[实用新型]一种高自由度的弯曲管道内壁清理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高自由度的弯曲管道内壁清理装置。

背景技术

现有的管道内壁清理机器人通常用于直管道的清理，对于设置有弯曲结构的管道，由于不能进行转向，使得适用范围受限，同时，能够进行清理的范围有限，在管道内存在异物时，不方便控制，容易出现碰撞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高自由度的弯曲管道内壁清理装置及清理方法，能够改善现有技术存在的问题，通过采用相互球铰连接的驱动模块和从动模块，使整体结构能用于弯曲管道的内壁清理，同时采用设置激光传感器，可以实现对管道内侧的直径进行测量，方便设备的使用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高自由度的弯曲管道内壁清理装置，包括驱动模块、从动模块，所述的驱动模块包括驱动模块壳体及设置在所述的驱动模块壳体内侧的驱动电机，在所述的驱动电机输出端设置有与其相配合的减速机箱，在所述的减速机箱两侧分别设置有驱动轴，在所述的驱动轴上分别设置有蜗杆，在所述的驱动模块壳体上设置有与所述的蜗杆相啮合的传动齿轮，在所述的驱动模块壳体两侧外部分别设置有从动齿轮，所述的传动齿轮与所述的从动齿轮相啮合，所述的从动模块包括中间模块和末端模块，所述的中间模块前端与所述的驱动模块壳体相互球铰连接，所述的中间模块与所述的末端模块相互球铰连接，所述的中间模块外壁上设置有间隔排布的刮板，在所述的末端模块外壁上设置有清洗刷，在所述的驱动模块壳体内设置有控制器，所述的控制器通过线路与所述的驱动电机相连接，所述的刮板和所述的清洗刷的外径等于所述的2个从动齿轮最大外侧边缘距离，在所述的驱动模块壳体远离所述的中间模块一侧端面上设置有2个对称排布的激光传感器，2个所述的激光传感器分别通过线路与所述的控制器相连接，在所述的驱动模块壳体内设置有紧急制动模块，所述的紧急制动模块包括设置在所述的驱动模块壳体内的驱动液压装置和设置在所述的驱动模块壳体外侧的制动装置，所述的驱动液压装置通过线路与所述的控制器相连接，在所述的驱动模块壳体上设置有通孔，所述的制动装置一端铰接在所述的通孔的侧壁上，其另一端与所述的驱动液压装置的伸缩杆相互铰接，所述的驱动液压装置处于收缩状态时所述的制动装置外侧边缘到所述的驱动模块壳体外壁的距离小于所述的从动齿轮外侧边缘到所述的驱动模块壳体外壁的距离，所述的驱动液压装置处于伸长状态时所述的制动装置外侧边缘到所述的驱动模块壳体外壁的距离大于所述的从动齿轮外侧边缘到所述的驱动模块壳体外壁的距离。

进一步的，为更好地实现本发明，所述的中间模块外壁上设置有间隔排布的通孔，在所述的刮板一侧设置有连杆，所述的连杆贯穿所述的中间模块上的通孔，所述的连杆外部套装有压缩弹簧，所述的压缩弹簧一端固定连接在所述的刮板面向所述的中间模块一侧的侧壁上，所述的压缩弹簧另一端固定连接在所述的中间模块的外壁上。

进一步的，为更好地实现本发明，所述的刮板远离所述的中间模块一侧外壁上设置有间隔设置的凹槽结构，所述凹槽结构的长度方向平行样所述的中间模块的轴线方向。

进一步的，为更好地实现本发明，在所述的末端模块侧壁上设置有间隔排布的通孔，在所述的清洗刷面向所述的末端模块一侧设置有清洗刷固定杆，所述的清洗刷固定杆贯穿所述的末端模块上的通孔，所述的清洗刷固定杆外部套装有压缩弹簧，所述的压缩弹簧一端固定连接在所述的清洗刷面向所述的末端模块一侧侧壁上，所述的压缩弹簧另一端固定连接在所述的末端模块的外壁上。

进一步的，为更好地实现本发明，还公开了一种高自由度的弯曲管道内壁清理方法，包括以下步骤：

S1：将驱动模块、从动模块放入管道口，控制器向激光传感器发送驱动信号，激光传感器发送激光信号检测管道内径，并将监测数据发送到控制器，控制器判别2个从动齿轮的最大外侧边缘距离等于管道内径时，启动驱动电机；

S2：驱动电机通过减速机箱带动蜗杆转动，蜗杆带动传动齿轮转动，传动齿轮带动与其相啮合的从动齿轮转动，从动齿轮贴合在管道内壁上，沿着管道内壁移动，驱动模块壳体带动与其相连接的中间模块及与中间模块相连接的末端模块沿着管道移动；

S3：激光传感器检测到管道内侧存在障碍物时，控制器向驱动电机发送驱动信号使驱动电机停止运行，控制器向驱动液压装置发送驱动信号，使驱动液压装置推动制动装置贴合到管道内壁上。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：