[發(fā)明專利]自適應排水管道清淤機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510330669.1
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104912186B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 曹毅;曹浩峰;宋承軒;葛姝翌;單春成;周輝;姜本騰
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: E03F7/00
• 分類號: E03F7/00
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 顧吉云,陶純佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人科學技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及管道清淤機器人領(lǐng)域，具體為一種排水管道清淤機器人。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代城市中排水設施必不可少，甚至成為保障城市穩(wěn)定發(fā)展，人民生命財產(chǎn)安全的重要防線，是城市居民賴以生存的基礎(chǔ)。因此管道堵塞、排水不暢等問題極有可能導致城市內(nèi)澇進而危及居民安全。管道在使用過程中，由于各種因素的影響，會產(chǎn)生各種各樣的管道堵塞與管道故障和損傷。如果不及時對管道進行檢測、維修及清理就可能產(chǎn)生事故，造成不必要的損失。然而，管道所處的環(huán)境往往是不易直接達到或不允許人們直接進入的，檢測及清洗難度很大。因此最有效的方法之一就是利用管道機器人來實現(xiàn)管道內(nèi)的在線檢測、維修和清理，但是現(xiàn)有的管道清淤機器人多存在結(jié)構(gòu)復雜、無法根據(jù)管道結(jié)構(gòu)進行自適應行走等問題，如公告號為CN201644462U的發(fā)明專利，其公開了一種“新型管道清淤機器人”，其結(jié)構(gòu)復雜；又如公告號為CN203795580U的發(fā)明專利公開的一種排水管道清淤機器人，其只能對直徑大小不變的管道進行清淤處理，適用范圍小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了自適應排水管道清淤機器人，其能解決現(xiàn)有排水管道清淤機器人存在的結(jié)構(gòu)復雜、無法自適應管道結(jié)構(gòu)的缺陷。

其技術(shù)方案是這樣的，其包括前端鉸刀機構(gòu)和后端行走機構(gòu)，其特征在于：其還包括自適應機構(gòu)，所述自適應機構(gòu)的前端與所述鉸刀機構(gòu)通過萬向節(jié)活動連接，所述自適應機構(gòu)的后端安裝所述后端行走機構(gòu)。

進一步的，所述自適應機構(gòu)包括中間軸和三個自適應輪，所述中間軸上套裝有前套筒和后套筒，并且所述前套筒與所述中間軸之間通過緊定螺釘鎖緊，所述后套筒能沿所述中間軸軸向平移，所述前套筒、后套筒的外周面均徑向均布設置有三個耳板，所述前套筒的三個耳板與后套筒的三個耳板位置一一對應，所述三個自適應輪分別通過各自的連桿機構(gòu)與所述前套筒、后套筒的對應的耳板活動連接；

進一步的，所述連桿機構(gòu)包括長連桿與短連桿，所述長連桿一端與所述自適應輪的輪軸連接，所述長連桿另一端與所述后套筒上的一個耳板可轉(zhuǎn)動連接，所述短連桿的一端與所述前套筒上對應的耳板可轉(zhuǎn)動連接，所述短連桿的另一端與所述長連桿的中部可轉(zhuǎn)動連接；

所述中間軸的后端設有電機安裝座，所述電機安裝座前側(cè)設置有殼板，所述中間軸位于所述殼板與所述后套筒之間的部分上套裝有彈簧。

進一步的，所述后端行走機構(gòu)包括驅(qū)動電機和三組行走輪組，所述驅(qū)動電機同軸安裝于所述中間軸的電機安裝座上，所述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸上安裝有驅(qū)動齒輪，所述三組行走輪組分別通過三級減速機構(gòu)與所述驅(qū)動齒輪傳動連接，并且所述三組行走輪組呈周向120度分布布置；

所述三級減速機構(gòu)包括直齒圓柱輪齒輪、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第三錐齒輪，所述直齒圓柱齒輪與所述驅(qū)動齒輪嚙合連接，所述第一錐齒輪安裝于第一傳動軸上，所述第一錐齒輪、第二錐齒輪分別安裝于第二傳動軸的兩端，所述行走輪組的輪軸上安裝有所述第三錐齒輪，所述第一錐齒輪與所述直齒圓柱齒輪嚙合連接，所述第二錐齒輪與所述第三錐齒輪嚙合連接；

所述三組行走機構(gòu)的三級減速機構(gòu)中的直齒圓柱齒輪呈周向120度分布并同時與所述驅(qū)動齒輪嚙合連接；

所述第二傳動軸包括軸套部與軸芯部，所述軸芯部套裝于所述軸套部內(nèi)，所述軸套部一端安裝有所述第二錐齒輪，所述軸套部的另一端設置有擋板，所述軸套部的擋板一側(cè)開有軸向的盲孔,所述軸芯部的一端安裝所述第一錐齒輪，所述第一錐齒輪通過所述軸芯部上的臺階面軸向限位,所述軸芯部的另一端插裝于所述軸套部的盲孔內(nèi)并能在所述盲孔內(nèi)平移，所述軸芯部外周套裝有大力矩彈簧，并且所述大力矩彈簧的兩端分別與所述擋板、所述軸芯部上的臺階面連接。

進一步的，所述前端鉸刀機構(gòu)包括鉸刀驅(qū)動電機和氣缸, 所述氣缸安裝于所述鉸刀驅(qū)動電機的輸出軸上,所述氣缸的推桿端部安裝于連桿支架,所述鉸刀頭機構(gòu)包括鉸刀支架,所述鉸刀支架呈圓環(huán)狀,所述鉸刀支架前端沿周向均勻鉸接安裝有四個鉸刀片,所述四個鉸刀片上分別安裝有一根連桿,所述連桿穿過所述呈圓環(huán)狀的鉸刀支架后與所述連桿支架連接；

所述鉸刀支架的后端面安裝于前端法蘭,所述鉸刀驅(qū)動電機安裝于后端法蘭，所述前端法蘭與后端法蘭之間通過外部罩殼連接，所述鉸刀驅(qū)動電機、氣缸位于所述罩殼內(nèi)；

所述中間軸上設置有鋼絲固定法蘭，所述后端法蘭與鋼絲固定法蘭之間通過斜拉鋼絲連接。