一种城市排水管道清淤机器人的制作方法

本发明涉及管道清淤机器人技术领域，具体为一种城市排水管道清淤机器人。

背景技术：

城市排水管道是处理和排除城市污水和雨水的工程设施系统，城市排水管道通常埋设于地下，由于排水管道内会排入大量生活杂物垃圾及基建工地水泥砂发生沉淀、淤积，容易造成管道堵塞，不及时进行管道清淤、疏通容易造成污水滥流、污染环境和城市内涝，然而，管道所处的环境往往是不易直接达到或不允许人们直接进入的，检测及清洗难度很大，目前较为有效的方法是利用管道机器人来完成管道清淤工作，现有的道清淤机器人大多无法根据管道结构进行自适应行走，只能在特定管径内的管道中工作，适用性较差，而目前的自适应行走的道清淤机器人基本采用轮式结构，在管道内移动时容易打滑，越障能力较差，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。

技术实现要素：

技术问题：现有的道清淤机器人大多进行自适应行走，而目前的自适应行走的道清淤机器人基本采用轮式结构，在管道内移动时容易打滑，越障能力较差。

为解决上述问题，本例设计了一种城市排水管道清淤机器人，本例的一种城市排水管道清淤机器人，包括车体，所述车体内设有动力腔，所述车体内设有位于所述动力腔左侧的备用腔，所述动力腔内转动连接有延伸至所述备用腔内的动力轴，所述动力轴动力连接有固定连接于所述动力腔右侧内壁的电机，所述动力轴上转动连接有位于所述电机左侧的十字型转盘，所述动力腔内环向阵列分布有位于所述电机左侧且远离中心一端伸出所述动力腔端面外的四个自适应装置1，所述自适应装置1通过与所述十字型转盘一端相铰接的联动臂、与联动臂相铰接且与所述动力腔左侧内壁滑动连接的滑动臂、与所述十字型转盘左侧端面连接的所述扭转弹簧实现自动适用路况的功能，所述自适应装置1内设有能传递所述电机动力的传动装置2，所述自适应装置1远离中心一端上设有利用所述传动装置2传递的动力驱动清淤机器人移动的驱动轮装置3，所述驱动轮装置3左端设有越障装置4，所述备用腔左端对称中心设有可自动适用管道大小的清淤装置5，所述清淤装置5与所述越障装置4联动使清淤机器人自动越障。

有益地，所述备用腔内设置有备用电池，当作业中的清淤机器人与外部供电电缆之间的连接被切断时，所述备用电池为清淤机器人提供备用动力使其自主离开作业管道。

其中，以下侧的所述自适应装置1为例，所述自适应装置1包括固定连接于所述动力轴上且位于所述十字型转盘左侧的挡盘，所述扭转弹簧左右两端分别与所述挡盘右侧端面及所述十字型转盘左侧端面相连接，所述十字型转盘内设有转盘腔，所述十字型转盘下端与位于所述十字型转盘左侧的所述联动臂相铰接，所述联动臂内设有联动臂腔，所述联动臂下端与位于所述联动臂左侧的所述滑动臂相铰接，所述滑动臂内设有滑动臂腔。

可优选地，当管道直径变小时，所述滑动臂可沿着所述动力腔左侧内壁向靠近中心一侧滑动，当管道直径变大时，由于所述扭转弹簧的弹力作用使所述滑动臂沿着所述动力腔左侧内壁向远离中心一侧滑动，从而实现自动适应路况功能。

其中，以下侧的所述传动装置2为例，所述传动装置2包括固定连接于所述动力轴上且位于所述转盘腔内的主齿轮，所述转盘腔右侧内壁上转动连接有左右延伸且向左延伸入所述联动臂腔内的齿轮轴，所述齿轮轴与所述联动臂腔左侧内壁转动连接，所述齿轮轴上固定连接有位于所述转盘腔内的齿轮，所述齿轮轴上固定连接有位于所述联动臂腔内的带轮，所述联动臂腔右侧内壁转动连接有左右延伸且向左延伸入所述滑动臂腔内的联动轴，所述联动轴位于所述齿轮轴下侧且与所述滑动臂腔左侧内壁转动连接，所述联动轴上固定连接有位于所述联动臂腔内的联动带轮，所述联动带轮与所述带轮之间连接有传动带，所述联动轴上固定连接有位于所述滑动臂腔内的副带轮，所述滑动臂腔内转动连接有位于所述联动轴下侧且左右延伸的复合轴，所述复合轴上固定连接有复合带轮，所述复合带轮与所述副带轮之间连接有v带，所述滑动臂腔内转动连接有位于所述复合轴前侧且左右延伸的锥齿轮轴，所述锥齿轮轴右端延伸出所述滑动臂腔右侧端面，所述锥齿轮轴上固定连接有位于所述滑动臂腔内的v带轮，所述v带轮与所述复合带轮之间连接有位于所述v带右侧的同步带，所述锥齿轮轴固定连接有位于所述滑动臂腔端面外的小锥齿轮。

其中，以下侧的所述驱动轮装置3为例，所述驱动轮装置3包括与所述滑动臂下侧端面固定连接的第一履带箱，所述第一履带箱内设有上下左右贯通的第一履带腔，所述第一履带腔前侧内壁上转动连接有前后延伸的转动轴，所述转动轴上固定连接有前后对称的两个动力带轮，前侧的所述动力带轮后侧端面上固定连接有与所述小锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述第一履带腔内转动连接有位于所述转动轴左侧且前后延伸的履带轮轴，所述履带轮轴延伸出所述第一履带腔前侧端面，所述履带轮轴上固定连接有位于所述第一履带腔内的副履带轮，所述副履带轮与所述动力带轮之间连接有第一履带。

其中，以下侧的所述越障装置4为例，所述越障装置4包括与所述履带轮轴转动连接的第二履带箱，所述第二履带箱内设有上下左右贯通的第二履带腔，所述履带轮轴向前延伸入所述第二履带腔内且与所述第二履带腔前侧内壁转动连接，所述履带轮轴上固定连接有位于所述第二履带腔内的履带轮，所述第二履带腔内转动连接有位于所述履带轮轴左侧且前后延伸的越障轴，所述越障轴上固定连接有越障带轮，所述越障带轮与所述履带轮之间连接有第二履带，所述第二履带腔后侧端面上铰接有越障杆。

其中，所述清淤装置5包括与所述备用腔转动连接且左右延伸的滑动轴，所述滑动轴延伸出所述备用腔左侧端面，所述滑动轴右端与所述动力轴左端固定连接，所述滑动轴上固定连接有位于所述备用腔端面外的刮刀盘，所述刮刀盘内设有左右贯通的摆杆腔，所述摆杆腔内环向阵列分布有开口开口朝向远离对称中心处的四个滑动腔，所述滑动腔上滑动连接有刮刀滑块，所述刮刀滑块远离对称中心一端固定连接有刮刀，所述刮刀滑块上铰接有摆杆，所述滑动轴上滑动连接有位于所述刮刀盘右侧的滑动盘，所述摆杆另一端与所述滑动盘相铰接，所述越障杆另一端与所述滑动盘相铰接且所述越障杆位于所述摆杆右侧，所述滑动盘右侧端面与所述备用腔左侧端面之间连接有复位弹簧。

可优选地，所述摆杆随管道直径变化而移动并通过所述摆杆、所述滑动盘带动所述越障杆运动，从而能联动所述越障装置4实现越障功能。

本发明的有益效果是：本发明为一种城市排水管道清淤机器人，其中的清淤机构内有可沿导轨滑动的多组刮刀，当清淤机器人遇到障碍物或管径变化时，多组刮刀通过滑动改变之间距离来适应环境变化，同时刮刀的滑动通过联动机构带动第一履带装置向对称中心处或远离对称中心处转动，使得清淤机器人前部越过障碍物或进入直径变化的管道内，与第一履带装置相邻的第二履带装置固定伸缩装置上，第二履带装置也能通过滑动改变之间距离来适应环境变化，使得清淤机器人后部也能越过障碍物或进入直径变化的管道内，从而实现清淤机器人较为高效的越障和自动适应管内行走，同时采用履带结构能有效避免在管道内移动时打滑。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的一种城市排水管道清淤机器人的整体结构示意图；

图2为图1的“a-a”方向的结构示意图；

图3为图1的“b-b”方向的结构示意图；

图4为图1的“c-c”方向的结构示意图；

图5为图1的“d-d”方向的结构示意图；

图6为图1的“e”处的结构放大示意图；

图7为图2的“f”处的结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合图1-图7对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

本发明涉及一种城市排水管道清淤机器人，主要应用于城市排水管道清淤，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：

本发明所述的一种城市排水管道清淤机器人，包括车体11，所述车体11内设有动力腔12，所述车体11内设有位于所述动力腔12左侧的备用腔66，所述动力腔12内转动连接有延伸至所述备用腔66内的动力轴13，所述动力轴13动力连接有固定连接于所述动力腔12右侧内壁的电机14，所述动力轴13上转动连接有位于所述电机14左侧的十字型转盘38，所述动力腔12内环向阵列分布有位于所述电机14左侧且远离中心一端伸出所述动力腔12端面外的四个自适应装置101，所述自适应装置101通过与所述十字型转盘38一端相铰接的联动臂17、与联动臂17相铰接且与所述动力腔12左侧内壁滑动连接的滑动臂24、与所述十字型转盘38左侧端面连接的所述扭转弹簧69实现自动适用路况的功能，所述自适应装置101内设有能传递所述电机14动力的传动装置102，所述自适应装置101远离中心一端上设有利用所述传动装置102传递的动力驱动清淤机器人移动的驱动轮装置103，所述驱动轮装置103左端设有越障装置104，所述备用腔66左端对称中心设有可自动适用管道大小的清淤装置105，所述清淤装置105与所述越障装置104联动使清淤机器人自动越障。

有益地，所述备用腔66内设置有备用电池68，当作业中的清淤机器人与外部供电电缆之间的连接被切断时，所述备用电池68为清淤机器人提供备用动力使其自主离开作业管道。

根据实施例，以下对自适应装置101进行详细说明，以下侧的所述自适应装置101为例，所述自适应装置101包括固定连接于所述动力轴13上且位于所述十字型转盘38左侧的挡盘70，所述扭转弹簧69左右两端分别与所述挡盘70右侧端面及所述十字型转盘38左侧端面相连接，所述十字型转盘38内设有转盘腔67，所述十字型转盘38下端与位于所述十字型转盘38左侧的所述联动臂17相铰接，所述联动臂17内设有联动臂腔64，所述联动臂17下端与位于所述联动臂17左侧的所述滑动臂24相铰接，所述滑动臂24内设有滑动臂腔65。

有益地，当管道直径变小时，所述滑动臂24可沿着所述动力腔12左侧内壁向靠近中心一侧滑动，当管道直径变大时，由于所述扭转弹簧69的弹力作用使所述滑动臂24沿着所述动力腔12左侧内壁向远离中心一侧滑动，从而实现自动适应路况功能。

根据实施例，以下对传动装置102进行详细说明，以下侧的所述传动装置102为例，所述传动装置102包括固定连接于所述动力轴13上且位于所述转盘腔67内的主齿轮15，所述转盘腔67右侧内壁上转动连接有左右延伸且向左延伸入所述联动臂腔64内的齿轮轴60，所述齿轮轴60与所述联动臂腔64左侧内壁转动连接，所述齿轮轴60上固定连接有位于所述转盘腔67内的齿轮62，所述齿轮轴60上固定连接有位于所述联动臂腔64内的带轮61，所述联动臂腔64右侧内壁转动连接有左右延伸且向左延伸入所述滑动臂腔65内的联动轴56，所述联动轴56位于所述齿轮轴60下侧且与所述滑动臂腔65左侧内壁转动连接，所述联动轴56上固定连接有位于所述联动臂腔64内的联动带轮58，所述联动带轮58与所述带轮61之间连接有传动带59，所述联动轴56上固定连接有位于所述滑动臂腔65内的副带轮57，所述滑动臂腔65内转动连接有位于所述联动轴56下侧且左右延伸的复合轴42，所述复合轴42上固定连接有复合带轮41，所述复合带轮41与所述副带轮57之间连接有v带39，所述滑动臂腔65内转动连接有位于所述复合轴42前侧且左右延伸的锥齿轮轴23，所述锥齿轮轴23右端延伸出所述滑动臂腔65右侧端面，所述锥齿轮轴23上固定连接有位于所述滑动臂腔65内的v带轮46，所述v带轮46与所述复合带轮41之间连接有位于所述v带39右侧的同步带40，所述锥齿轮轴23固定连接有位于所述滑动臂腔65端面外的小锥齿轮22。

根据实施例，以下对驱动轮装置103进行详细说明，以下侧的所述驱动轮装置103为例，所述驱动轮装置103包括与所述滑动臂24下侧端面固定连接的第一履带箱54，所述第一履带箱54内设有上下左右贯通的第一履带腔55，所述第一履带腔55前侧内壁上转动连接有前后延伸的转动轴21，所述转动轴21上固定连接有前后对称的两个动力带轮19，前侧的所述动力带轮19后侧端面上固定连接有与所述小锥齿轮22啮合连接的锥齿轮20，所述第一履带腔55内转动连接有位于所述转动轴21左侧且前后延伸的履带轮轴27，所述履带轮轴27延伸出所述第一履带腔55前侧端面，所述履带轮轴27上固定连接有位于所述第一履带腔55内的副履带轮53，所述副履带轮53与所述动力带轮19之间连接有第一履带18。

根据实施例，以下对越障装置104进行详细说明，以下侧的所述越障装置104为例，所述越障装置104包括与所述履带轮轴27转动连接的第二履带箱49，所述第二履带箱49内设有上下左右贯通的第二履带腔50，所述履带轮轴27向前延伸入所述第二履带腔50内且与所述第二履带腔50前侧内壁转动连接，所述履带轮轴27上固定连接有位于所述第二履带腔50内的履带轮26，所述第二履带腔50内转动连接有位于所述履带轮轴27左侧且前后延伸的越障轴29，所述越障轴29上固定连接有越障带轮28，所述越障带轮28与所述履带轮26之间连接有第二履带25，所述第二履带腔50后侧端面上铰接有越障杆30。

根据实施例，以下对清淤装置105进行详细说明，所述清淤装置105包括与所述备用腔66转动连接且左右延伸的滑动轴36，所述滑动轴36延伸出所述备用腔66左侧端面，所述滑动轴36右端与所述动力轴13左端固定连接，所述滑动轴36上固定连接有位于所述备用腔66端面外的刮刀盘32，所述刮刀盘32内设有左右贯通的摆杆腔48，所述摆杆腔48内环向阵列分布有开口开口朝向远离对称中心处的四个滑动腔47，所述滑动腔47上滑动连接有刮刀滑块33，所述刮刀滑块33远离对称中心一端固定连接有刮刀31，所述刮刀滑块33上铰接有摆杆34，所述滑动轴36上滑动连接有位于所述刮刀盘32右侧的滑动盘35，所述摆杆34另一端与所述滑动盘35相铰接，所述越障杆30另一端与所述滑动盘35相铰接且所述越障杆30位于所述摆杆34右侧，所述滑动盘35右侧端面与所述备用腔66左侧端面之间连接有复位弹簧37。

有益地，所述摆杆34随管道直径变化而移动并通过所述摆杆34、所述滑动盘35带动所述越障杆30运动，从而能联动所述越障装置104实现越障功能。

以下结合图1至图7对本文中的一种城市排水管道清淤机器人的使用步骤进行详细说明：

开始时，滑动盘35与刮刀盘32右侧内壁接触，滑动臂24、摆杆34位于远离对称中心最大限位处。

工作时，调整各个刮刀31之间距离以便于将清淤机器人放入管道中，启动电机14,电机14带动动力轴13、滑动轴36转动，动力轴13通过主齿轮15、齿轮62、齿轮轴60、带轮61、传动带59、联动带轮58、联动轴56、副带轮57、v带39带动复合带轮41转动，复合带轮41通过同步带40、v带轮46、锥齿轮轴23带动小锥齿轮22转动，小锥齿轮22通过与锥齿轮20啮合带动转动轴21转动，转动轴21通过动力带轮19带动第一履带18转动，第一履带18通过副履带轮53、履带轮轴27、履带轮26带动第二履带25、越障带轮28转动，从而实现清淤机器人沿管道前行，同时滑动轴36带动刮刀盘32转动，从而带动刮刀31旋转刮除管道内壁上的淤泥，当清淤机器人遇到障碍物或管道直径变小时，刮刀31受外力作用带动刮刀滑块33向对称中心处滑动，刮刀滑块33通过摆杆34使滑动盘35沿着滑动轴36向右滑动，滑动轴36通过越障杆30使第二履带箱49向对称中心侧转动，使得清淤机器人左侧部分越过障碍物或进入直径变小的管道内，之后第一履带箱54受外力作用带动滑动臂24向对称中心处移动，使得清淤机器人右侧部分也能越过障碍物或进入直径变小的管道内，当管道直径变大时，由于滑动轴36、扭转弹簧69弹力作用，使得刮刀31、第一履带箱54向远离对称中心一侧移动，从而实现清淤机器人自动越障和自动适应管道管径变化。

本发明的有益效果是：本发明为一种城市排水管道清淤机器人，其中的清淤机构内有可沿导轨滑动的多组刮刀，当清淤机器人遇到障碍物或管径变化时，多组刮刀通过滑动改变之间距离来适应环境变化，同时刮刀的滑动通过联动机构带动第一履带装置向对称中心处或远离对称中心处转动，使得清淤机器人前部越过障碍物或进入直径变化的管道内，与第一履带装置相邻的第二履带装置固定伸缩装置上，第二履带装置也能通过滑动改变之间距离来适应环境变化，使得清淤机器人后部也能越过障碍物或进入直径变化的管道内，从而实现清淤机器人较为高效的越障和自动适应管内行走，同时采用履带结构能有效避免在管道内移动时打滑。

通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。