【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道清理和钻孔加工，特别涉及一种管道钻铰清理系统及管道钻铰清理机器人。
技术介绍
1、目前，钻孔是指利用比目标物更坚硬、更锐利的工具通过旋转切削或旋转挤压的方式，在目标物上留下圆柱形孔或洞的机械和设备统称，在工业生产中起着十分重要的作用。管道清理机器人通常由钻/铰清理机构、控制机构和移动机构组成。使机器人移动机构承载相应的钻/铰清理机构，或与钻/铰清理机构连接，在管道内移动与清理，即可实现管道内部的检测与清理，进而疏通管道。
2、在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有相关技术中存在如下问题：工业生产中，管道在运行一段时间后会发生积污结垢现象，若不及时清理会造成腐蚀、裂纹、凹陷或变形等损坏。由于管道内空间狭小，多数情况下无法人工清洗，需要管道机器人来完成清洗工作。目前市面上大多数为单一方向的钻头，较难钻干净管道内壁的硬质污物，且容易在管道内卡住，不适合在前方安装。
技术实现思路
1、本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种管道钻铰清理系统及管道钻铰清理机器人。
2、本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
3、一种管道钻铰清理系统，包括用于钻铰清理管道内阻塞物的钻头组件；钻头组件包括阶梯钻头及钻头驱动组件；钻头驱动组件包括第一电机、与第一电机输出轴固接的第一主动齿轮、与阶梯钻头同轴且相互固接的第一从动齿轮；第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接。
4、进一步地，还包括用于使阶梯钻头偏心旋转的偏
5、进一步地，还包括基座、第一安装座、第二安装座、第一支撑臂及第二支撑臂；第一支撑臂一端固定在第二安装座上，其另一端与第一电机外壳固接；第二支撑臂一端固定在基座上，其另一端与第二电机外壳固接；第一安装座与第一从动齿轮固接，其后端设有球面或球形槽；第二安装座，其与第二从动齿轮固接，其后端与第一安装座前端球铰接；当第二电机驱动第二主动齿轮转动时，第二从动齿轮带动第二安装座绕基座旋转；当第一电机驱动第一主动齿轮转动时，第一从动齿轮带动第一安装座绕第二安装座旋转；第一安装座与第二安装座轴线不相交。
6、进一步地，第一、二主动齿轮及第一、二从动齿轮均设有齿轮保护罩。
7、进一步地，还包括用于采集管道内场景图像的工业相机组件，工业相机组件包括工业相机及位于相机镜头前方的透明玻璃罩。
8、进一步地，还包括用于擦拭透明玻璃罩的玻璃擦拭组件，玻璃擦拭组件包括清理毛刷及使清理毛刷上下移动的毛刷驱动机构；毛刷驱动机构包括齿条及与齿条啮合的齿轮；齿条安装在透明玻璃罩的左和/或右两侧，齿轮与清理毛刷固接；透明玻璃罩被污染时，齿轮沿齿条上下移动，带动清理毛刷上下移动清理透明玻璃罩上的污物。
9、进一步地，还包括用于收集擦拭掉落污物的收集箱；收集箱设置在透明玻璃罩的下方。
10、进一步地，还包括用于为工业相机采集管道内场景图像时提供照明的灯具组件，灯具组件包括灯具。
11、进一步地，阶梯钻头为螺旋槽式的阶梯钻头；阶梯钻头采用铝合金材料，密度≥2.74ɡ/cm3，弹性模量为≥7×1010pa，泊松比≥0.35。
12、本专利技术还提供了一种管道钻铰清理机器人，包括在管道内行进的移动组件；还包括上述的管道钻铰清理系统；管道钻铰清理系统安装在移动组件上。
13、本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术的一种管道钻铰清理系统，当管道前方有多处硬质污物阻塞时，采用阶梯钻头钻铰清理硬质污物；进一步通过两组球铰接的安装座传动，实现阶梯钻头的偏心旋转，并使阶梯钻头以环形轨迹钻穿前方阻塞物，涉及角度范围广。
14、本专利技术进一步搭载工业相机和灯具，具有探测和自清洗功能。可根据工业相机采集的图像，改变阶梯钻的旋转速度以及推进速度，控制擦拭组件，延长机构工作时间及寿命。通过固定板和紧定螺钉的限位固定方式，有效避免了阶梯钻头易脱离的问题，且方便拆卸和安装。
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1.一种管道钻铰清理系统，其特征在于，包括用于钻铰清理管道内阻塞物的钻头组件；钻头组件包括阶梯钻头及钻头驱动组件；钻头驱动组件包括第一电机、与第一电机输出轴固接的第一主动齿轮、与阶梯钻头同轴且相互固接的第一从动齿轮；第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接。
2.根据权利要求1所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于使阶梯钻头偏心旋转的偏心组件；偏心组件包括第二电机、与第二电机输出轴固接的第二主动齿轮、与第二主动齿轮啮合连接的第二从动齿轮；第二从动齿轮与第一从动齿轮球铰接且两者轴线不相交。
3.根据权利要求2所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括基座、第一安装座、第二安装座、第一支撑臂及第二支撑臂；第一支撑臂一端固定在第二安装座上，其另一端与第一电机外壳固接；第二支撑臂一端固定在基座上，其另一端与第二电机外壳固接；第一安装座与第一从动齿轮固接，其后端设有球面或球形槽；第二安装座，其与第二从动齿轮固接，其后端与第一安装座前端球铰接；当第二电机驱动第二主动齿轮转动时，第二从动齿轮带动第二安装座绕基座旋转；当第一电机驱动第一主动齿轮转动时，第一从动齿轮带动第
4.根据权利要求2所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，第一、二主动齿轮及第一、二从动齿轮均设有齿轮保护罩。
5.根据权利要求1所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于采集管道内场景图像的工业相机组件，工业相机组件包括工业相机及位于相机镜头前方的透明玻璃罩。
6.根据权利要求5所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于擦拭透明玻璃罩的玻璃擦拭组件，玻璃擦拭组件包括清理毛刷及使清理毛刷上下移动的毛刷驱动机构；毛刷驱动机构包括齿条及与齿条啮合的齿轮；齿条安装在透明玻璃罩的左和/或右两侧，齿轮与清理毛刷固接；透明玻璃罩被污染时，齿轮沿齿条上下移动，带动清理毛刷上下移动清理透明玻璃罩上的污物。
7.根据权利要求6所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于收集擦拭掉落污物的收集箱；收集箱设置在透明玻璃罩的下方。
8.根据权利要求5所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于为工业相机采集管道内场景图像时提供照明的灯具组件，灯具组件包括灯具。
9.根据权利要求1所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，阶梯钻头为螺旋槽式的阶梯钻头；阶梯钻头采用铝合金材料，密度≥2.74ɡ/cm3，弹性模量为≥7×1010Pa，泊松比≥0.35。
10.一种管道钻铰清理机器人，包括在管道内行进的移动组件；其特征在于，还包括权利要求1至9任一所述的管道钻铰清理系统；管道钻铰清理系统安装在移动组件上。
...【技术特征摘要】
1.一种管道钻铰清理系统，其特征在于，包括用于钻铰清理管道内阻塞物的钻头组件；钻头组件包括阶梯钻头及钻头驱动组件；钻头驱动组件包括第一电机、与第一电机输出轴固接的第一主动齿轮、与阶梯钻头同轴且相互固接的第一从动齿轮；第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接。
2.根据权利要求1所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括用于使阶梯钻头偏心旋转的偏心组件；偏心组件包括第二电机、与第二电机输出轴固接的第二主动齿轮、与第二主动齿轮啮合连接的第二从动齿轮；第二从动齿轮与第一从动齿轮球铰接且两者轴线不相交。
3.根据权利要求2所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，还包括基座、第一安装座、第二安装座、第一支撑臂及第二支撑臂；第一支撑臂一端固定在第二安装座上，其另一端与第一电机外壳固接；第二支撑臂一端固定在基座上，其另一端与第二电机外壳固接；第一安装座与第一从动齿轮固接，其后端设有球面或球形槽；第二安装座，其与第二从动齿轮固接，其后端与第一安装座前端球铰接；当第二电机驱动第二主动齿轮转动时，第二从动齿轮带动第二安装座绕基座旋转；当第一电机驱动第一主动齿轮转动时，第一从动齿轮带动第一安装座绕第二安装座旋转；第一安装座与第二安装座轴线不相交。
4.根据权利要求2所述的管道钻铰清理系统，其特征在于，第一、二主动齿轮及第一、二从动齿轮均设有齿轮保...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆，谢杏，纪铸城，于米提江·托乎提，牛文铁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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