一种管道机器人制造技术

本发明专利技术提供一种管道机器人，属于管道机器人领域；包括机体，所述机体上设有移动机构及清洗机构，移动机构包括多个驱动轮，机体上还设有用于机体在不同内径管道中移动的变径组件，变径组件包括可拆卸变径组件以及自适应变径组件，机体上还设有用于多个驱动轮同步转向的偏转组件，偏转组件包括用于驱动轮转动的舵机，清洗机构包括安装在机体端部的毛刷，且机体端部还安装有带动毛刷转动的旋转组件，以及用于调整多个毛刷偏转角度的调节组件。本发明专利技术结构合理，通过变径组件与偏转组件配合使用，大大提高了管道机器人的作业范围，还提高了管道机器人在不同内径管道内作业时的稳定性，优化了对管道内壁的清洗效果。化了对管道内壁的清洗效果。化了对管道内壁的清洗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种管道机器人


[0001]本专利技术涉及管道机器人领域，特别是指一种管道机器人。

技术介绍

[0002]管道清洗机器人是在传统管道清洗方法，如通沟机清洗法、水利清洗法等成本高，污染大，效果差的方法的基础上提出的一种高效、灵活、清洗效果好的清洗策略。在管道安全日益重要的今天，管道机器人的重要性与发展前景也与日俱增。
[0003]目前管道机器人的发展进度缓慢，虽然技术路线多样，有三向立体机器人、管道猪、蠕动型机器人等，但大多都只能满足在特定管道内实现最基础的运动与最简单的需求。
[0004]目前市面上的管道机器人变径机构普遍较为简单，大多数管道猪与蠕动机器人甚至没有变径机构，这意味着它们只能面对单一管径的管道，极大地限制了可适用范围与通过性。而即使是带有一定变径机构的三相立体机器人，变径范围也非常有限。此外，目前的管道机器人清洗功能也非常有限。大多只有一种清洗方式，而且清洗方式简陋，无法很好的完成管道内的清洗任务。对于污垢较多，需要强力清洗的管道其清洗力度不够，对于污垢较少，但管面脆弱的管道，其清洗力度过大，易损伤管道，得不偿失。另一方面，单次运动距离也是目前管道清洗机器人的一个巨大的痛点问题。据不完全统计，我国下水道管道间距普遍为200m左右，而对于大多数管道机器人而言，在市政管道中的有效清洗距离只有20m左右，而即使在环境较好的管道中，也只有50m左右的清洁距离。
[0005]为此，本申请公开了一种管道机器人来满足长距离不同管径的管道内壁清理需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种管道机器人以解决现有技术中，针对长距离不同管径的管道内壁清理困难等系列问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种管道机器人，包括机体，所述机体上设有移动机构及清洗机构，所述移动机构用于驱动所述机体在管道内移动，并包括与管道内壁紧密接触的多个驱动轮，所述机体上还设有用于所述机体在不同内径管道中移动的变径组件，所述变径组件包括可拆卸变径组件以及自适应变径组件，所述可拆卸变径组件包括安装在所述机体上的多个双头螺柱，所述自适应变径组件包括安装在所述机体上的多组交叉臂，所述机体上还设有用于多个所述驱动轮同步转向的偏转组件，所述偏转组件包括用于驱动所述驱动轮转动的舵机；所述清洗机构包括安装在所述机体端部的多个毛刷，且所述机体的端部还安装有用于带动多个所述毛刷同步转动的旋转组件，以及用于调整多个所述毛刷偏转角度的调节组件。
[0009]优选地，所述机体的截面呈正六边形，所述机体的三侧均开设有两个安装槽，多个所述安装槽的上方均设有升降台，多个所述安装槽与对应的所述升降台内均固定安装有位置相对应的固定杆与水平导杆，同一组内的两个所述交叉臂之间转动安装有同一个转轴，
且多组所述交叉臂分别位于对应的所述安装槽与所述升降台之间；同一组内的其中一个所述交叉臂的顶端与另一个所述交叉臂的底端分别转动套设在对应的所述固定杆上，且其中一个所述交叉臂的底端与另一个所述交叉臂的顶端分别通过对应的滑块滑动套设在相应的所述水平导杆上。
[0010]优选地，多个所述水平导杆上均套设有水平弹簧，多个所述水平弹簧的两端分别抵接在对应的所述交叉臂的一端，与对应的所述安装槽内壁或对应的所述升降台内壁上。
[0011]优选地，多个所述升降台的顶端均通过螺栓固定安装有底座，多个所述底座上均安装有固定座，多个所述双头螺柱的一端分别螺纹套接在对应的所述固定座内，且多个所述双头螺柱的另一端均螺纹套接有垂直套筒，所述垂直套筒的另一端转动安装有旋转座，多个所述舵机及所述驱动轮分别安装在对应的所述旋转座上。
[0012]优选地，多个所述驱动轮分别通过对应的转动轴转动安装在对应的所述旋转座上，且对应的所述舵机的输出端与相应的转动轴的一端相连接，且所述驱动轮的外径大于所述舵机的外径。
[0013]优选地，多个所述垂直套筒的一端内还均固定安装有偏转电机，多个所述偏转电机的输出端固定连接在对应的所述旋转座上。
[0014]优选地，多个所述双头螺柱与所述垂直套筒的外壁上均开设有多个分布均匀的防滑槽。
[0015]优选地，所述机体的一端开设有环形槽，所述环形槽内转动安装有六边形固定块，所述六边形固定块的一端延伸至所述机体的一侧外并在外壁上固定安装有多个分布均匀的延长座，多个所述延长座上间接连接有用于转动安装多个所述毛刷的清理座。
[0016]优选地，所述旋转组件包括用于带动所述六边形固定块转动的旋转电机，所述机体的一端内还开设有电机槽，所述旋转电机固定安装在所述电机槽内，且所述六边形固定块位于所述机体内的一端还固定安装有内齿圈，所述旋转电机的输出端固定套接有与所述内齿圈相啮合的内啮合齿轮。
[0017]优选地，所述调节组件包括螺纹套接在多个所述延长座内的螺纹套筒，多个所述螺纹套筒的另一端均滑动套设有滑杆，多个所述滑杆的外壁上均固定连接有多个分布均匀的矩形条，多个所述矩形条分别滑动卡设在对应的所述螺纹套筒内，且多个所述清理座分别安装在对应的所述滑杆的另一端上；多个所述螺纹套筒及所述滑杆上均固定套接有固定盘，且多个所述滑杆上还均套设有垂直弹簧，多个所述垂直弹簧的两端分别抵接在对应的所述固定盘上；所述机体内开设有流水腔体，并与所述六边形固定块及多个所述滑杆、所述清理座和所述毛刷相连通。
[0018]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0019]上述方案中，通过更换不同长度的双头螺柱，在大范围上调整管道机器人的整体外径，并在将管道机器人放置进需要作业的管道内后，在多组交叉臂的转动作用下，使得多个水平弹簧处于蓄力压紧状态，从而使得多个驱动轮能够与管道内壁紧密贴合，相较于现有技术，不但大大提高了管道机器人的作业范围，还提高了管道机器人在不同内径管道内作业时的稳定性。
[0020]上述方案中，管道机器人通过其端部设置的摄像头识别管道内部状况，并在管道内行走遇到弯道时，机器人可以先分别控制多个偏转电机与舵机独立运转，周向旋转后将
自身仪态调整到对应角度，然后根据此仪态的位置确定两条腿的转向半径，之后根据转向半径计算出每条腿转向所需要的理论速度，进一步控制偏转电机与舵机独立运转，即控制每条腿的行走速度以及轮子的转向角度进行差速行驶实现转向，除此之外，通过控制偏转电机调整机器人旋转的角度，还有助于规避一些管道中无法通过自适应变径跨越的位置，进而保证了管道机器人在长距离管道内的顺利前进。
[0021]上述方案中，对管道内壁进行清理时，清洗水通过机体内的流水腔体进入六边形固定块及多个滑杆、清理座内，随即进入对应的毛刷内，在毛刷表面形成水膜，通过螺纹套筒与滑杆的导向作用，以及垂直弹簧的弹力作用，使得毛刷能够始终与管道内壁保持接触，并根据管道厚度，转动螺纹套筒的偏转角度，在螺纹套筒的自锁作用以及矩形条的限位作用下，使得毛刷以最佳角度与管道内壁相接触，既能保证清洗效果，又能避免对薄壁管道造成较大的支撑力影响，优化对管道内壁的清洗效果。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道机器人，其特征在于，包括：机体，所述机体上设有移动机构及清洗机构，所述移动机构用于驱动所述机体在管道内移动，并包括与管道内壁紧密接触的多个驱动轮；所述机体上还设有用于所述机体在不同内径管道中移动的变径组件，所述变径组件包括可拆卸变径组件以及自适应变径组件，所述可拆卸变径组件包括安装在所述机体上的多个双头螺柱，所述自适应变径组件包括安装在所述机体上的多组交叉臂，所述机体上还设有用于多个所述驱动轮同步转向的偏转组件，所述偏转组件包括用于驱动所述驱动轮转动的舵机；所述清洗机构包括安装在所述机体端部的多个毛刷，且所述机体的端部还安装有用于带动多个所述毛刷同步转动的旋转组件，以及用于调整多个所述毛刷偏转角度的调节组件。2.根据权利要求1所述的管道机器人，其特征在于，所述机体的截面呈正六边形，所述机体的三侧均开设有两个安装槽，多个所述安装槽的上方均设有升降台，多个所述安装槽与对应的所述升降台内均固定安装有位置相对应的固定杆与水平导杆，同一组内的两个所述交叉臂之间转动安装有同一个转轴，且多组所述交叉臂分别位于对应的所述安装槽与所述升降台之间；同一组内的其中一个所述交叉臂的顶端与另一个所述交叉臂的底端分别转动套设在对应的所述固定杆上，且其中一个所述交叉臂的底端与另一个所述交叉臂的顶端分别通过对应的滑块滑动套设在相应的所述水平导杆上。3.根据权利要求2所述的管道机器人，其特征在于，多个所述水平导杆上均套设有水平弹簧，多个所述水平弹簧的两端分别抵接在对应的所述交叉臂的一端，与对应的所述安装槽内壁或对应的所述升降台内壁上。4.根据权利要求3所述的管道机器人，其特征在于，多个所述升降台的顶端均通过螺栓固定安装有底座，多个所述底座上均安装有固定座，多个所述双头螺柱的一端分别螺纹套接在对应的所述固定座内，且多个所述双头螺柱的另一端均螺纹套接有垂直套筒，所述垂直套筒的另一端转动安装有旋转座，多个所述舵机及...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱林宾，马飞，许浩渊，朱志远，李磊，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：