(shí)省力且節(jié)省勞動(dòng)成本，能夠承擔(dān)對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管道的清理，以及對(duì)變徑管及彎管內(nèi)部的清理，且使操作更加方便，清理效率較高。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人，包括第一本體、第二本體、行走機(jī)構(gòu)、清掃裝置及機(jī)械手，所述第一本體與第二本體呈一前一后布置，且通過(guò)雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器相連。所述行走機(jī)構(gòu)有兩組，第一本體與第二本體的外側(cè)分別設(shè)置有一組行走機(jī)構(gòu)。清掃裝置設(shè)置在第二本體的后側(cè)，包括清掃盤(pán)及伸縮桿，清掃盤(pán)與設(shè)置在第二本體內(nèi)的第一電機(jī)相連。所述伸縮桿有多根，呈環(huán)形均勻布置在清掃盤(pán)的邊緣，各伸縮桿一端與清掃盤(pán)固定相連，另一端均設(shè)置有清掃輪。第一本體的前側(cè)設(shè)置有托架，所述機(jī)械手安裝在托架上。

優(yōu)選地，所述第一本體和第二本體之間設(shè)置有多根彈簧，各彈簧的一端第一本體后側(cè)壁固定相連，另一端與第二本體的前側(cè)壁固定相連。在自然伸長(zhǎng)狀態(tài)下，所有彈簧呈環(huán)形均勻平行布置在雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器的外側(cè)。

優(yōu)選地，第一本體的前側(cè)設(shè)置有前安裝盤(pán)，前安裝盤(pán)通過(guò)連接體與第一本體固定相連。所述第二本體與清掃盤(pán)之間設(shè)置有后安裝盤(pán)，后安裝盤(pán)通過(guò)軸套與第二本體固定相連。所述第一電機(jī)的動(dòng)力輸出軸穿過(guò)軸套與清掃盤(pán)的中心固定相連，并驅(qū)動(dòng)清掃盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，每組行走機(jī)構(gòu)包括三個(gè)行走機(jī)構(gòu)，與第一本體相連的一組行走機(jī)構(gòu)呈環(huán)形均勻布置在其外側(cè)，與第二本體相連的一組行走機(jī)構(gòu)也呈環(huán)形均勻布置在其外側(cè)。

優(yōu)選地，所述行走機(jī)構(gòu)包括行走支架及行走輪，行走支架的一端與第一本體或第二本體的外壁鉸接。行走輪有兩個(gè)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸安裝在行走支架的另一端，驅(qū)動(dòng)軸由安裝在行走支架的第二電機(jī)通過(guò)齒輪組驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)還包括液壓桿，液壓桿的一端與行走支架鉸接。與第一本體相連的一組行走機(jī)構(gòu)的液壓桿的另一端與前安裝盤(pán)的邊緣鉸接，與第二本體相連的一組行走機(jī)構(gòu)的液壓桿的另一端與后安裝盤(pán)的邊緣鉸接。

優(yōu)選地，所述托架固定安裝在前安裝盤(pán)的中部，前安裝盤(pán)前側(cè)的上部安裝有攝像頭，所述攝像頭與設(shè)置第一本體內(nèi)的PLC控制器通信連接。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手包括動(dòng)力裝置及機(jī)械臂，動(dòng)力裝置包括第三電機(jī)，第三電機(jī)安裝在托架的后部，第三電機(jī)與其前側(cè)的螺桿相連。所述螺桿上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)螺母，驅(qū)動(dòng)螺母與托架的表面滑動(dòng)連接。所述機(jī)械臂有兩個(gè)，且對(duì)稱(chēng)布置在螺桿的兩側(cè)。

優(yōu)選地，每個(gè)機(jī)械臂的后部，均通過(guò)兩個(gè)平行的連桿與驅(qū)動(dòng)螺母的一側(cè)相連，機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)螺母及兩個(gè)連桿構(gòu)成平行四桿機(jī)構(gòu)。位于后部的連桿連接有搖桿，搖桿的一端與連桿中部鉸接，另一端與托架鉸接。

優(yōu)選地，兩個(gè)機(jī)械臂的前部均向內(nèi)側(cè)彎折，且均安裝有夾爪，所述夾爪的內(nèi)側(cè)設(shè)置有橡膠墊。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明可改善管道清理工人的工作環(huán)境、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約清理成本、消除管道清理的衛(wèi)生死角、提高管道使用壽命、提高管道的清理效率，以及避免化學(xué)清理導(dǎo)致的污染和純機(jī)械清理對(duì)管道造成的損傷等。在清理不同管道時(shí)，可以通過(guò)伸縮桿的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同直徑及彎度的管道內(nèi)部的清掃，適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的變徑管道，適應(yīng)性強(qiáng)且清理效率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本發(fā)明一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

結(jié)合圖1和圖2，一種新型可伸縮管道清理機(jī)器人，包括第一本體1、第二本體2、行走機(jī)構(gòu)3、清掃裝置4及機(jī)械手5，所述第一本體1與第二本體2為圓筒狀結(jié)構(gòu)，且兩者呈一前一后且正向相對(duì)的方式布置，第一本體1與第二本體2之間通過(guò)雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器6相連在一起，所述雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器6的前端與第一本體1的后部固定相連，其后端與第二本體2的前部固定相連，所述雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器6可使第一本體1與第二本體2實(shí)現(xiàn)較大角度范圍的轉(zhuǎn)向。所述第一本體1和第二本體2之間設(shè)置有六根彈簧7，在自然伸長(zhǎng)狀態(tài)下，所有彈簧7呈環(huán)形均勻布置在雙節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸器6的外側(cè)，且各彈簧7的軸線(xiàn)均相互平行，所有彈簧7的一端第一本體1后側(cè)壁固定相連，另一端與第二本體2的前側(cè)壁固定相連。本發(fā)明在使用狀態(tài)下，第一本體1相對(duì)于第二本體2向一側(cè)轉(zhuǎn)向，在上述所有彈簧7的作用本發(fā)明具有較好的柔性，輕松實(shí)現(xiàn)在彎曲的管道內(nèi)前進(jìn)。

所述行走機(jī)構(gòu)有兩組，第一本體1與第二本體2的外側(cè)分別設(shè)置有一組行走機(jī)構(gòu)。每組行走機(jī)構(gòu)包括三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3，與第一本體1相連的三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3呈環(huán)形均勻布置在其外側(cè)，與第二本體2相連的另三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3也呈環(huán)形均勻布置在其外側(cè)。所述第一本體1的前側(cè)設(shè)置有前安裝盤(pán)11，前安裝盤(pán)11通過(guò)連接體12與第一本體1的前端中部固定連接在一起。所述第二本體2的后側(cè)設(shè)置有后安裝盤(pán)21，后安裝盤(pán)21通過(guò)軸套22與第二本體2的后端中部固定連接在一起。所述前安裝盤(pán)11和后安裝盤(pán)21均為圓形盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，前安裝盤(pán)11的軸線(xiàn)與第一本體1的軸線(xiàn)重合，后安裝盤(pán)21的軸線(xiàn)與第二本體2的軸線(xiàn)重合。

所述行走機(jī)構(gòu)3包括行走支架31及行走輪32，行走支架31為平面的金屬框架結(jié)構(gòu)，其一端與第一本體1或第二本體2的外壁鉸接。行走輪32有兩個(gè)，兩個(gè)行走輪32安裝在驅(qū)動(dòng)軸33的兩端，所述驅(qū)動(dòng)軸33安裝在行走支架31的另一端。所述行走支架31上安裝有第二電機(jī)34，第二電機(jī)34的動(dòng)力輸出軸通過(guò)齒輪組35驅(qū)動(dòng)行走輪32轉(zhuǎn)動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)3還包括液壓桿36，液壓桿36的一端與行走支架31的中部鉸接。所有的第二電機(jī)34均與安裝在第一本體1內(nèi)的PLC控制器電連接，由PLC控制器控制第二電機(jī)34轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在管道內(nèi)的行走。

與第一本體1相連的三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的液壓桿36的另一端與前安裝盤(pán)11的邊緣鉸接，形成向前側(cè)張開(kāi)的喇叭口狀，該三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的液壓桿36同步伸長(zhǎng)或縮短，以保證三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的行走輪32均與管道的內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)行走。與第二本體2相連的另外三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的液壓桿36的另一端與后安裝盤(pán)21的邊緣鉸接，形成向后側(cè)張開(kāi)的喇叭口狀，該另外三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的液壓桿36也同步伸長(zhǎng)或縮短，以保證該另外三個(gè)行走機(jī)構(gòu)3的行走輪32均與管道的內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)行走。所有的液壓桿36均與安裝在第一本體1內(nèi)的PLC控制器通信連接，由PLC控制器控制各液壓桿36的伸長(zhǎng)或縮短，以滿(mǎn)足本發(fā)明能在不通直徑的管道或者變徑管內(nèi)行走自如。

清掃裝置4位于在第二本體2的后側(cè)，包括清掃盤(pán)41及伸縮桿42，清掃盤(pán)41為圓形盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，第二本體2的內(nèi)部安裝有第一電機(jī)，所述第一電機(jī)的動(dòng)力輸出軸穿過(guò)軸套22與清掃盤(pán)41的中心固定相連，并驅(qū)動(dòng)清掃盤(pán)41轉(zhuǎn)動(dòng)。所述伸縮桿42有八根，所有伸縮桿42與清掃盤(pán)41位于同一平面內(nèi)，呈環(huán)形均勻布置在清掃盤(pán)41的邊緣。各伸縮桿42的一端與清掃盤(pán)41固定連接在一起，另一端均設(shè)置有清掃輪43，所述清掃輪43的外壁上具有粘絨，各伸縮桿42的軸線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)均與清掃盤(pán)41的軸線(xiàn)相交。第一本體1的前側(cè)設(shè)置有托架8，所述機(jī)械手5設(shè)置在托架8上。第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)清掃輪43轉(zhuǎn)動(dòng)，清掃輪43轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)壁的清理，各伸縮桿42根據(jù)管道內(nèi)徑的大小伸長(zhǎng)或縮短，以滿(mǎn)足對(duì)不同直徑的管道的使用要求。所述托架8固定安裝在前安裝盤(pán)11的中部，前安裝盤(pán)11前側(cè)的上部安裝有攝像頭13，所述攝像頭13與設(shè)置第一本體1內(nèi)的PLC控制器通信連接，本發(fā)明在工作狀態(tài)下可管道內(nèi)的狀況進(jìn)行影像采集，并傳送至PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

所述機(jī)械手5包括動(dòng)力裝置及機(jī)械臂51，動(dòng)力裝置包括第三電機(jī)52，第三電機(jī)52安裝在托架8的后部，第三電機(jī)52的動(dòng)力輸出端與其前側(cè)的螺桿53固定相連成一體，并驅(qū)動(dòng)螺桿53轉(zhuǎn)動(dòng)，第三電機(jī)52與所述PLC控制器電連接。所述螺桿53上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)螺母54，驅(qū)動(dòng)螺母54的底部具有滑塊，所述滑塊與托架8的表面的滑槽滑動(dòng)連接，螺母54的左右兩端設(shè)置有安裝耳。所述機(jī)械臂51有兩個(gè)，且對(duì)稱(chēng)布置在螺桿53的兩側(cè)。兩個(gè)機(jī)械臂51的后部，均通過(guò)兩個(gè)平行的連桿55與驅(qū)動(dòng)螺母54兩側(cè)的安裝耳鉸接，機(jī)械臂51、驅(qū)動(dòng)螺母54及兩個(gè)連桿構(gòu)55構(gòu)成平行四桿機(jī)構(gòu)。位于后部的連桿55的中部連接有搖桿56，所述搖桿56的一端與連桿55鉸接，另一端與托架8鉸接。

兩個(gè)機(jī)械臂51的前部，均向內(nèi)側(cè)彎折且相互靠近。兩個(gè)機(jī)械臂51的前部均安裝有夾爪57，夾爪57的內(nèi)側(cè)設(shè)置有橡膠墊58。第三電機(jī)52帶動(dòng)螺桿53轉(zhuǎn)動(dòng)，將使驅(qū)動(dòng)螺母54前后滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)機(jī)械臂51相互靠近或遠(yuǎn)離。本發(fā)明在管道內(nèi)行走且遇到前方有固體障礙物時(shí)，攝像頭13可觀(guān)察到障礙物，并將信息傳送至PLC控制器，PLC控制器對(duì)第三電機(jī)52發(fā)出指令，所述機(jī)械手5可將固體障礙物搬離，以保證清理工作的正常進(jìn)行。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。