本發(fā)明涉及智能機械領域，具體的說是一種管道清潔機器人。

背景技術(shù)：

管道機器人在我國還處于初級發(fā)展階段，國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品多是上個世紀進口設備的改進，也有些公司直接進口國外管道清理機器人，這些管道清理機器人一般只能使用一種刷子從頭刷到尾，并且在管道直徑改變時很難適應而導致清理效果變差。

中國專利申請?zhí)枺?01610047373.3，申請日2016.01.25，發(fā)明名稱：一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，該發(fā)明使用伸縮桿來調(diào)控刷子的工作距離，以達到適應管徑的變化；該發(fā)明存在以下問題：一方面，刷毛種類過于單一，難以適應各種污垢種類，倘若該發(fā)明使用不同的刷毛，由于每個刷子只能刷到一定范圍，因此會導致管道清理的不均勻；另一方面，該發(fā)明中刷子的運動為往復式運動，為抵償慣性影響，會消耗大量電力，而且往復式運動會使刷子在運動到左右兩個極限點時速度變?yōu)榱?，影響清理效果?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種管道清潔機器人，在管道中工作時，根據(jù)管道內(nèi)污垢種類，可實時自動切換所用的刷子，而且清理直徑也可實時改變，并可同時使用兩種刷子對管道內(nèi)壁一前一后配合進行清理，而且刷子的運動為圓周運動，刷子可以一直保持高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使整個清理過程中效率顯著提高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種管道清潔機器人，包括調(diào)節(jié)軸、動力軸、交替軸、固定架、刷頭、第一承載車、第二承載車、連桿和保護殼；所述的調(diào)節(jié)軸呈圓筒形，調(diào)節(jié)軸外壁上設置有輪齒，該調(diào)節(jié)軸內(nèi)壁上設置有螺紋，且調(diào)節(jié)軸前半部螺紋和后半部螺紋旋向相反，調(diào)節(jié)軸用來調(diào)節(jié)動力軸和交替軸之間的距離。

所述的動力軸設置在調(diào)節(jié)軸后方，動力軸后端設置有圓柱形的定位軸，該動力軸上下兩側(cè)均設置有長條形的導向條，該動力軸左右兩側(cè)均設置有第一鉸接座，且動力軸前端設置有第一螺柱，該第一螺柱插入調(diào)節(jié)軸后半部內(nèi)并與其配合。動力軸為固定架和保護殼的轉(zhuǎn)動提供支點。

所述的交替軸設置在調(diào)節(jié)軸前方，交替軸前端設置有圓柱形的控制桿，該交替軸上下兩側(cè)均設置有長條形的導向帶，該交替軸左右兩側(cè)均設置有第二鉸接座，且交替軸后端設置有第二螺柱，該第二螺柱插入調(diào)節(jié)軸前半部內(nèi)并與其配合；所述的控制桿上設置有環(huán)形的輪齒。交替軸用于控制相對立刷頭的收縮和擴張，達到交替刷頭的目的。

所述的固定架位于調(diào)節(jié)軸上方，固定架左右兩側(cè)設置有滑套，且固定架中部固定設置有驅(qū)動電機；所述的驅(qū)動電機輸出軸上設置有齒輪，該齒輪的齒寬比調(diào)節(jié)軸外壁上的輪齒長度更短且二者的齒相互嚙合。

所述的保護殼包括后殼段和前殼段，且后殼段和前殼段均呈圓筒形；所述的后殼段套在動力軸外，后殼段前端固定設置在固定架上，后殼段的兩側(cè)設置有第一軌道孔，且第一鉸接座位于該第一軌道孔內(nèi)，后殼段后端外部套有帶輪；所述的前殼段套在交替軸外，前殼段后端固定設置在固定架上，前殼段兩側(cè)設置有第二軌道孔，且第二鉸接座位于該第二軌道孔內(nèi)。保護殼轉(zhuǎn)動則會帶動其內(nèi)部包圍的動力軸和交替軸轉(zhuǎn)動，從而使刷頭轉(zhuǎn)動。

所述的刷頭設置在調(diào)節(jié)軸兩側(cè)，且每側(cè)包含有刷頭兩個，刷頭包括刷體、刷套和刷毛；所述的刷體側(cè)面設置有一排插孔；所述的刷毛設置在刷體首部；所述的刷套套在刷體首部，刷套側(cè)面設置有滑桿，該滑桿設置在滑套內(nèi)并與其滑動配合連接，刷套側(cè)面還設置有通孔，該通孔與插孔對齊，且該通孔內(nèi)設置有圓柱銷；通過調(diào)節(jié)圓柱銷使插孔與刷套上不同的通孔連接，達到控制刷套位置的目的，而調(diào)節(jié)刷套的位置，可調(diào)節(jié)刷毛露出的長度，從而控制刷毛與管壁接觸時彈力的大小，控制清理效果。

所述的連桿設置在調(diào)節(jié)軸兩側(cè)，調(diào)節(jié)軸每側(cè)的連桿共兩個，每側(cè)的其中一個連桿兩端分別與一個刷體的后端和第一鉸接座鉸接，該側(cè)的另一個連桿兩端分別與另一個刷體的后端和第二鉸接座鉸接。

所述的第一承載車設置在保護殼后方，第一承載車包括第一車體、主控制裝置和第一電動機；所述的第一車體底部設置有滾輪，第一車體前部固定設置有軸承，該軸承套在后殼段的后端，第一車體前部還設置有連接孔，該連接孔套在定位軸上并與其旋轉(zhuǎn)連接；所述的第一電動機通過皮帶與后殼段后端的帶輪聯(lián)接，通過控制該電動機的運轉(zhuǎn)可控制刷頭旋轉(zhuǎn)；所述的主控制裝置設置在第一車體上，主控制裝置內(nèi)部設置有控制器、無線信號收發(fā)器和蓄電池，控制器通過導線分別與驅(qū)動電機和第一電動機聯(lián)接。

所述的第二承載車設置在保護殼前方，第二承載車包括第二車體、副控制裝置和第二電動機；所述的第二車體底部設置有滾輪，第二車體后部固定有軸承，該軸承套在前殼段的前端；所述的第二電動機固定在第二車體上，該第二電動機的輸出軸上連接有蝸桿，該蝸桿與控制桿上環(huán)形的輪齒配合連接；所述的副控制裝置設置在第二車體上，副控制裝置內(nèi)設置有副控制器、無線信號收發(fā)器和蓄電池，副控制器通過無線信號收發(fā)器發(fā)出的無線信號與主控制裝置聯(lián)接，副控制器通過導線與第二電動機聯(lián)接。

優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)軸同一側(cè)的兩個刷頭上的刷毛性質(zhì)不同。

優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)軸同一側(cè)的兩個刷頭中，位于前側(cè)的刷頭相比于位于后側(cè)的刷頭而言前側(cè)刷頭上的刷毛直徑更大，可用于清理不同類型的污垢。

優(yōu)選的，所述第一電動機與后殼段后端帶輪之間的皮帶內(nèi)側(cè)設置有防滑紋。

優(yōu)選的，所述的第二承載車四周設置有超聲波距離傳感器，且該超聲波距離傳感器與副控制裝置聯(lián)接，用于探測管道的直徑變化，并將結(jié)果反饋給副控制裝置。

優(yōu)選的，所述的固定架和保護殼的材質(zhì)為鋁合金，可減少轉(zhuǎn)動過程中的慣性影響，使裝置更靈活。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機輸出軸上齒輪與調(diào)節(jié)軸外壁上的輪齒上均涂有滑石粉，一方面為了潤滑，另一方面由于管道內(nèi)臟物太多，滑石粉相對于潤滑油不易吸附臟物，避免損壞機械結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種管道清潔機器人，在管道中工作時，根據(jù)管道內(nèi)污垢種類，可實時自動切換所用的刷子；而且清理直徑也可實時改變，來適應不同直徑的管道；并可同時使用兩種刷子對管道內(nèi)壁一前一后配合進行清理，位于前方的刷子刷毛直徑較粗，可以將大部分污垢刷下，而位于后方的刷子刷毛直徑較細，可以完成收尾清理；而且刷子的運動為圓周運動，刷子可以一直保持高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，符合力學設計，使整個清理過程中效率顯著提高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明去除承載車后的立體圖；

圖3是本發(fā)明去除承載車、保護殼和固定架后的立體圖；

圖4是本發(fā)明去除承載車和保護殼后的俯視圖；

圖5是刷頭的立體示意圖；

圖6是調(diào)節(jié)軸、動力軸和交替軸連接示意圖；

圖中：調(diào)節(jié)軸(1)、動力軸(2)、交替軸(3)、固定架(4)、刷頭(5)、第一承載車(6)、第二承載車(7)、連桿(8)、保護殼(9)、輪齒(11)、定位軸(21)、導向條(22)、第一鉸接座(23)、第一螺柱(24)、控制桿(31)、導向帶(32)、第二鉸接座(33)、第二螺柱(34)、滑套(41)、驅(qū)動電機(42)、刷體(51)、刷套(52)、刷毛(53)、第一車體(61)、主控制裝置(62)、第一電動機(63)、第二車體(71)、副控制裝置(72)、第二電動機(73)、后殼段(91)、前殼段(92)、插孔(511)、滑桿(521)、圓柱銷(522)、第一軌道孔(911)、第二軌道孔(921)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

如圖1、圖2、圖6，本實施例的一種管道清潔機器人，包括調(diào)節(jié)軸1、動力軸2、交替軸3、固定架4、刷頭5、第一承載車6、第二承載車7、連桿8和保護殼9；所述的調(diào)節(jié)軸1呈圓筒形，調(diào)節(jié)軸1外壁上設置有輪齒11，該調(diào)節(jié)軸1內(nèi)壁上設置有螺紋，且調(diào)節(jié)軸1前半部螺紋和后半部螺紋旋向相反，調(diào)節(jié)軸1用來調(diào)節(jié)動力軸2和交替軸3之間的距離。

如圖3、圖4、圖6，所述的動力軸2設置在調(diào)節(jié)軸1后方，動力軸2后端設置有圓柱形的定位軸21，該動力軸2上下兩側(cè)均設置有長條形的導向條22，該動力軸2左右兩側(cè)均設置有第一鉸接座23，且動力軸2前端設置有第一螺柱24，該第一螺柱24插入調(diào)節(jié)軸1后半部內(nèi)并與其配合。動力軸1為固定架4和保護殼9的轉(zhuǎn)動提供支點。

如圖4、圖6，所述的交替軸3設置在調(diào)節(jié)軸1前方，交替軸3前端設置有圓柱形的控制桿31，該交替軸3上下兩側(cè)均設置有長條形的導向帶32，該交替軸3左右兩側(cè)均設置有第二鉸接座33，且交替軸3后端設置有第二螺柱34，該第二螺柱34插入調(diào)節(jié)軸1前半部內(nèi)并與其配合；所述的控制桿31上設置有環(huán)形的輪齒。交替軸3用于控制相對立刷頭5的收縮和擴張，達到交替刷頭5的目的。

如圖1、圖4，所述的固定架4位于調(diào)節(jié)軸1上方，固定架4左右兩側(cè)設置有滑套41，且固定架4中部固定設置有驅(qū)動電機42；所述的驅(qū)動電機42輸出軸上設置有齒輪，該齒輪的齒寬比調(diào)節(jié)軸1外壁上的輪齒11長度更短且二者的齒相互嚙合；固定架4和保護殼9的材質(zhì)為鋁合金，可減少轉(zhuǎn)動過程中的慣性影響，使裝置更靈活。

如圖1、圖2，所述的保護殼9包括后殼段91和前殼段92，且后殼段91和前殼段92均呈圓筒形；所述的后殼段91套在動力軸2外，后殼段91前端固定設置在固定架4上，后殼段91的兩側(cè)設置有第一軌道孔911，且第一鉸接座23位于該第一軌道孔911內(nèi)，后殼段91后端外部套有帶輪；所述的前殼段92套在交替軸3外，前殼段92后端固定設置在固定架4上，前殼段92兩側(cè)設置有第二軌道孔921，且第二鉸接座33位于該第二軌道孔921內(nèi)。保護殼9轉(zhuǎn)動則會帶動其內(nèi)部包圍的動力軸2和交替軸3轉(zhuǎn)動，從而使刷頭5轉(zhuǎn)動。

如圖1、圖5，所述的刷頭5設置在調(diào)節(jié)軸1兩側(cè)，且每側(cè)包含有刷頭5兩個，刷頭5包括刷體51、刷套52和刷毛53；所述的刷體51側(cè)面設置有一排插孔511；所述的刷毛53設置在刷體51首部；所述的刷套52套在刷體51首部，刷套52側(cè)面設置有滑桿521，該滑桿521設置在滑套41內(nèi)并與其滑動配合連接，刷套52側(cè)面還設置有通孔，該通孔與插孔511對齊，且該通孔內(nèi)設置有圓柱銷522；通過調(diào)節(jié)圓柱銷522使插孔511與刷套52上不同的通孔連接，達到控制刷套52位置的目的，而調(diào)節(jié)刷套52的位置，可調(diào)節(jié)刷毛露出的長度，從而控制刷毛與管壁接觸時彈力的大小，控制清理效果；所述調(diào)節(jié)軸1同一側(cè)的兩個刷頭5中，位于前側(cè)的刷頭5相比于位于后側(cè)的刷頭5而言前側(cè)刷頭5上的刷毛53直徑更大，可用于清理不同類型的污垢。

如圖1、圖4，所述的連桿8設置在調(diào)節(jié)軸1兩側(cè)，調(diào)節(jié)軸1每側(cè)的連桿8共兩個，每側(cè)的其中一個連桿8兩端分別與一個刷體51的后端和第一鉸接座23鉸接，該側(cè)的另一個連桿8兩端分別與另一個刷體51的后端和第二鉸接座33鉸接。

如圖1，所述的第一承載車6設置在保護殼9后方，第一承載車6包括第一車體61、主控制裝置62和第一電動機63；所述的第一車體61底部設置有滾輪，第一車體61前部固定設置有軸承，該軸承套在后殼段91的后端，第一車體61前部還設置有連接孔，該連接孔套在定位軸21上并與其旋轉(zhuǎn)連接；所述的第一電動機63通過皮帶與后殼段91后端的帶輪聯(lián)接，通過控制該電動機的運轉(zhuǎn)可控制刷頭5旋轉(zhuǎn)，第一電動機63與后殼段91后端帶輪之間的皮帶內(nèi)側(cè)設置有防滑紋；所述的主控制裝置62設置在第一車體61上，主控制裝置62內(nèi)部設置有控制器、無線信號收發(fā)器和蓄電池，控制器通過導線分別與驅(qū)動電機42和第一電動機63聯(lián)接。

如圖1，所述的第二承載車7設置在保護殼9前方，第二承載車7包括第二車體71、副控制裝置72和第二電動機73；所述的第二車體71底部設置有滾輪，第二車體71后部固定有軸承，該軸承套在前殼段92的前端；所述的第二電動機73固定在第二車體71上，該第二電動機73的輸出軸上連接有蝸桿，該蝸桿與控制桿31上環(huán)形的輪齒配合連接；所述的副控制裝置72設置在第二車體71上，副控制裝置72內(nèi)設置有副控制器、無線信號收發(fā)器和蓄電池，副控制器通過無線信號收發(fā)器發(fā)出的無線信號與主控制裝置62聯(lián)接，副控制器通過導線與第二電動機73聯(lián)接。所述的第二承載車7四周設置有超聲波距離傳感器，且該超聲波距離傳感器與副控制裝置72聯(lián)接，用于探測管道的直徑變化，并將結(jié)果反饋給副控制裝置72。

如圖1圖4，所述驅(qū)動電機42輸出軸上齒輪與調(diào)節(jié)軸1外壁上的輪齒11上均涂有滑石粉，一方面為了潤滑，另一方面由于管道內(nèi)臟物太多，滑石粉相對于潤滑油不易吸附臟物，避免損壞機械結(jié)構(gòu)。

本實施例的一種管道清潔機器人在使用時，第二電動機73正向運轉(zhuǎn)，第二電動機73輸出軸上連接的蝸桿隨之轉(zhuǎn)動，而與該蝸桿配合連接的控制桿31隨之向后移動，從而導致交替軸3、調(diào)節(jié)軸1、動力軸2向后移動，由于交替軸3和動力軸2都通過連桿8與刷頭5連接，并且刷頭5通過滑桿521與滑套41滑動連接，因此與交替軸3連接的刷頭5向兩邊擴張，而與動力軸2連接的刷頭5向中間收縮，當與交替軸3連接的刷頭5中刷毛53接觸到管壁時第二電動機73停止運轉(zhuǎn)；在主控制作者62的控制下第一電動機63運轉(zhuǎn)，通過皮帶帶動保護殼9旋轉(zhuǎn)，與保護殼9連接的固定架4隨之旋轉(zhuǎn)，刷頭5也隨之旋轉(zhuǎn)，從而達到使用與交替軸3連接的刷頭5的目的。在轉(zhuǎn)動過程中，控制桿31上的輪齒由于是閉合的環(huán)形，因此不會發(fā)生前后位移，從而使得刷頭5的相對位置穩(wěn)定不變。

同理，第二電動機73反向運轉(zhuǎn)，最終導致與交替軸3連接的刷頭5向中間收縮，而與動力軸2連接的刷頭5向兩邊擴張，最終達到使用與動力軸2連接的刷頭5的目的。

另一方面，控制第二電動機73運轉(zhuǎn)使得單側(cè)的兩個刷頭5位于相同圓周上，同時驅(qū)動電機42運轉(zhuǎn)帶動輪齒11轉(zhuǎn)動，由于輪齒11兩端分別與第一螺柱24和第二螺柱34通過螺紋配合連接，而第一螺柱24和第二螺柱34上的螺紋時反向的，使得動力軸2和交替軸3同時向調(diào)節(jié)軸1靠近，從而導致所有的刷頭5一齊向外擴張，最終擴張到與管壁接觸，此時第一電動機63再運行，所有的刷頭5都同時對管壁進行清理，并且是采用不同材質(zhì)的刷毛清理兩遍。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施方式和說明書中的描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。