[发明专利]一种管道清淤机器人

权利要求书

1.一种管道清淤机器人，组成机构包括行走机构、识别机构、供电机构和清淤机构，其特征在于，组成机构的具体结构和连接关系是：机器人主体设计为多面柱体的“蛇形”结构，环绕机身周围每间隔 120°设置一个履带轮用于行走，整体机构的缓冲带与转向执行机构使机器人实现了转向功能，

所述行走机构的组成构件包括履带、轮毂电机、支架、支座、支撑机构、主动轮、从动轮、辅助从动轮、传动轴、液压杆、金属舵盘以及舵机，所述履带一端与主动轮连接，另一端与从动轮连接，主动轮通过螺钉与轮毂电机相连，轮毂电机内置于主动轮，传动装置和制动装置整合在轮毂中，轮毂电机通过平头柳钉安装在支撑机构上，从动轮通过传动轴安装在支撑机构上，支架通过平头柳钉安装在支撑机构上，支架通过柳钉安装在支座上，液压杆一端通过平头柳钉与支撑机构连接，另一端通过金属舵盘与舵机连接，金属舵盘通过防松螺栓与液压杆连接，辅助从动轮通过传动轴安装在支撑机构中间；

所述识别机构的组成构件包括红外测距控制系统、压力控制系统、刀盘控制系统以及居中控制系统，所述的红外测距控制系统是将红外线发射与接收单元均匀的分布在前端圆盘型传感器上，红外测距传感器实时检测距离，处理器实时对高精度红外测距传感器所接收到的数据进行实时比较，当距离小于1m时，将会发送相关信号给所述的红外测距系统，同时设置有人工反馈系统，能够能识别前方状况是堵塞还是拐弯，所述压力控制系统是将压力传感器安装在轮子中心压力轴处，压力传感电阻实时测量轮子受到管道内壁的压力，所述刀盘控制系统是将转速传感器读取刀盘速度来判断刀盘是否已经接触到堵塞物，接触到堵塞物之后，进行PID控制，使得刀盘能够匀速的切割物体，同时设置有保护电路，当刀盘电机在遇到强阻力时，电路中的电流将会过载，保护电阻将会熔断，确保电机不会烧坏，所述居中控制系统为检测管道清淤机器人在管道中是否处于居中的位置，当每个轮子上的红外测距仪所检测到的距离不一样时，将会启动居中控制系统，随后，数据处理的控制信号发送给压力控制系统，使得整个机器能够处于管道中间；

所述供电机构的组成构件包括刀盘供电模块电路、驱动供电模块电路、刹车供电模块电路以及小功率元器件供电模块电路，所述刀盘供电模块电路、驱动供电模块电路、刹车供电模块电路以及小功率元器件供电模块电路并联连接于直流电源上；所述刀盘供电模块电路由直流电源、三相电压桥式逆变电路、三相自耦变压器、温度报警器和熔断器构成，其中直流电源与三相电压桥式逆变电路、三相自耦变压器和熔断器串联连接，与温度报警器并联连接；所述驱动供电模块电路分为检测驱动供电模块电路和清淤驱动供电模块电路，包含三相电压桥式逆变电路、直流电源、三相自耦变压器、单项相全桥逆变电路、单项自耦变压器、电压关断器、限制开关和可远程操控的单刀双掷开关，检测驱动供电模块电路主体由直流电源串联连接单项相全桥逆变电路和单项自耦变压器，清淤驱动供电模块电路主体由直流电源与三相电压桥式逆变电路、三相自耦变压器串联连接构成，可远程操控的单刀双掷开关连接于检测驱动供电模块电路和清淤驱动供电模块电路之间，所述刹车供电模块电路包含直流电源、升降压斩波电路、电压关断器和限制开关，直流电源串联连接升降压斩波电路，电压关断器、限制开关连接于驱动供电模块电路和刹车供电模块电路之间，所述小功率元器件供电模块电路由降压斩波电路构成；

所述清淤机构的组成构件包括刀盘切割机构，储淤过滤机构，旋转传动机构以及识别传感机构，所述刀盘切割机构包括滚刀、喷水孔、刀盘、刮刀、传动轴、输水孔、滑动杆以及连接直槽，所述滚刀外接在刀盘上，刮刀固定在刀盘的刀槽中，在刀盘中央置有喷水孔，刀盘内侧布有输水孔，刀盘后接一个圆柱体储淤仓,用来存放清理后的淤泥及其他障碍物，刀盘通过滑动杆与连接直槽内切，连接直槽固定在传动轴上；所述储淤过滤机构包括过滤外板、滚动球、滚动球座以及过滤缓冲带，所述过滤外板与过滤缓冲带相互连接，滚动球座固定在过滤外板上，滚动球内嵌在滚动球座上；所述旋转传动机构包括滑动杆、电机、主动齿轮、从动齿轮、曲槽卡盘、卡盘套、传动仓以及电机固定板，所述滑动杆与曲槽卡盘内切并与所述刀盘连接，电机固定在电机固定板上并与主动齿轮相连，主动齿轮和从动齿轮相配合，从动齿轮固定在传动轴上，卡盘套与曲槽卡盘相固定，卡盘套与传动轴同轴配合，曲槽卡盘与卡盘套共同构成卡盘组，传动仓将曲槽卡盘、卡盘套保护在内并与传动轴同轴配合，电机固定板与电机外壳板之间通过电机缓冲带相连，电机外壳板与过滤外板固定；所述识别传感机构包括传感器、输水管、分流管以及连接直槽，传感器安装在输水管头部且相互独立，分流管与输水管相连，输水管套在所述传动轴内部，连接直槽固定在传动轴上；所述刮刀包括刮刀刀粒、刮刀刀刃、刮刀座以及刮刀刃座，刮刀座固定在刀槽中，刮刀刃座与刮刀座配合，刮刀刀粒和刮刀刀刃嵌在刮刀刃座上，

所述清淤机构的连接轴与行走机构的主动轮前端支座连接、识别机构的连接轴与清淤机构的连接孔连接，供电机构的外壳体与行走机构主动轮的内壳连接，行走机构、识别机构、供电机构、清淤机构四个机构相互联系，形成整体。