[发明专利]管道疏通机器人

说明书

技术领域

本发明涉及管道疏通设备领域，具体为一种管道疏通机器人。

背景技术

环保越来越受到市政部门的重视，人们的环保意识也日益提高。城市污水排放是确保环境卫生、建设现代化文明城市极其重要的一环。然而，我国的城市排水管道的清淤工作还普遍处于人工作业的落后状态，这种清淤方式不仅劳动强度大，效率低，同时，管道内恶劣的环境以及管道内的毒气、毒水等有害物质将对作业人员造成很大危害，清淤过程中甚至会发生爆炸等伤亡事故。因此，研究开发用机器人进行排水管道的清检测作业，既是建设现代化城市和加强环保的需要，也是广大市政管理、维修人员的迫切愿望。为改善工人恶劣的工作环境、提高排水管道清理的效率，在这一应用领域进行一些实用的自动装置的研究，将带来长远的社会效益和经济效益。

根据我国目前的排水管道清淤的现状，常用的清淤方法有绞车清淤法(亦称机械清淤法)、高压水射流清淤法和水冲清淤法(亦称水力清淤法)。绞车清淤法是我国各地普遍采用的一种方法。但是是需要从一个井口向另一个井口穿竹片，井下非常恶劣的工作环境给工人带来极大不便，危害工人的健康，甚至会危害工人的生命。高压水射流清淤法需用大量干净水，所以成本较高，不太适合我国的国情。

因此，为解决以上问题，需要一种集“检测-疏通-排障”功能为一体的管道疏通机器人，可实现对下水管道的疏通与清理，无需人工入井工作，自动化程度高，提高了安全性，同时可适应不同管径管道的疏通作业。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种一种集“检测-疏通-排障”功能为一体的管道疏通机器人，可实现对下水管道的疏通与清理，无需人工入井工作，自动化程度高，提高了安全性，同时可适应不同管径管道的疏通作业。

本发明公开的一种管道疏通机器人，包括由前向后依次设置的切削机构、行走机构和排障装置；其中，所述切削机构用于搅碎管道内的阻塞物；所述行走机构包括可沿管道径向张开至与管道内壁接触，并用于使所述机器人沿管道纵向移动的行走轮；所述排障装置用于收集搅碎后的阻塞物并将其排出管道外；

进一步，所述切削机构包括沿管道轴向设置的钻头；所述钻头以可沿管道径向移动，且可绕管道轴线转动的方式设置；

进一步，所述切削机构还包括电机I、电机II、电机III和滚珠丝杆机构I；所述电机I的输出轴传动连接于所述钻头用于驱动钻头自转；所述滚珠丝杆机构I沿管道径向设置，滚珠丝杆机构I的丝杆通过所述电机II驱动自转，滚珠丝杆机构I的螺母与电机I相互固定；所述电机III沿管道轴向设置用于驱动滚珠丝杆机构I绕管道轴线转动；

进一步，所述行走机构的行走轮沿管道周向均匀分布多个，行走机构还包括电机IV以及用于将电机IV的动力传递至所述行走轮的减速传动机构；所述减速传动机构包括与电机IV输出轴传动连接的中心齿轮、与所述中心齿轮啮合并沿中心齿轮周向分布的多个分动齿轮、与所述分动齿轮同轴固定的主动锥齿轮、与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮以及用于在从动锥齿轮与行走轮之间传递动力的传动带；

进一步，所述行走机构还包括用于带动所述多个行走轮沿管道径向同步移动的管径调节装置；所述管径调节装置包括与行走轮一一对应的多个多连杆机构以及用于带动所述多连杆机构动作的滚珠丝杆机构II，所述行走轮包括前轮和后轮，所述前轮与后轮分别设置于多连杆机构中的两个铰接端；

进一步，所述行走机构还包括电机V，所述多连杆机构为四连杆机构，所述滚珠丝杆机构II的丝杆通过电机V驱动转动，滚珠丝杆机构II的螺母铰接于四连杆机构中的一个连杆以带动四连杆机构动作；

进一步，所述排障装置包括圆弧形的底座和固定于底座后端的挡板；所述挡板上分布有多个用于使污水透过的过孔；

进一步，所述底座通过耐磨材料制作；

本发明公开的一种管道疏通机器人还包括用于控制切削机构和行走机构动作的控制系统；所述控制系统包括：超声波传感器，设置在所述切削机构与行走机构的连接处，用于采集机器人与堵塞物之间的距离；红外线传感器，设置在所述切削机构与行走机构的连接处，用于采集机器人与堵塞物之间的距离；CCD摄像机，设置在所述切削机构与行走机构的连接处，用于识别堵塞物的分布和类型；电机转速传感器，设置在所述电机I上，用于采集所述钻头的转速；压力传感器：设置在所述排障装置底座，用于采集排障装置所承载的堵塞物重量。