一种空间尺寸优化的管道清洗机器人的制作方法

本发明涉及排水管道清洗机器人，具体涉及一种空间尺寸优化的管道清洗机器人。

背景技术：

城市排水管道是城市的“血管”，肩负着收集、输送城市污水和雨水的重任，是城市水体环境的重要组成部分。目前，排水管道传统清洗方法主要以人工为主，定期人工打捞窨井口垃圾，由于清洗不到位，导致了以下严重问题：1)排水管道内部淤堵严重，排水功能下降；2)排水管道老化和漏损频发，使用年限远低于设计年限；3)有些特殊情况下，通过潜水员进入排水管道内部清洗，效率低，安全事故频发。

随着科学技术的发展，采用管道清洗机器人进入排水管道进行清洗，是主要发展方向。如图1所示为其中一种管道清洗机器人的整体示意图，图2为其框架示意图，一般包括：1＇—机器人主体、2＇—粉碎机构、3＇—行走机构，其中粉碎机构包括：21＇—粉碎机构伺服系统、22＇—左粉碎模块、23＇—右粉碎模块，粉碎机构伺服系统在其前端并排设置左粉碎模块、右粉碎模块并向其提供粉碎动力，左粉碎模块、右粉碎模块一般采用滚筒结构；行走机构包括：31＇—左行走机构、32＇—右行走机构、33＇—行走机构伺服系统，左行走机构、右行走机构通过设置于机器人主体上的行走机构伺服系统获得行走动力。行走机构安装于机器人主体下方，整个机器人靠其在排水管道内移动，粉碎模块安装于机器人主体前端，用于行进时对排水管道内的各类污物、堵塞物进行粉碎。

管道清洗机器人进入排水管道作业，必须通过地面的窨井竖井，才能进入地下的水平管道。地面的窨井口，尤其是一些小管径管道，其直径较小，而目前的管道清洗机器人由于其结构繁多，依据目前的工业制造水平最终往往整体长度较长，就常常无法进入一些小管径排水管道作业，或者在排水管道内作业时也受到各种空间限制，严重影响了清洗进程。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种空间尺寸优化的管道清洗机器人，在同等条件下，可减小其整体长度。

为了实现上述技术效果，本发明的具体技术方案如下：

一种空间尺寸优化的管道清洗机器人，包括机器人主体、行走机构、粉碎机构、伺服系统，行走机构安装于机器人主体下方，其包括左行走机构、右行走机构；粉碎机构设置于机器人主体前端，其包括左粉碎模块、右粉碎模块；其中，该伺服系统同时向行走机构、粉碎机构分别提供行走动力、粉碎动力。

进一步地，所述伺服系统为一套或两套伺服电机机构。

进一步地，所述伺服系统为一套伺服电机机构，其包括伺服电机及驱动控制模块、减速箱，伺服电机及驱动控制模块与减速箱连接，该减速箱的输出轴通过行走传动机构向行走机构提供行走动力，同时通过粉碎传动机构向粉碎机构提供粉碎动力。

进一步地，所述伺服系统为两套伺服电机机构，其包括左伺服电机及驱动控制模块、左减速箱、右伺服电机及驱动控制模块、右减速箱，左伺服电机及驱动控制模块与左减速箱连接，右伺服电机及驱动控制模块与右减速箱连接，该左减速箱的输出轴通过左行走传动机构向左行走机构提供行走动力，同时通过左粉碎传动机构向左粉碎模块提供粉碎动力；该右减速箱的输出轴通过右行走传动机构向右行走机构提供行走动力，同时通过右粉碎传动机构向右粉碎模块提供粉碎动力。

进一步地，还包括高压水清洗模块，高压水清洗模块包括设置于所述粉碎机构外侧面上的高压水喷头，该高压水喷头连接高压水管。

进一步地，还包括真空吸附模块，真空吸附模块包括设置于机器人主体后端的真空吸附输入口，该真空吸附输入口一端与吸污管连通、另一端穿过所述机器人主体并延伸至所述粉碎机构内。这样粉碎机构粉碎后的泥水混合物，便可直接通过真空吸附输入口吸入吸污管内。

进一步地，还包括地面清洗系统，该地面清洗系统与所述高压水管、吸污管连接。

依据上述技术方案，本申请提供的管道清洗机器人，通过将现有的粉碎机构伺服系统、行走机构伺服系统改造成仅一个伺服系统，这一个伺服系统同时向行走机构、粉碎机构分别提供行走动力、粉碎动力，相当于省去了原粉碎机构伺服系统，在同等条件下，可减小其整体长度，本公司对管道清洗机器人经过上述改进后，其整体长度可缩短40％以上。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

图1为现有技术的一整体示意图；

图2为图1的一框架示意图；

图3为本发明的一整体示意图；

图4为本发明的一框架示意图；

图5为本发明的另一框架示意图；

图6为本发明的一工作示意图；

其中，1＇、机器人主体；2＇、粉碎机构；21＇、粉碎机构伺服系统；22＇、左粉碎模块；23＇、右粉碎模块；3＇、行走机构；31＇、左行走机构；32＇、右行走机构；33＇、行走机构伺服系统；1、机器人主体；2、行走机构；21、左行走机构；211、左前轮；212、左后轮；22、右行走机构；221、右前轮；222、右后轮；3、粉碎机构；31、左粉碎模块；32、右粉碎模块；4、伺服系统；41a、伺服电机及驱动控制模块；42a、减速箱；43a、行走传动机构；44a、粉碎传动机构；41b、左伺服电机及驱动控制模块；42b、左减速箱；43b、左行走传动机构；44b、左粉碎传动机构；41c、右伺服电机及驱动控制模块；42c、右减速箱；43c、右行走传动机构；44c、右粉碎传动机构；5、高压水喷头；6、高压水管；7、真空吸附输入口；8、地面清洗系统；9、窨井口；10、地下管道。

具体实施方式

为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施方式中的附图，对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前端”、“上下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参考图3、图4，一种空间尺寸优化的管道清洗机器人，包括机器人主体1、行走机构2、粉碎机构3、伺服系统4，行走机构2安装于机器人主体1下方，其包括左行走机构21、右行走机构22；粉碎机构3设置于机器人主体1前端，其包括左粉碎模块31、右粉碎模块32；其中，该伺服系统4同时向行走机构、粉碎机构分别提供行走动力、粉碎动力。

其中，该伺服系统4为一套伺服电机机构，其包括伺服电机及驱动控制模块41a、减速箱42a，伺服电机及驱动控制模块41a与减速箱42a连接，其中伺服电机及驱动控制模块、减速箱均为现有产品，以及伺服电机及驱动控制模块与减速箱的具体连接方式为机械行业的现有技术，在此不详述。

该减速箱42a的输出轴通过行走传动机构43a向行走机构2提供行走动力，同时通过粉碎传动机构44a向粉碎机构3提供粉碎动力，其具体内容为:减速箱42a的输出轴的动力分成两部分，一部分传递给粉碎机构3，粉碎传动机构44a采用齿轮、链条、同步带、多连杆及涡轮蜗杆等现有的机械传动结构，其不做限制，另一部分，通过行走传动机构(也采用齿轮、链条、同步带、涡轮蜗杆等现有机械传动结构)，将动力传递给行走机构2中的左前轮211和右前轮221。左前轮211通过链条或履带等现有结构将动力传递给左后轮212。右前轮221通过链条或履带等现有结构将动力传递给右后轮222。上述相关轮子都为主动轮。

其中，本管道清洗机器人还包括高压水清洗模块、真空吸附模块，高压水清洗模块包括设置于所述粉碎机构外侧面上的高压水喷头5，该高压水喷头5连接高压水管6。真空吸附模块包括设置于机器人主体1后端的真空吸附输入口7，该真空吸附输入口7一端与吸污管连通、另一端穿过所述机器人主体并延伸至所述粉碎机构内。所述高压水管、吸污管与地面清洗系统8连接。

参考图6，本管道清洗机器人的一种工作流程如下：

1、利用地面清洗系统8中的下井辅助模块，将本管道清洗机器人放入地下管道的窨井口9；

2、本管道清洗机器人自主运行，进入地下管道10中；

3、吸污管、高压水管及通讯动力线缆，安装在本管道清洗机器人上。本管道清洗机器人在地下管道中行走时，同时牵引吸污管、通讯动力线缆、高压水管运动；

5、进入地下管道10内部时，启动粉碎机构3和高压水喷头5工作。将地下管道10内的沉积物粉碎，并冲洗地下管道；

6、粉碎的泥水混合物，在地面清洗系统的真空吸附的作用下，实时通过吸污管的真空吸附输入口7，进入吸污管。泥水混合物在吸污管中运动，最后到达地面清洗系统进行处理。

实施例二

参考图3、图5，一种空间尺寸优化的管道清洗机器人，包括机器人主体1、行走机构2、粉碎机构3、伺服系统4，行走机构2安装于机器人主体1下方，其包括左行走机构21、右行走机构22；粉碎机构3设置于机器人主体1前端，其包括左粉碎模块31、右粉碎模块32；其中，该伺服系统4同时向行走机构、粉碎机构分别提供行走动力、粉碎动力。

其中，所述伺服系统4为两套伺服电机机构，其包括左伺服电机及驱动控制模块41b、左减速箱42b、右伺服电机及驱动控制模块41c、右减速箱42c，左伺服电机及驱动控制模块与左减速箱连接，右伺服电机及驱动控制模块与右减速箱连接，其中左伺服电机及驱动控制模块、左减速箱、右伺服电机及驱动控制模块、右减速箱均为现有产品，以及左伺服电机及驱动控制模块与左减速箱的具体连接方式、右伺服电机及驱动控制模块与右减速箱的具体连接方式为机械行业的现有技术，在此不详述。

该左减速箱42b的输出轴通过左行走传动机构43b向左行走机构21提供行走动力，同时通过左粉碎传动机构44b向左粉碎模块31提供粉碎动力；该右减速箱42c的输出轴通过右行走传动机构43c向右行走机构22提供行走动力，同时通过右粉碎传动机构44c向右粉碎模块32提供粉碎动力。其具体内容为:左减速箱42b的输出轴的动力分成两部分，一部分传递给左粉碎模块31，左粉碎传动机构44b采用齿轮、链条、同步带、多连杆及涡轮蜗杆等现有的机械传动结构，其不做限制，另一部分，通过左行走传动机构43b(也采用齿轮、链条、同步带、涡轮蜗杆等现有机械传动结构)，将动力传递给左行走机构中的左前轮211。左前轮211通过链条或履带等现有结构将动力传递给左后轮212。右减速箱42c的输出轴的动力分成两部分，一部分传递给右粉碎模块32，右粉碎传动机构44c采用齿轮、链条、同步带、多连杆及涡轮蜗杆等现有的机械传动结构，其不做限制，另一部分，通过右行走传动机构43c(也采用齿轮、链条、同步带、涡轮蜗杆等现有机械传动结构)，将动力传递给右行走机构中的右前轮221。右前轮221通过链条或履带等现有结构将动力传递给右后轮222。上述相关轮子都为主动轮。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。