一种河涌污水管网清淤机器人的制作方法

本发明涉及污水管网清淤技术领域，具体为一种河涌污水管网清淤机器人。

背景技术：

近年来，随着城镇化的不断推进，越来越多的人涌入大城市中，为了提高市民的生活品质，改善城市环境，各地方的管理部门也加大了对城市基建的资金投入，河涌污水管网即是改善民生的重要项目之一。河涌污水管网主要用于防洪、防涝。当汛期来临时，城市中会短时间内积聚大量的雨水，这些雨水必须借助于河涌污水管网才能及时疏散，从而避免城市内涝的问题。

由于河涌污水管网主要用于疏通废弃污水，因此河涌污水管网中常常积聚大量的淤泥，这些淤泥需要人工定期清理才能避免管网的堵塞，但是人力清除工期过长，且地下管道的气味难闻，施工人员在水利工程管道内长时间工作，会造成身体伤害，施工环境较差，大型设备施工不便，清理疏通困难，虽然现有技术中也通过机器进行清理，但是其大部分都是通过铲子将管网底部的淤泥铲起，然后进行对淤泥进行抽取，这样的方式，其铲子的形状就必须与管网弧度相同，导致在对针对不同管径的管网时就需要定做不同尺寸的铲子进行清理，同时由于管网内部淤泥不一定都沉积在管网底部，这样会有部分淤泥未被铲起，从而影响其清理效果较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种河涌污水管网清淤机器人以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种河涌污水管网清淤机器人，包括主体机构、负压机构、清淤机构以及控制机构，所述主体机构包括车箱、履带组件、滤水隔层、隔离筒、控制箱、驱动杆以及斜齿一，所述车箱的两侧皆设置有履带组件，所述滤水隔层水平设置在车箱内部的中间位置处，所述隔离筒贯穿滤水隔层设置在车箱内部前端的中间位置处，所述控制箱设置在车箱尾端，所述隔离筒底部贯穿设置有驱动杆，且驱动杆的两端分别延伸与履带组件的两个对应驱动轮输出轴固定连接，位于所述隔离筒内部的驱动杆上设置有斜齿一；

所述负压机构包括转动杆、斜齿二、l型杆一、活塞筒、活塞、活塞杆、铰接杆、套筒、进水管、出水管、单向阀一、单向阀二和喷头，所述转动杆通过轴承座设置在斜齿一上方的隔离筒内部，且转动杆的底端设置有与斜齿一向啮合的斜齿二，所述转动杆的顶端延伸至车箱顶部，所述转动杆的顶端一侧焊接有l型杆一，所述活塞筒设置在l型杆一一侧的车箱顶部，所述活塞筒的内部滑动设置有活塞，所述活塞靠近l型杆一一侧的中间位置处垂直设置有活塞杆，且活塞杆的一端延伸至活塞筒一端铰接有铰接杆，所述铰接杆的自由端固定连接有套筒，所述套筒套设在l型杆一外侧，所述活塞筒的另一端分别设置有进水管与出水管，且所述进水管与出水管上分别设置有单向阀一与单向阀二，所述进水管延伸车箱内部并贯穿滤水隔层延伸至车箱底部，所述出水管延伸至车箱前端并在其外侧设置有喷头；

所述清淤机构包括活动组件以及旋转组件，所述活动组件包括固定盒、滑动盒、转动板、环形密封板、十字型固定杆、滑动筒、l型杆二和斜齿盘，所述固定盒设置在l型杆一远离活塞筒一侧的车箱顶部，且固定盒底端与车箱内部连通，所述固定盒的内部滑动设置有滑动盒，所述滑动盒顶部两侧对称设置有圆形通孔，且圆形通孔的内部通过轴承设置有转动板，且转动板周边的两侧皆设置有环形密封板，所述l型杆一的顶部垂直设置有十字型固定杆，所述十字型固定杆外侧套设有与其相互匹配的滑动筒，所述滑动筒顶部一侧焊接有l型杆二，且l型杆二与滑动筒之间设置有轴承座，所述l型杆二的顶端设置有斜齿盘；

所述旋转组件包括转动轴、斜齿三、矩形框、调节杆、齿轮、齿条、把手和刮泥件，两个所述转动板之间贯穿设置有转动轴，且所述转动轴与转动板固定连接，所述转动轴的一端延伸至斜齿盘一侧固定连接有与斜齿盘相互啮合的斜齿三，所述转动轴的另一端固定连接有矩形框，所述矩形框内部两侧边皆滑动设置有调节杆，且两个所述调节杆之间的矩形框内侧设置有齿轮，所述调节杆靠近齿轮的一侧设置有与齿轮相互啮合的齿条，所述齿轮其中一个输出轴延伸至矩形框一侧设置有把手，两个所述调节杆相对的一端皆设置有刮泥件，所述刮泥件包括固定壳、滚球、刮板、滑块、复位弹簧、弧形刮板和伸缩管，所述固定壳的内部设置有淤泥容纳腔，且淤泥容纳腔一侧的固定壳侧边设置有弧形凹槽，且弧形凹槽的内部设置有滚球，所述淤泥容纳腔靠近滚球一侧边滑动设置有刮板，所述刮板远离滚球延伸方向的固定壳内部设置有滑动腔，所述滑动腔的内部滑动设置有滑块，所述滑块的一端与滑动腔之间设置有复位弹簧，所述刮板的一端延伸至滑动腔内部与滑块固定连接，所述刮板远离滑块的一端靠近且淤泥容纳腔内部一侧设置有弧形刮板，且弧形刮板靠近刮板的一侧设置有开口，所述淤泥容纳腔靠近滑动腔一端的固定壳侧壁设置有伸缩软管，且伸缩软管的自由端贯穿转动板延伸至滑动盒内部。

所述控制机构包括分别设置在控制箱内部的蓄电池、控制器以及信号收发器和设置在固定盒前侧的摄像头，所述摄像头用于拍摄河涌污水管网淤泥情况，所述控制器一方面用于将摄像头拍摄的图像通过信号收发器传送至远端操作设备、另一方面用于执行远端操作设备的指令信号以控制履带组件工作。

优选的，两个所述刮泥件的淤泥容纳腔的敞口朝向以转动轴为圆心的顺时针方向。

优选的，所述把手上设置有限位螺钉。

优选的，所述单向阀一的流向为车箱的内部至活塞筒的内部。

优选的，所述单向阀二的流向为活塞筒至喷头。

优选的，所述滤水隔层包括上隔板、下隔板以及夹装在上隔板和下隔板之间的滤布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明矩形框内部两侧边皆滑动设置调节杆，且两个调节杆之间的矩形框内侧设置齿轮，调节杆靠近齿轮的一侧设置与齿轮相互啮合的齿条，齿轮其中一个输出轴延伸至矩形框一侧设置把手，两个调节杆相对的一端皆设置刮泥件，应用时，根据管网的尺寸不同，转动把手带动齿轮转动，而齿轮转动通过与其相互啮合的齿轮可带动两个调节杆相对或相向移动，进而使得两个调节杆两端的刮泥件抵触在管网侧壁，这样在两个调节杆转动时，可对管网内侧进行全方位清理，即本发明可对不同尺寸的管网进行全方位清理。

(2)本发明刮泥件包括固定壳、滚球、刮板、滑块、复位弹簧、弧形刮板和伸缩管，固定壳的内部设置淤泥容纳腔，且淤泥容纳腔一侧的固定壳侧边设置弧形凹槽，且弧形凹槽的内部设置滚球，淤泥容纳腔靠近滚球一侧边滑动设置刮板，刮板远离滚球延伸方向的固定壳内部设置滑动腔，滑动腔的内部滑动设置滑块，滑块的一端与滑动腔之间设置复位弹簧，刮板的一端延伸至滑动腔内部与滑块固定连接，刮板远离滑块的一端靠近且淤泥容纳腔内部一侧设置弧形刮板，且弧形刮板靠近刮板的一侧设置开口，淤泥容纳腔靠近滑动腔一端的固定壳侧壁设置伸缩软管，且伸缩软管的自由端贯穿转动板延伸至滑动盒内部，应用时，刮泥件的滚球抵触的管网内侧壁，可减小刮泥件与管网之间的摩擦，刮泥件的弧形刮板可插入淤泥内部，将淤泥铲起，减小刮板运动时的阻力，刮泥件的刮板可对管网内淤泥进行刮取，使淤泥顺着刮板进入淤泥容纳腔内部。

(3)本发明负压机构包括转动杆、斜齿二、l型杆一、活塞筒、活塞、活塞杆、铰接杆、套筒、进水管、出水管、单向阀一、单向阀二和喷头，转动杆通过轴承座设置在斜齿一上方的隔离筒内部，且转动杆的底端设置与斜齿一向啮合的斜齿二，转动杆的顶端延伸至车箱顶部，转动杆的顶端一侧焊接l型杆一，活塞筒设置在l型杆一一侧的车箱顶部，活塞筒的内部滑动设置活塞，活塞靠近l型杆一一侧的中间位置处垂直设置活塞杆，且活塞杆的一端延伸至活塞筒一端铰接铰接杆，铰接杆的自由端固定连接套筒，套筒套设在l型杆一外侧，活塞筒的另一端分别设置进水管与出水管，且进水管与出水管上分别设置单向阀一与单向阀二，进水管延伸车箱内部并贯穿滤水隔层延伸至车箱底部，出水管延伸至车箱前端并在其外侧设置喷头，在应用时，履带组件带动车箱移动的同时带动与履带组件的驱动轮连接的驱动杆转动，而驱动杆转动通过其外侧的斜齿一可带动斜齿二转动，进而带动转动杆以及转动杆顶端一侧的l型杆一转动，l型杆一在转动时，通过铰接杆带动以及活塞杆带动活塞在活塞筒内部往复进行移动，当活塞向右侧移动时，通过进水管将车箱内部滤水隔层下方的水吸入活塞筒内部，当活塞向右侧移动时，通过出水管可将活塞筒内部的水从喷头排出，对管网内部淤泥进行湿润，减小刮泥件运动时的阻力，而在进水管将车箱内部滤水隔层下方的水吸入活塞筒内部过程中，一方面可使得车箱内部形成负压，提高滤水隔层上方的淤泥中的水通过滤水隔层速度，另一方面使得固定盒与滑动盒形成负压产生吸力，从而使得进入淤泥容纳腔内部淤泥通过伸缩软管进入滑动盒内部，并掉落这车箱内部进行储存。

(4)本发明活动组件包括固定盒、滑动盒、转动板、环形密封板、十字型固定杆、滑动筒、l型杆二和斜齿盘，固定盒设置在l型杆一远离活塞筒一侧的车箱顶部，且固定盒底端与车箱内部连通，固定盒的内部滑动设置滑动盒，滑动盒顶部两侧对称设置圆形通孔，且圆形通孔的内部通过轴承设置转动板，且转动板周边的两侧皆设置有环形密封板，l型杆一的顶部垂直设置十字型固定杆，十字型固定杆外侧套设有与其相互匹配的滑动筒，滑动筒顶部一侧焊接有l型杆二，且l型杆二与滑动筒之间设置轴承座，l型杆二的顶端设置斜齿盘，应用时，滑动盒与l型杆二的高度可随着调节杆的调节进行同步移动，使得转动轴的斜齿二始终与l型杆二的斜齿盘始终啮合，在l型杆一转动时，通过十字型固定杆与其外侧套设与其相互匹配的滑动筒可带动l型杆二进行转动，进而通过斜齿盘与斜齿三带动转动轴转动，从而带动两个调节杆进行转动，即无需借助电机，在车箱移动过程中使得两个调节杆前端的刮泥件进行转动，对管网进行清淤。

综上所述，本发明通转动把手，通过齿轮与齿条的配合使得两个调节杆刮泥件抵触在管网侧壁，可适应不同管径的管网，并且在履带组件带动车箱移动时，通过斜齿盘可带动转动轴转动，进而使得刮泥件沿着管网侧壁进行移动，对管网内部的淤泥进行全方位进行清理，同时在履带组件带动车箱移动时，还能使得活塞在活塞筒内部往复进行移动，一方面可将车箱滤水隔层下方的从喷头排出，对车箱前方的淤泥进行湿润，另一方面加快滤水隔层上方淤泥中水分通过滤水隔层的速度，同时使得车箱内部形成负压产生吸力，将进入刮泥件的淤泥收纳腔内部淤泥通过伸缩软管吸入车箱内部，无需借助额外动力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主体机构结构示意图；

图3为本发明的主体机构与负压机构结构示意图；

图4为本发明的主体机构、负压机构、活动组件结构示意图；

图5为本发明的主体机构、负压机构、活动组件、旋转组件结构示意图；

图6为本发明的刮泥件侧视结构示意图；

图7为本发明的侧剖结构示意图。

图中：1、主体机构；11、车箱；12、履带组件；13、滤水隔层；14、隔离筒；15、控制箱；16、驱动杆；17、斜齿一；2、负压机构；21、转动杆；22、斜齿二；23、l型杆一；24、活塞筒；25、活塞；26、活塞杆；27、铰接杆；28、套筒；29、进水管；210、出水管；211、单向阀一；212、单向阀二；213、喷头；3、清淤机构；31、活动组件；311、固定盒；312、滑动盒；313、圆形通孔；314、转动板；315、环形密封板；316、十字型固定杆；317、滑动筒；318、l型杆二；319、斜齿盘；32、旋转组件；321、转动轴；322、斜齿三；323、矩形框；324、调节杆；325、齿轮；326、齿条；327、把手；328、刮泥件；3281、固定壳；3282、淤泥容纳腔；3283、弧形凹槽；3284、滚球；3285、刮板；3286、滑动腔；3287、滑块；3288、复位弹簧；3289、弧形刮板；32810、开口；32811、伸缩软管；4、控制机构；41、蓄电池；42、控制器；43、信号收发器；44、摄像头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种河涌污水管网清淤机器人，包括主体机构1、负压机构2、清淤机构3以及控制机构4，主体机构1包括车箱11、履带组件12、滤水隔层13、隔离筒14、控制箱15、驱动杆16以及斜齿一17，车箱11的两侧皆设置有履带组件12，滤水隔层13水平设置在车箱11内部的中间位置处，滤水隔层13包括上隔板、下隔板以及夹装在上隔板和下隔板之间的滤布，隔离筒14贯穿滤水隔层13设置在车箱11内部前端的中间位置处，控制箱15设置在车箱11尾端，隔离筒14底部贯穿设置有驱动杆16，且驱动杆16的两端分别延伸与履带组件12的两个对应驱动轮输出轴固定连接，位于隔离筒14内部的驱动杆16上设置有斜齿一17；

负压机构2包括转动杆21、斜齿二22、l型杆一23、活塞筒24、活塞25、活塞杆26、铰接杆27、套筒28、进水管29、出水管210、单向阀一211、单向阀二212和喷头213，转动杆21通过轴承座设置在斜齿一17上方的隔离筒14内部，且转动杆21的底端设置有与斜齿一17向啮合的斜齿二22，转动杆21的顶端延伸至车箱11顶部，转动杆21的顶端一侧焊接有l型杆一23，活塞筒24设置在l型杆一23一侧的车箱11顶部，活塞筒24的内部滑动设置有活塞25，活塞25靠近l型杆一23一侧的中间位置处垂直设置有活塞杆26，且活塞杆26的一端延伸至活塞筒24一端铰接有铰接杆27，铰接杆27的自由端固定连接有套筒28，套筒28套设在l型杆一23外侧，活塞筒24的另一端分别设置有进水管29与出水管210，且进水管29与出水管210上分别设置有单向阀一211与单向阀二212，单向阀一211的流向为车箱11的内部至活塞筒24的内部，进水管29延伸车箱11内部并贯穿滤水隔层13延伸至车箱11底部，出水管210延伸至车箱11前端并在其外侧设置有喷头213，单向阀二212的流向为活塞筒24至喷头213；

清淤机构3包括活动组件31以及旋转组件32，活动组件31包括固定盒311、滑动盒312、转动板314、环形密封板315、十字型固定杆316、滑动筒317、l型杆二318和斜齿盘319，固定盒311设置在l型杆一23远离活塞筒24一侧的车箱11顶部，且固定盒311底端与车箱11内部连通，固定盒311的内部滑动设置有滑动盒312，滑动盒312顶部两侧对称设置有圆形通孔313，且圆形通孔313的内部通过轴承设置有转动板314，且转动板314周边的两侧皆设置有环形密封板315，l型杆一23的顶部垂直设置有十字型固定杆316，十字型固定杆316外侧套设有与其相互匹配的滑动筒317，滑动筒317顶部一侧焊接有l型杆二318，且l型杆二318与滑动筒317之间设置有轴承座，l型杆二318的顶端设置有斜齿盘319；

旋转组件32包括转动轴321、斜齿三322、矩形框323、调节杆324、齿轮325、齿条326、把手327和刮泥件328，两个转动板314之间贯穿设置有转动轴321，且转动轴321与转动板314固定连接，转动轴321的一端延伸至斜齿盘319一侧固定连接有与斜齿盘319相互啮合的斜齿三322，转动轴321的另一端固定连接有矩形框323，矩形框323内部两侧边皆滑动设置有调节杆324，且两个调节杆324之间的矩形框323内侧设置有齿轮325，调节杆324靠近齿轮325的一侧设置有与齿轮325相互啮合的齿条326，齿轮325其中一个输出轴延伸至矩形框一侧设置有把手327，把手327上设置有限位螺钉，两个调节杆324相对的一端皆设置有刮泥件328，刮泥件328包括固定壳3281、滚球3284、刮板3285、滑块3287、复位弹簧3288、弧形刮板3289和伸缩管32811，固定壳3281的内部设置有淤泥容纳腔3282，且淤泥容纳腔3282一侧的固定壳3281侧边设置有弧形凹槽3283，且弧形凹槽3283的内部设置有滚球3284，淤泥容纳腔3282靠近滚球3284一侧边滑动设置有刮板3285，刮板3285远离滚球3284延伸方向的固定壳3281内部设置有滑动腔3286，滑动腔3286的内部滑动设置有滑块3287，滑块3287的一端与滑动腔3286之间设置有复位弹簧3288，刮板3285的一端延伸至滑动腔3286内部与滑块3287固定连接，刮板3285远离滑块3287的一端靠近且淤泥容纳腔3282内部一侧设置有弧形刮板3289，且弧形刮板3289靠近刮板3285的一侧设置有开口32810，淤泥容纳腔3282靠近滑动腔3286一端的固定壳3281侧壁设置有伸缩软管32811，且伸缩软管32811的自由端贯穿转动板314延伸至滑动盒312内部，两个刮泥件328的淤泥容纳腔3282的敞口朝向以转动轴321为圆心的顺时针方向。

控制机构4包括分别设置在控制箱15内部的蓄电池41、控制器42以及信号收发器43和设置在固定盒311前侧的摄像头44，摄像头44用于拍摄河涌污水管网淤泥情况，控制器42一方面用于将摄像头44拍摄的图像通过信号收发器43传送至远端操作设备、另一方面用于执行远端操作设备的指令信号以控制履带组件12工作。

工作原理：应用前，将本发明放置在河涌管网入口，根据管网的尺寸，转动把手327带动齿轮325转动，而齿轮325转动通过与其相互啮合的齿条326可带动两个调节杆324相对或相向移动，进而使得两个调节杆324两端的刮泥件328抵触在管网侧壁，可适应不同管径的管网，而在调节过程中，滑动盒313可在固定盒311内进行移动，滑动筒317可在十字型固定杆316上移动，进而使得斜齿盘319与滑动筒319的高度可随着调节杆324的调节进行同步移动，使得转动轴321的一端斜齿三322始终与斜齿盘319啮合，应用时，工作人员通过手机或笔记本向信号收发器43发送行走指令，控制器42在接收到行走指令后会驱动履带组件12的驱动马达，使得履带组件12带动车箱11进行移动，履带组件12带动车箱11移动的同时带动与履带组件12的驱动轮连接的驱动杆16转动，而驱动杆16转动通过其外侧的斜齿一17可带动斜齿二22转动，进而带动转动杆21以及转动杆21顶端一侧的l型杆一23转动，在l型杆一转动时一方面通过十字型固定杆316、滑动筒317、l型杆二318带动斜齿盘318转动，而斜齿盘318通过斜齿三322进而带动转动轴321转动，从而使得两个调节杆324前端的刮泥件328转动，而在刮泥件328转动时，刮泥件328的滚球3284抵触的管网内侧壁，可减小刮泥件328与管网之间的摩擦，刮泥件328的弧形刮板3289可插入淤泥内部，将淤泥铲起，减小刮板3285运动时的阻力，刮泥件328的刮板3285可对管网内淤泥进行刮取，使淤泥顺着刮板3285进入淤泥容纳腔3282内部，而在l型杆一23转动时另一方面通过铰接杆27以及活塞杆26带动活塞25在活塞筒24内部往复进行移动，当活塞25向右侧移动时，通过进水管29将车箱11内部滤水隔层13下方的水吸入活塞筒24内部，当活塞25向右侧移动时，通过出水管210可将活塞筒24内部的水从喷头213排出，对管网内部淤泥进行湿润，减小刮泥件328运动时的阻力，而在进水管29将车箱11内部滤水隔层13下方的水吸入活塞筒24内部过程中，一方面使得车箱11内部形成负压，提高滤水隔层13上方的淤泥中的水通过滤水隔层13速度，另一方面使得固定盒311与滑动盒312形成负压产生吸力，从而使得进入淤泥容纳腔3282内部淤泥通过伸缩软管3211进入滑动盒312内部，并掉落这车箱11内部进行储存。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。