[发明专利]一种管道自适应清淤机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道清淤设备，具体涉及一种管道自适应清淤机器人。

背景技术

排水管道的清淤疏通问题已成为政府部门的棘手问题。目前，国内在进行排水管道的清淤疏通时，常采用绞车清淤法和水力清淤法。随着科学技术的发展，机器人清淤给管道堵塞和淤泥沉积问题提供了一个新的解决思路。近些年来，已经研发出了各种形式的自动化清淤装置，通过配备的铣刀，高压喷头和推板，实现淤泥的切削、破碎和清除。然而铣刀的尺寸都是固定不变，即使带有公转，其公转半径也是固定不变，不适用于不同管径的清淤工作.喷头冲刷可以作为铣刀切削淤泥的一种补充，但需要大量清洁的水，浪费水资源，并且给后期淤泥处理增加负担。此外，对于残留污泥较多的管道，机器人主体可能会浸入污泥区域或污水中，机器人容易腐蚀，缩短使用寿命。

发明内容

本发明提供一种管道自适应清淤机器人，适用于不同管径的清淤工作。

一种管道自适应清淤机器人，包括机器人主体、带动机器人主体在管道内行进的履带轮机构和与所述机器人主体连接且沿行进方向位于机器人主体前方的刀盘，所述机器人主体内设有刀盘驱动电机，所述刀盘包括：

转轴，与所述刀盘电机的输出轴连接，转轴的轴线与管道的轴向相平行；

刀具，以转轴为中心呈发散分布；

弹簧，连接转轴与对应的刀具；

万向轮，设于每个刀具自由端的端头处，与管道内壁接触。

优选地，所述刀具包括：

刀板，一端与所述弹簧连接、另一端安装所述万向轮；

若干刀片，分布在刀板上且位于沿行进方向的前侧。

进一步优选地，所述弹簧外设置弹簧筒，弹簧筒一端与转轴固定，刀板从弹簧筒的另一端伸入弹簧筒内且与弹簧筒滑动配合。

刀板嵌有刀片，均匀分布于刀板表面。刀板端头装有万向轮，当万向轮受到径向力的时候，弹簧受到挤压收缩，刀板一部分被收入保护套中，使刀盘旋转半径缩小。

更进一步优选地，相邻刀具之间的夹角为45～90°。即设置4～8个刀具。最优选地，夹角为60°。

优选地，所述履带轮机构包括：

分别位于机器人主体下方和上方的两组履带轮；

驱动对应履带轮的数个液压电机；

连接机器人主体与对应履带轮的可升降连接机构。

通过可升降连接机构调节机器人主体高度使机器人主体始终位于液面上方。进一步优选地，所述可升降连接机构包括：

一根液压杆，水平布置在机器人主体与履带轮之间；

对称设置的一对第一连杆，第一连杆的一端与履带轮不同位置处铰接、另一端分别与液压杆的两端铰接；

对称设置的一对第二连杆，第二连杆的一端与机器人主体不同位置处铰接、另一端分别与液压杆的两端铰接。

履带轮两端有两个履带轮电机，履带轮通过连杆与外壳两侧的固定块连接，连接履带轮的连杆组件由两节构成，一条履带轮上有两个连杆组件，连杆组件的之间通过液压杆连接。通过液压杆的收缩或伸长，实现主体的升降。

进一步地，所述壳体的两侧各设置两个固定块，两个固定块位于同一水平面上且两个固定块之间的间距与履带轮长度等长，两个固定块的位置分别与履带轮的两端对应。

进一步地，履带轮与主体连接的侧面夹角在30°～75°之间。

进一步的，履带轮可以设两组，分别位于主体的左下，右下位置，平行布置，也可以设置成四组，分别位于主体的左下，右下，左上，右上位置，平行布置。履带轮的驱动方式为液压电机驱动，液压电机分别安装于履带轮两端，液压电机受控于液压系统。

优选地，所述机器人主体沿行进方向的后方设有可升降的格栅或刮板以及驱动格栅或刮板升降的格栅或刮板驱动机构，格栅或刮板工作状态下下降至与管壁接触、非工作状态下收入机器人主体内。

进一步优选地，所述格栅或刮板驱动机构包括：

安装于格栅或刮板竖直向两侧的齿轮链条；

与所述齿轮链条配合的齿轮；

驱动所述齿轮转动的直流电机；

所述齿轮及直流电机均位于机器人主体内。

更进一步优选地，所述机器人主体下方还设有与格栅或刮板配合的毛刷轮，该毛刷轮与所述齿轮咬合并由齿轮驱动。

格栅或刮板两侧装有格齿轮链，与齿轮咬合，在直流电机的带动下，格栅或刮板可以在竖直方向上伸出或收入主体中。格栅或刮板可以根据需要被放出或收起。主体中的直流电机运转带动齿轮，齿轮与齿轮链咬合带动格栅从放出或收入。齿轮还与毛刷轮的齿轮咬合，带动毛刷轮运转，毛刷轮与格栅或刮板紧贴，旋转方向与格栅运动方向相反。