排水管道纜控清淤機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，包括控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括清淤刀具，刀具電機(jī)，還包括移動(dòng)載體，以及打滑糾正機(jī)構(gòu)；打滑糾正機(jī)構(gòu)包括設(shè)于移動(dòng)載體頂部的打滑糾正電機(jī)，打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)，以及打滑調(diào)整輪；打滑糾正電機(jī)的輸出軸連接一橫向可旋轉(zhuǎn)絲杠；打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)的一連架桿上鉸接一推拉桿，推拉桿的另一端與絲杠上的螺母鉸接，該機(jī)器人依靠電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力克服在排水管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力、異物阻力、電纜拖動(dòng)阻力和水流阻力，并能夠克服因行走時(shí)打滑而造成的清淤工作的停滯，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人正常高效清淤作業(yè)，并在行走的同時(shí)完成對(duì)管內(nèi)樹(shù)枝或鈣化物等沉積物的自動(dòng)清理以及對(duì)某些異常狀況的檢測(cè)和糾正。
【專(zhuān)利說(shuō)明】排水管道纜控清淤機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種排水管清淤裝置，具體涉及一種排水管道纜控清淤機(jī)器人。【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外采用的管道清淤方法主要有:(I)絞車(chē)清淤法:工作時(shí)先用竹片穿過(guò)需要清通的管道，并將裝有清通工具的鋼絲繩的兩端分別與設(shè)在該管段兩端檢查井上的絞車(chē)相連，然后利用絞車(chē)往復(fù)絞動(dòng)鋼絲繩，從而帶動(dòng)清通工具將淤泥推人檢查井中。該方法的缺點(diǎn)是在兩個(gè)井口之間穿送竹片的工作需要工人下到檢查井中完成。檢查井中工作環(huán)境惡劣，給工人的作業(yè)帶來(lái)極大不便；另外，管道中腐爛物質(zhì)所釋放出來(lái)的有害氣體會(huì)極大地?fù)p害工人的身體健康，因此在工作時(shí)必須注意安全防護(hù)問(wèn)題。(2)高壓水射流清淤法:利用水車(chē)噴射的高壓水流將管內(nèi)沉積物沖刷到下游檢查井。這種方法在清淤過(guò)程中需要消耗大量的自來(lái)水，因此運(yùn)行成本過(guò)高。于是，為了降低成本，現(xiàn)在的清淤車(chē)大多配備污水凈化裝置，將使用過(guò)的污水抽出并過(guò)濾后再投入循環(huán)使用，這樣雖避免了對(duì)凈水資源的過(guò)度利用，但也使得清淤設(shè)備的體積較為龐大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有排水管道清淤技術(shù)存在的缺陷，提出了一種適用于城市中小直徑排水管道清淤的排水管道纜控清淤機(jī)器人。該機(jī)器人依靠電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力克服在排水管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力、異物阻力、電纜拖動(dòng)阻力和水流阻力，并能夠克服因行走時(shí)打滑而造成的清淤工作的停滯，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人正常高效清淤作業(yè)，并在行走的同時(shí)完成對(duì)管內(nèi)樹(shù)枝或鈣化物等沉積物的自動(dòng)清理以及對(duì)某些異常狀況的檢測(cè)和糾正。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，包括控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括清淤刀具，控制清淤刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的刀具電機(jī)，還包括用來(lái)安裝清淤刀具的移動(dòng)載體，以及用來(lái)糾正移動(dòng)載體打滑的打滑糾正機(jī)構(gòu)；所述打滑糾正機(jī)構(gòu)包括設(shè)于移動(dòng)載體頂部的打滑糾正電機(jī)，打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)，以及安裝于打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)連桿上的打滑調(diào)整輪；所述打滑糾正電機(jī)的輸出軸連接一橫向可旋轉(zhuǎn)絲杠；所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)的一連架桿上鉸接一推拉桿，所述推拉桿的另一端與絲杠上的螺母鉸接。
[0005]所述移動(dòng)載體包括主架體，設(shè)于主架體前部的刀具安裝架，以及安裝于主架體底部的可自動(dòng)行走車(chē)輪；所述清淤刀具及刀具電機(jī)均安裝于刀具安裝架上。
[0006]所述刀具電機(jī)的輸出軸與清淤刀具的中心連接。
[0007]所述車(chē)輪由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體的行走。
[0008]所述絲杠的一端與打滑糾正電機(jī)的輸出軸固定連接，另一端由軸承座支承于刀具安裝架上，使絲杠能夠隨打滑糾正電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]所述打滑糾正電機(jī)安裝于主架體頂部的一豎向支架上。
[0010]所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。[0011 ] 所述打滑調(diào)整輪的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸，并由軸承與打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)的連桿旋轉(zhuǎn)連接。所述打滑調(diào)整輪至少兩個(gè)，沿連桿長(zhǎng)度方向設(shè)置。
[0012]該排水管道纜控清淤機(jī)器人還包括連接控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜，以及用來(lái)控制電纜收放的電纜收放裝置，所述電纜收放裝置與控制系統(tǒng)連接。
[0013]所述控制系統(tǒng)包括控制器和檢測(cè)裝置。
[0014]所述檢測(cè)裝置包括編碼器及安裝在排水管道上下游檢查井口處的光電開(kāi)關(guān)。編碼器用于對(duì)機(jī)器人在工作過(guò)程中遇到的異常狀況進(jìn)行判斷，光電開(kāi)關(guān)則用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人在前進(jìn)或返回過(guò)程中是否到達(dá)管道的下一個(gè)或起始檢查井口。為了滿(mǎn)足機(jī)器人對(duì)高速脈沖輸出口的要求，控制器采用兩個(gè)S PLC，二者之間通過(guò)PPI電纜進(jìn)行通信。除了對(duì)移動(dòng)載體打滑、遇到大障礙及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)過(guò)載等狀況進(jìn)行糾正和調(diào)整外，PLC還有兩個(gè)主要作用，一是控制電纜收放裝置在機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中隨動(dòng)收放電纜；二是根據(jù)不同的作業(yè)方式適時(shí)調(diào)整機(jī)器人的移動(dòng)速度，以提高工作效率。
[0015]所述車(chē)輪的材料采用耐磨、耐腐蝕橡膠，并在輪子的表面制有凹凸花紋，以達(dá)到增加機(jī)器人與管壁間接觸摩擦系數(shù)的目的。
[0016]本實(shí)用新型原理及有益效果:一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，通過(guò)電纜由地面獲得所需動(dòng)力及控制信號(hào)，電纜收放裝置隨動(dòng)收放電纜，以降低電纜對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活性造成的影響；機(jī)器人移動(dòng)載體采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的輪式結(jié)構(gòu)，車(chē)輪的材料采用耐磨、耐腐蝕橡膠，并在輪子的表面制有凹凸花紋，以達(dá)到增加機(jī)器人與管壁間接觸摩擦系數(shù)的目的；并且由于機(jī)器人在始終有污水存在的管道中工作，時(shí)有可能發(fā)生打滑現(xiàn)象，為此設(shè)計(jì)了打滑糾正機(jī)構(gòu)。當(dāng)載體發(fā)生打滑時(shí)，打滑糾正機(jī)構(gòu)自行啟動(dòng)，此時(shí)打滑糾正電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使絲杠螺母軸向移動(dòng)，使推拉桿帶動(dòng)打滑糾正機(jī)構(gòu)搖桿擺動(dòng)，使得打滑調(diào)整輪撐開(kāi)并與管壁壓緊，于是打滑現(xiàn)象得以糾正，機(jī)器人重新恢復(fù)正常的工作。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]圖1是排水管道纜控清淤機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1.清淤刀具，2.刀具電機(jī)，3.移動(dòng)載體，3-1.主架體，3-2.刀具安裝架，3-3.車(chē)輪，4.打滑糾正機(jī)構(gòu)，4-1.打滑糾正電機(jī)，4-2.打滑調(diào)整輪，4-3.打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)，4-4.推拉桿，4-5.螺母，4-6.絲杠。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在附圖中，一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，包括控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括清淤刀具1，控制清淤刀具I轉(zhuǎn)動(dòng)的刀具電機(jī)2，還包括用來(lái)安裝清淤刀具I的移動(dòng)載體3，以及用來(lái)糾正移動(dòng)載體3打滑的打滑糾正機(jī)構(gòu)4 ;所述打滑糾正機(jī)構(gòu)4包括設(shè)于移動(dòng)載體3頂部的打滑糾正電機(jī)4-1，打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3，以及安裝于打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3連桿上的打滑調(diào)整輪4-2 ;所述打滑糾正電機(jī)4-1的輸出軸連接一橫向可旋轉(zhuǎn)絲杠4-6 ;所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3的一連架桿上鉸接一推拉桿4-4，所述推拉桿4-4的另一端與絲杠4-6上的螺母4-5鉸接。
[0021]所述移動(dòng)載體3包括主架體3-1，設(shè)于主架體3-1前部的刀具安裝架3-2，以及安裝于主架體3-1底部的可自動(dòng)行走車(chē)輪3-3 ;所述清淤刀具I及刀具電機(jī)2均安裝于刀具安裝架3-2上。
[0022]所述刀具電機(jī)2的輸出軸與清淤刀具I的中心連接。
[0023]所述車(chē)輪3-3由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體3的行走。
[0024]所述絲杠4-6的一端與打滑糾正電機(jī)4-1的輸出軸固定連接，另一端由軸承座支承于刀具安裝架3-2上，使絲杠4-6能夠隨打滑糾正電機(jī)4-1轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]所述打滑糾正電機(jī)4-1安裝于主架體3-1頂部的一豎向支架上。
[0026]所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3為雙搖桿機(jī)構(gòu)。
[0027]所述打滑調(diào)整輪4-2的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸，并由軸承與打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3的連桿旋轉(zhuǎn)連接。所述打滑調(diào)整輪4-2至少兩個(gè)，沿連桿長(zhǎng)度方向設(shè)置。
[0028]該排水管道纜控清淤機(jī)器人還包括連接控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜，以及用來(lái)控制電纜收放的電纜收放裝置，所述電纜收放裝置與控制系統(tǒng)連接。
[0029]所述控制系統(tǒng)包括控制器和檢測(cè)裝置。
[0030]所述檢測(cè)裝置包括編碼器及安裝在排水管道上下游檢查井口處的光電開(kāi)關(guān)。編碼器用于對(duì)機(jī)器人在工作過(guò)程中遇到的異常狀況進(jìn)行判斷，光電開(kāi)關(guān)則用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人在前進(jìn)或返回過(guò)程中是否到達(dá)管道的下一個(gè)或起始檢查井口。為了滿(mǎn)足機(jī)器人對(duì)高速脈沖輸出口的要求，控制器采用兩個(gè)S7-200 PLC，二者之間通過(guò)PPI電纜進(jìn)行通信。除了對(duì)移動(dòng)載體3打滑、遇到大障礙及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)過(guò)載等狀況進(jìn)行糾正和調(diào)整外，PLC還有兩個(gè)主要作用，一是控制電纜收放裝置在機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中隨動(dòng)收放電纜；二是根據(jù)不同的作業(yè)方式適時(shí)調(diào)整機(jī)器人的移動(dòng)速度，以提高工作效率。
[0031]所述車(chē)輪3-3的材料采用耐磨、耐腐蝕橡膠，并在輪子的表面制有凹凸花紋，以達(dá)到增加機(jī)器人與管壁間接觸摩擦系數(shù)的目的。
[0032]工作時(shí)，首先利用提吊裝置將機(jī)器人吊放到需要清理的排水管道的下游檢查井底部。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，移動(dòng)載體3攜帶清淤刀具I進(jìn)入管道，并沿著管道完成自主行走，同時(shí)對(duì)管內(nèi)淤積物進(jìn)行自動(dòng)清理。當(dāng)該管段的清理工作完畢后，機(jī)器人自動(dòng)返回至起始井口處。機(jī)器人在始終有污水存在的管道中工作時(shí)仍極有可能發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)移動(dòng)載體3打滑時(shí)，打滑糾正機(jī)構(gòu)4自行啟動(dòng)，此時(shí)打滑糾正電動(dòng)機(jī)4-1驅(qū)動(dòng)絲杠4-6轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母4-5沿絲杠4-6軸向移動(dòng)，從而使推拉桿4-4帶動(dòng)打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)4-3的搖桿擺動(dòng)，使得打滑調(diào)整輪4-2撐開(kāi)并與管壁壓緊，于是打滑現(xiàn)象得以糾正，機(jī)器人重新恢復(fù)正常的工作。
[0033]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，包括控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括清淤刀具(1)，控制清淤刀具(I)轉(zhuǎn)動(dòng)的刀具電機(jī)(2)，其特征是，還包括用來(lái)安裝清淤刀具(I)的移動(dòng)載體(3)，以及用來(lái)糾正移動(dòng)載體(3)打滑的打滑糾正機(jī)構(gòu)(4);所述打滑糾正機(jī)構(gòu)(4)包括設(shè)于移動(dòng)載體(3)頂部的打滑糾正電機(jī)(4-1)，打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)(4-3)，以及安裝于打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)(4-3)連桿上的打滑調(diào)整輪(4-2);所述打滑糾正電機(jī)(4-1)的輸出軸連接一橫向可旋轉(zhuǎn)絲杠(4-6 );所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)(4-3 )的一連架桿上鉸接一推拉桿(4-4)，所述推拉桿(4-4)的另一端與絲杠(4-6)上的螺母(4-5)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述移動(dòng)載體(3)包括主架體(3-1)，設(shè)于主架體(3-1)前部的刀具安裝架(3-2)，以及安裝于主架體(3-1)底部的可自動(dòng)行走車(chē)輪(3-3);所述清淤刀具(I)及刀具電機(jī)(2)均安裝于刀具安裝架(3-2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述刀具電機(jī)(2)的輸出軸與清淤刀具(I)的中心連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述車(chē)輪(3-3)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述絲杠(4-6)的一端與打滑糾正電機(jī)(4-1)的輸出軸固定連接，另一端由軸承座支承于刀具安裝架(3-2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述打滑糾正電機(jī)(4-1)安裝于主架體(3-1)頂部的一豎向支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)(4-3)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述打滑調(diào)整輪(4-2)的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸，并由軸承與打滑糾正四連桿機(jī)構(gòu)(4-3)的連桿旋轉(zhuǎn)連接；所述打滑調(diào)整輪(4-2 )至少兩個(gè)，沿連桿長(zhǎng)度方向設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，還包括連接控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜，以及用來(lái)控制電纜收放的電纜收放裝置，所述電纜收放裝置與控制系統(tǒng)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種排水管道纜控清淤機(jī)器人，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括控制器和檢測(cè)裝置。
【文檔編號(hào)】E03F7/10GK203603252SQ201320763453
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王立文, 吳響, 孫天凱 申請(qǐng)人:徐州中礦安信科技有限公司