专利名称：管道清洗机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人技术和管道清洗技术，具体涉及主要应用在空调风管的清洗领域。
背景技术：
机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真技术等多种学科和技术的综合成果。机器人做为新一代生产和服务工具，在社会经济和非经济的广泛领域内占有越来越重要的位置，这对人类提高生产能力、开辟新的产业以及改善生活水平都具有十分现实的意义。
管道清洗能够去除管道内壁的灰尘及滋生的各种病菌、霉菌等，改善管内卫生环境，防止其影响外部空气质量，减少致病或污染因素。目前，管道清洗普遍采用人工清洗方式或半机械方式，劳动强度大，容易造成二次污染，易留卫生死角，难以彻底清洗。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，如何提供一种管道清洗设备能够清洗死角，进一步可监测管道清洁情况。
本实用新型上述技术问题这样解决，构造一种管道清洗机器人，包括车台、车台底部的履带行进机构以及用作所述行进机构动力、位于所述车台内部的行进马达、所述车台上部的升降臂和连接在其上、可更换的清洗头，其特征在于，还包括位于所述车台上的监控照明单元；所述清洗头包括气动马达、连动的转动轴和其上用于清洗的毛刷；所述监控单元、行进马达和气动马达的控制气阀电连接远端监控装置；机器人使用履带式行进机构，车身低、重心矮，使得整套设备行进时稳定并容易越过障碍物。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述行进马达是两路独立的分别用于前后和左右行进的减速电机。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述减速电机的电源为+12V直流电，具备过载保护功能。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述气动马达由压缩空气提供动力，通过连接远程监控装置的受控气阀与外部气泵连接，其与毛刷通过传动轴相连，主要给毛刷提供旋转动力之用；相对于电机而言，气动马达的好处是体积小、力量大，同时可以长时间连续工作、故障率低、不发热、不存在漏电安全隐患等。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述毛刷包括毛刷轴和位于所述毛刷轴相连的毛，通过万向节与气动马达相连，毛刷旋转方向与车台行进方向一致，用于清扫方形管道。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述毛刷包括毛刷轴和位于所述毛刷轴相连的毛，通过万向节与气动马达相连，毛刷旋转方向与车台行进方向垂直(90度角)，用于清扫圆形管道。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述毛的长度为5-40cm，所述毛刷轴长度也可更换；这样可通过更换不同直径的毛刷来清扫不同半径尺寸大小的管道。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，小巧的所述气动马达卧装于升降臂中，与毛刷通过万向节、传动轴、换向齿轮相连，空间利用得体；以上部分连成一个整体，作为机器人的一个模块，可自由拆卸，便于维护。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述监控照明单元包括摄像头和探射灯，具体方案是装载于履带式行进机构上的彩色广角摄像头以及可以自由探射各方位的灯，通过摄像头捕捉管内情况，信号通过电缆传到远端监控装置一监视器，通过该装置可以监控机器人在管内的整个工作过程，避开障碍物。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述升降臂可连接受控动力机构，为远程控制升降，清洗可更为灵活、更为彻底；所述升降臂也可手动升降，通过更换不同大小的毛刷清洗不同管径的管道。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述机器人通过电缆提供动力、连接控制部分。
按照本实用新型提供的机器人，其特征在于，所述机器人还包括内部的主控单元，所述主控单元一端通信连接所述远程监控装置，另一端控制连接所述监控单元、行进马达和气阀。
本实用新型提供的管道清洗机器人适合清洗各种情况的复杂管道，不留死角，彻底清除杂物、灰尘和病菌；该机器人主要用于中央空调通风管道的清扫、检测，亦可用于其他诸如厨房油烟管道、工厂排烟管道等。完全代替人工，效率高，效果好；将升降臂连同毛刷卸下可以是一部小巧灵活的检测机器人。
图1是本实用新型提供的带圆形管道清洗毛刷的清洗机器人外部结构示意图。
图2是本实用新型提供的带方形管道清洗毛刷的清洗机器人外部结构示意图。
图3是图1、2所示机器人的电原理图。
图4是图1、2所示机器人远程监控装置的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1，该管道清洗机器人包括车台1，清洗头3，监控照明单元5，其履带行进机构包括履带4和多个轮子，升降臂2位于车台1上部，毛刷6连接内部气动马达，通过车台1尾端电缆连接远端监控装置，该装置给机器人提供电源，并远程控制机器人行进方向、速度、照明灯强度，毛刷旋转速度等。该圆形管道毛刷，其毛刷轴与传动轴通过万向节相连，毛刷旋转方向与机器人前进方向呈90度角。
如图2，该管道清洗机器人带方形管道毛刷，其毛刷轴中央侧面通过万向节和换向齿轮与气动马达传动轴相连，将动力传至左右两边的毛刷，毛刷旋转方向与机器人行进方向一致；毛刷6的毛位于毛刷轴两端。
该管道清洗机器人履带行进机构重心低，履带4在该机器人前进方部位自底向上倾斜，在远端监控装置的控制下由变速电机驱动行进机构可较易翻越管道内的障碍物；同时，照明灯为黑暗的管道环境提供光源，摄像头可为一个或多个广角摄像头，通过与其电连接的远端监控装置能够检测到管道内的具体清洁情况，并根据该具体情况进行清洗；同时，履带式行进机构与升降臂是两个大的模块，二者结合是带监控的清扫机器人，这种机器人可将升降臂连同毛刷卸下变成一部小巧灵活的检测机器人，此时仅用于检测管道情况。
如图3、4，该机器人和其远程监控装置之间采用485总线接口进行通讯，都使用接口芯片MAX485，包括位于各自电路上对应的连接插线端13和连接插线端14，机器人和远程监控装置都连接外部24V电源，通过DC-DC直流变压芯片U401转换为内部直接使用的5V直流电源。机器人采用单片机MCS51 20作主控单元12，通过控制线连接控制开关K1、K21分别控制照明灯8和气阀9，同时通过控制线连接PWM调速装置控制两路电机10、11，分别驱动机器人(车台)前后或左右行进；远程控制装置使用单片机AT89C51，连接控制面板，包括分别用于控制机器人前进、后退、左转、右转、车速提高和车速降低的S101、S102、S103、S104、S107和S108，以及用于控制清洗头工作的S105和用于控制照明灯的S106，单片机AT89C51将这些按键开关信号编译成指令通过通信端口发送给机器人，进一步，机器人和远程监控装置的初始通信建立可通过复位来完成，其各自复位电路输出端连接各自单片机的RST端。
权利要求1.一种管道清洗机器人，包括车台(1)、车台底部的履带行进机构(4)，以及用作所述履带行进机构动力位于车台(1)内部的行进马达(10、11)，所述车台(1)上部的升降臂(2)和连接在其上、可更换的清洗头(3)，其特征在于，还包括位于所述车台(1)上的监控照明单元(5)；所述清洗头包括气动马达、连动的转动轴和其上用于清洗的毛刷(6)；所述监控单元和行进马达(10、11)通过电缆连接远端监控装置。
2.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述行进马达(10、11)是两路独立的分别用于前后和左右行进的减速电机。
3.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述气动马达通过气阀(9)连接外部气泵。
4.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述毛刷(6)包括毛刷轴和与毛刷轴相连的毛，毛刷轴与气动马达的转动轴成180度或90度角，通过万向节和换向齿轮与所述转动轴相连。
5.根据权利要求4所述机器人，其特征在于，所述毛刷(6)的毛长度为5-40cm。
6.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述监控照明单元包括摄像头和探射灯(8)。
7.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述升降臂(2)可连接受控动力机构，通过控制箱远程控制其升降。
8.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述电缆连接为有线连接方式，机器人通过电缆获取动力和照明，接受控制信号。
9.根据权利要求1或3所述机器人，其特征在于，还包括内部的主控单元(12)，所述主控单元(12)一端通信连接所述远程监控装置，另一端控制连接所述监控单元、行进马达(10、11)和气阀(9)。
专利摘要本实用新型涉及并公开了一种管道清洗机器人，包括车台(1)、车台上部的升降臂(2)、连接在升降臂上可更换的清洗头(3)、车台底部的履带行进机构(4)、位于车台上的监控照明单元(5)和位于清洗头上的毛刷(6)。所述清洗头包括气动马达、连动的转动轴和其上用于清洗的毛刷(6)；所述监控单元、车台行进和气动马达的控制气阀(9)通过电缆连接远端监控装置。这种清洗机器人适合清洗各种复杂情况的管道，不留死角，彻底清除杂物、灰尘和病菌。
文档编号B08B9/045GK2734434SQ20032012814
公开日2005年10月19日 申请日期2003年12月16日 优先权日2003年12月16日
发明者杨雄, 蔡晓辉 申请人:杨雄, 蔡晓辉