[發明專利]一種管道自適應清淤機器人

有效

• 申請號: 201711268941.3
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107803372B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 張海洋;沈東升;成昊;馮華軍;田志國;蔣伯忠;朱文秀
• 申請（專利權）人: 浙江大學蘇州工業技術研究院;江蘇博爾科環保科技有限公司
• 主分類號: B08B9/049
• 分類號: B08B9/049;B08B9/051
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

技術領域

本發明涉及一種管道清淤設備，具體涉及一種管道自適應清淤機器人。

背景技術

排水管道的清淤疏通問題已成為政府部門的棘手問題。目前，國內在進行排水管道的清淤疏通時，常采用絞車清淤法和水力清淤法。隨著科學技術的發展，機器人清淤給管道堵塞和淤泥沉積問題提供了一個新的解決思路。近些年來，已經研發出了各種形式的自動化清淤裝置，通過配備的銑刀，高壓噴頭和推板，實現淤泥的切削、破碎和清除。然而銑刀的尺寸都是固定不變，即使帶有公轉，其公轉半徑也是固定不變，不適用于不同管徑的清淤工作.噴頭沖刷可以作為銑刀切削淤泥的一種補充，但需要大量清潔的水，浪費水資源，并且給后期淤泥處理增加負擔。此外，對于殘留污泥較多的管道，機器人主體可能會浸入污泥區域或污水中，機器人容易腐蝕，縮短使用壽命。

發明內容

本發明提供一種管道自適應清淤機器人，適用于不同管徑的清淤工作。

一種管道自適應清淤機器人，包括機器人主體、帶動機器人主體在管道內行進的履帶輪機構和與所述機器人主體連接且沿行進方向位于機器人主體前方的刀盤，所述機器人主體內設有刀盤驅動電機，所述刀盤包括：

轉軸，與所述刀盤電機的輸出軸連接，轉軸的軸線與管道的軸向相平行；

刀具，以轉軸為中心呈發散分布；

彈簧，連接轉軸與對應的刀具；

萬向輪，設于每個刀具自由端的端頭處，與管道內壁接觸。

優選地，所述刀具包括：

刀板，一端與所述彈簧連接、另一端安裝所述萬向輪；

若干刀片，分布在刀板上且位于沿行進方向的前側。

進一步優選地，所述彈簧外設置彈簧筒，彈簧筒一端與轉軸固定，刀板從彈簧筒的另一端伸入彈簧筒內且與彈簧筒滑動配合。

刀板嵌有刀片，均勻分布于刀板表面。刀板端頭裝有萬向輪，當萬向輪受到徑向力的時候，彈簧受到擠壓收縮，刀板一部分被收入保護套中，使刀盤旋轉半徑縮小。

更進一步優選地，相鄰刀具之間的夾角為45～90°。即設置4～8個刀具。最優選地，夾角為60°。

優選地，所述履帶輪機構包括：

分別位于機器人主體下方和上方的兩組履帶輪；

驅動對應履帶輪的數個液壓電機；

連接機器人主體與對應履帶輪的可升降連接機構。

通過可升降連接機構調節機器人主體高度使機器人主體始終位于液面上方。進一步優選地，所述可升降連接機構包括：

一根液壓桿，水平布置在機器人主體與履帶輪之間；

對稱設置的一對第一連桿，第一連桿的一端與履帶輪不同位置處鉸接、另一端分別與液壓桿的兩端鉸接；

對稱設置的一對第二連桿，第二連桿的一端與機器人主體不同位置處鉸接、另一端分別與液壓桿的兩端鉸接。

履帶輪兩端有兩個履帶輪電機，履帶輪通過連桿與外殼兩側的固定塊連接，連接履帶輪的連桿組件由兩節構成，一條履帶輪上有兩個連桿組件，連桿組件的之間通過液壓桿連接。通過液壓桿的收縮或伸長，實現主體的升降。

進一步地，所述殼體的兩側各設置兩個固定塊，兩個固定塊位于同一水平面上且兩個固定塊之間的間距與履帶輪長度等長，兩個固定塊的位置分別與履帶輪的兩端對應。

進一步地，履帶輪與主體連接的側面夾角在30°～75°之間。

進一步的，履帶輪可以設兩組，分別位于主體的左下，右下位置，平行布置，也可以設置成四組，分別位于主體的左下，右下，左上，右上位置，平行布置。履帶輪的驅動方式為液壓電機驅動，液壓電機分別安裝于履帶輪兩端，液壓電機受控于液壓系統。

優選地，所述機器人主體沿行進方向的后方設有可升降的格柵或刮板以及驅動格柵或刮板升降的格柵或刮板驅動機構，格柵或刮板工作狀態下下降至與管壁接觸、非工作狀態下收入機器人主體內。

進一步優選地，所述格柵或刮板驅動機構包括：

安裝于格柵或刮板豎直向兩側的齒輪鏈條；

與所述齒輪鏈條配合的齒輪；

驅動所述齒輪轉動的直流電機；

所述齒輪及直流電機均位于機器人主體內。

更進一步優選地，所述機器人主體下方還設有與格柵或刮板配合的毛刷輪，該毛刷輪與所述齒輪咬合并由齒輪驅動。

格柵或刮板兩側裝有格齒輪鏈，與齒輪咬合，在直流電機的帶動下，格柵或刮板可以在豎直方向上伸出或收入主體中。格柵或刮板可以根據需要被放出或收起。主體中的直流電機運轉帶動齒輪，齒輪與齒輪鏈咬合帶動格柵從放出或收入。齒輪還與毛刷輪的齒輪咬合，帶動毛刷輪運轉，毛刷輪與格柵或刮板緊貼，旋轉方向與格柵運動方向相反。