[发明专利]管道清洁及检测机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，具体涉及一种管道清洁及检测机器人。

背景技术

我国有各种通风管道、气管道、石油管道、下水道、自来水管道等，工业管道在国计民生中发挥着重要作用，管道一旦出现故障，不仅会造成巨大的经济损失，其故障的排除也相对比较困难。因此管道的定期清洁与检测对企业来说非常重要。

管道机器人在我国还处于初级发展阶段，管道的维护、监测及除尘等项目相对比较落后，国内现有产品多是对上个世纪七十年代末进口设备的改进，由于其设计背景的客观原因还是造成了很多不适合现今使用的问题。也有部分公司直接进口国外管道清洁机器人进行清洁、检测，但进口机器人价格昂贵，一般企业难以承受，而且清洁效果也不理想。如深圳市德昌电机集团有限公司的JECR-E600型管道机器人，在管道清洁与检测过程中，清洁机构采用单清洁臂、旋转刷头、驱动电机组成。清洁臂虽然可实现上下调节，360°旋转，但要逐点清洁管壁各部位，无法完成一次性清洁；同时，清洁臂臂长有限，对于变管径管道清洁，很难达到满意的效果；旋转刷头转速很高，然而机器人整体稳定性不佳，容易出现甩尾等现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种管道清洁及检测机器人。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的管道清洁及检测机器人，其结构是：包括机械系统和控制系统，机械系统设有移动小车和装在该小车上的清洗作业装置。

在所述移动小车的尾部装有检测装置和定位导向装置，其中：检测装置为摄像头；定位导向装置是一种能够使小车平行前进的装置。

清洗作业装置：该装置主要包括清洗臂、清洗臂举升机构、清洗臂张合机构和清洗刷机构四部分，其中，清洗臂举升机构装在移动小车的前部；清洗臂张合机构装在第二工作台上：清洗刷机构装在清洗臂的前端，该机构设有四个小刷和与之配套的压力传感器，在该传感器同步检测和反馈调节作用下，每个小刷始终与管道的内壁紧密接触。

所述清洗臂举升机构由第一直流电机、第一工作台、第三丝杠和第三螺母组成的丝杠螺母副、第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮组成，其中：第一直流电机与第一齿轮相连，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第三丝杠相连，第一工作台与第三螺母相连，第一工作台与第三齿轮通过轴相连。

所述清洗臂张合机构由第二直流电机、第二工作台、第二丝杠和第二螺母组成的丝杠螺母副、第四齿轮及第五齿轮组成，其中：第二直流电机与第四齿轮相连，第四齿轮与第五齿轮啮合，第五齿轮与第二丝杠相连，第二丝杠与第二螺母是带动清洗臂张合的丝杠螺母副。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的主要效果：

1.设计出可变管径清洁机构，由连杆、丝杠螺母机构构成可变范围清扫的伞状张合机构，能满足不同直径管道的清扫。

2.设计出清洗臂举升机构，由丝杠螺母机构构成，实现清洗臂的定心。

3.伞状张合机构的四个刷头传感器实时检测刷头工作情况，自动反馈调节，使刷头始终与管壁紧密贴合，实现伞状张合机构旋转一周既可对相应管壁所有部位一次性清洁。

4.定位导向装置的定位导向杆装有应力传感器，实时反馈信号，操作者实时调节，使定位导向杆时刻保持与管道的一定范围的接触，保证机器人在清扫过程中始终与管道保持平行，完成高效，高质的清扫工作。

5.采用更换刷头式设计，可以满足管道不同污垢的清扫。同时集管道疏通、清扫、检测于一体。

总之，本发明能够较好地解决现有技术存在的问题，具有有效工作面积大、能清扫多种污染物、适应变化管径的清扫、无甩尾现象、价格低廉等优势，运用先进技术可进行多种圆形管道复杂环境下的管道作业，及时疏通、清扫与检测，避免故障发生，同时也能大大延长管道寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4是本发明清洗作业装置结构主视图。

图5是本发明定位导向装置的结构主视图。

图中：1.摄像头；2.铰接座；3.第一连杆；4.定位导向杆；5.第一螺母；6.第一丝杠；7.车载控制模块；8.第一直流电机；9.第一齿轮；10.第二齿轮；11.第一工作台；12.连接轴；13.第三齿轮；14.第二工作台；15.清洗臂；16.第二直流电机；17.第四齿轮；18.第五齿轮；19.第二丝杠；20.第二螺母；21.第二连杆；22.压力传感器；23.小刷；24.第六齿轮；25.第三直流电机；26.第三丝杠；27.第三螺母；28.第七齿轮；29.第八齿轮；30.第四直流电机。

具体实施方式