一种能自如移动于管道内的超声管道清理疏通装置的制作方法

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本发明涉及管道内壁清理仪器领域，特别是一种能自如移动于管道内的管道清理疏通装置。


背景技术：

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在现代城镇化生活当中，自来水管道和排污管道是与人们日常生活联系最为紧密的两种管道。在这两种管道使用的过程中，随着时间的推移，在排污管道的内壁上或多或少地粘附有油污或者其它生活污脏物质，久而久之，这些粘附的污脏物质就固定化、结块，对排污管道的内径空间造成挤压，影响到排污管道的排污能力，最终有一天对排污管道造成堵塞。自来水管道的道理也是如此。为了解决现污脏物质对管道内壁空间的侵蚀，人们想了很多的办法与发明了很多的设备、工具来清理管道内壁的污脏物质。然而，由于受到管道的管径尺寸与管道长短的限制，使用起来都十分不理想。
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此外，中国专利号cn201620714649.4、名称为“一种超声波管道清理疏通装置”的公开专利文献，它采用了这样一些技术手段：包括手柄、超声波发生器、锂电池、换能片、增幅器、开口、半圆套管、半圆形垫片、轴销和支架，超声波发生器经由螺栓固接在支架上端，锂电池设置在支架上，换能片固接在所述支架上，超声波发生器经由传输电缆连接换能片，换能片下端固接有一增幅器，增幅器下端固接有一半圆套管，与增幅器连接的半圆套管经由一轴销连接半圆套管，两半圆套管之间设有一开口。应用时，将该装置套在管道上，利用换能片产生高频振动，来对管道的管壁作高频振动，以将管壁内的污脏物质振脱落，达到清理管道内壁的污物目的。采用这种技术方案要的管道清理疏通装置还存在这样一些的不足：（1）在清理疏通过程中，需要人工沿着管道移动，才能对整条管道进行清理疏通，工人操作劳动强度大，效率低。（2）在实现中，每条管道上都会多个安装固定节点，对于安装固定节点位置上的管道，该清理疏通装置根本无法套入，因而无法实现对固定节点处的管道进行清理疏通作业；或者，在实现中，很多的管道都是埋藏于墙体或者地面中，根本具备该清理疏通装置套在管道上作业的条件；因而，这种方式的清理疏通装置具有较大使用局限性，使用范围较窄。（3）由于需要人工手持住手柄进行作业，清理疏通的质量容易由于工人操作经验与情结绪影响，清理疏通质量难以统一。
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因此，本申请人认为，现有的管道清理疏通装置，不论是从使用便利性、操作劳动强度、使用局限性来看，亦或从其采用实现技术手段来看，都还存在较多的不足，无法很好地满足人们自动化、智能化家居生活要求，需要进行重新开发与设计，才能符合未来智能家居生活的要求。


技术实现要素：

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本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种能自如移动于管道内的超声管道清理疏通装置，该清理疏通装置采用了条形壳体、桨叶式的电动推进机构、蓄电池、高频超声振动元件、毛刷机构构成，它利用桨叶式的电动推进机构来驱动其在管道中自如移动；
利用高频超声振动元件驱动毛刷机构，令毛刷机构的毛刷产生高频超声振动，使毛刷对管道内壁进行高频洗刷，将管道内壁上的污脏物质洗刷脱落。同时，高频超声振动元件产生的高频超声振动，还会令管道中水产生空化，水空化过程中产生了数以万计气泡爆破，这些数以万计的气泡爆破对管道内壁形成辅助冲刷，以及对脱落下的漂浮污脏物质形成爆破冲击，使污脏物质破碎成较小块状或者颗粒而不会粘结一起，最后利于随着水的流动而排出管道外。
[0006]
本发明的技术方案是这样实现的：一种能自如移动于管道内的超声管道清理疏通装置，其特点在于包括条形壳体、电动推进机构、蓄电池、高频超声振动元件、毛刷机构，其中所述电动推进机构由桨叶、超微型电机、齿轮组件构成；所述高频超声振动元件与蓄电池分别安装于条形壳体中；所述高频超声振动元件、超微型电机分别与蓄电池相电性连接，以获得工作所需的电源；所述高频超声振动元件为高频振动马达或者超声波换能器；所述电动推进机构安装于条形壳体的端部上，以推条形壳体液体中移动；所述毛刷机构呈环绕着条形壳体安装于条形壳体的表面上。
[0007]
为了使本发明在管道能够平稳地前、后移动，不会发生翻滚的现象，所述电动推进机构的齿轮组件为同轴异向传动机构，在该同轴异向传动机构的输出端分别安装有两个桨叶，所述同轴异向传动机构的输入端与超微型电机相传动连接。
[0008]
为了降低本发明在管道中移动的水阻力，使水有流动空间，所述条形壳体的表面还设有多条沿着条形壳体长度方向布置的导液凹槽，该导液凹槽与桨叶罩壳上的格栅孔呈相对称连通一起设置。
[0009]
为了进一步提升本发明的污脏物质处理化解能力，使其还有药物辅助的功能，所述条形壳体内还设有储药液腔室与电动抽液泵，所述电动抽液泵设有输入端与输出端，所述电动抽液泵的输入端与储药液腔室相连接，以实现从储药液腔室抽取药液；所述述电动抽液泵的输出端与条形壳体设有的喷液嘴相连接，以实现向条形壳体外的喷撒药液。
[0010]
为了使工作人员能够直观、清楚到解管道内的情况，所述条形壳体或者桨叶罩壳上还分别设有针孔摄像头与led发光二极管。
[0011]
本发明的有益效果：本发明采用了条形壳体、桨叶式的电动推进机构、蓄电池、高频超声振动元件、毛刷机构构成，它利用桨叶式的电动推进机构来驱动其在管道中自如移动；利用高频超声振动元件驱动毛刷机构，令毛刷机构的毛刷产生高频超声振动，使毛刷对管道内壁进行高频洗刷，将管道内壁上的污脏物质洗刷脱落。同时，高频超声振动元件产生的高频超声振动，还会令管道中水产生空化，水空化过程中产生了数以万计气泡爆破，这些数以万计的气泡爆破对管道内壁形成辅助冲刷，以及对脱落下的漂浮污脏物质形成爆破冲击，使污脏物质破碎成较小块状或者颗粒而不会粘结一起，最后利于随着水的流动而排出管道外。此外，本发明采用桨叶式的电动推进机构来作为在管道行走的推进机构，使其推进过程中，还可以将水中较大块的污脏物质吸入并打碎成较小颗粒排放到水中，可以很好地起到防堵塞与疏通管道堵塞的功效。本发明的结构方案十分利于智能化控制的实现，能智能、全自动地对管道内壁进行清理疏通，清理疏通过程中无需工人手动界入，不受工人经验与情绪的影响，也不受到管道铺设方式的影响，适用性强。
附图说明
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图1为本发明的立体结构示意图。
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图2为本发明的拆解状态的结构示意图。
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图3为本发明的毛刷机构与条形壳体之间的拆解结构示意图。
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图4为本发明的桨叶与同轴异向传动机构的立体结构示意图。
具体实施方式
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如图1至图4所示，本发明所述的一种能自如移动于管道内的超声管道清理疏通装置，包括条形壳体1、电动推进机构2、蓄电池3、高频超声振动元件4、毛刷机构5、主控电路板60等主要部件。其中如图4或图2所示，所述电动推进机构2由桨叶21、超微型电机22、齿轮组件23构成。此时，为了使本发明在管道能够平稳地前、后移动，不会发生翻滚的现象，所述电动推进机构2的齿轮组件23为同轴异向传动机构，在该同轴异向传动机构的输出端分别安装有两个桨叶21，所述同轴异向传动机构的输入端与超微型电机22相传动连接。所述同轴异向传动机构为鱼雷上常用的桨叶驱动传动部件，它能实现两个桨叶21当中一个作顺时针转动，另一个作逆时针转动，本申请人借助和运用这一原理，来使机器人推进移动过程中，达到平衡、平稳、定向游动，不会发生翻滚的现象。所述同轴异向传动机构有多种具体的结构方案实现，在本实施例当中，如图4所示，所采用的同轴异向传动机示例，它由外环齿231、第一齿轮232、第二齿轮233、第三齿轮234、第四齿轮235、相互穿套一起的内传动轴236与外传动轴237、用于超微型电机22相连接的输入端238等构成，两个桨叶21当中一个与内传动轴236相连接装配，另一个与外传动轴237相连接装配。更多的同轴异向传动机构的方案，本领域的技术人员可以在互联上进行“百度”搜索了解，在此对此同轴异向传动机构不作详细描述。
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如图2所示，所述高频超声振动元件4与蓄电池3分别安装于条形壳体1中；所述高频超声振动元件4、超微型电机22分别与蓄电池3相电性连接，以获得工作所需的电源；且所述高频超声振动元件4、超微型电机22、蓄电池3分别与所述主控电路板60相电性连接，以在主控电路板60程式的控制下运行。所述高频超声振动元件4为高频振动马达或者超声波换能器，当采用超声波换能器时，在主控电路板60当中，还应加入超声波换能器的驱动电路或者超声波发生电路，来驱动与控制超声波换能器运行。所述蓄电池3为密度超高、体积超小的石墨烯电池或者其它高性能材料加工而成的电池。
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如图1或图2所示，所述电动推进机构2安装于条形壳体1的端部上，以推条形壳体1液体中移动。为了获得较强推动力量，以及使其在管道中能进退自如，又如图1所示，本实施例采用在条形壳体1的两端端部上都分别设置有一个电动推进机构2作为示例方案。
[0019]
如图1或图3所示，所述毛刷机构5呈环绕着条形壳体1安装于条形壳体1的表面上，以在高频超声振动元件4驱动下，使毛刷机构5的毛刷作高频超声振动，它的原理，可以参考一下声波电动牙刷的振动清洁。所述毛刷为胶毛刷，它长度要达到与管道的内壁相接近的长度。此时，为了方便用户，能根据不同口径的管道，更换适用的毛刷，如图3所示，在条形壳体1上还设有嵌接条槽70，所述毛刷机构5由嵌接底条51及沿着嵌接底条51设置的若干刷毛51构成，所述嵌接底条51通过嵌装于嵌接条槽70中而实现可方便拆装地条形壳体1上。
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为了避免本发明在管道游走过程中，桨叶21撞击到管壁，如图1或图2所示，所述条
形壳体1的端部上还设有桨叶罩壳8，所述桨叶罩壳8上分别设有前端孔81及多个环绕着桨叶罩壳8外表面开设的格栅孔82，所述桨叶21设置于桨叶罩壳8中。同理，当采用在条形壳体1两端都分别设置有电动推进机构2时，所述条形壳体1的两侧端部上还分别设有桨叶罩壳8，在每个桨叶罩壳8分别设置有两个由同轴异向传动机构驱动的桨叶21。
[0021]
为了降低本发明在管道中移动的水阻力，使水有流动空间，如图2所示，所述条形壳体1的表面还设有多条沿着条形壳体1长度方向布置的导液凹槽10，该导液凹槽10与桨叶罩壳8上的格栅孔82呈相对称连通一起设置。具体来说，所述导液凹槽10设置在位于毛刷机构5与毛刷机构5之间的条形壳体1的表面上。这些导液凹槽10不仅利用水流过，减少通过的阻力，而且还使流经导液凹槽10的水，能更近距离、更集中地受到超声波空化作用，进而获得更多空化冲击爆破气泡，来冲刷管壁与毛刷。获得这种效果的理论依据是，水经桨叶的吸取后，从格栅孔82出来后，顺着导液凹槽10流动，与高频超声振动元件4的物理距离是最短的，受到高频超声振动元件4的高频超声空化力量也是最强的。
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为了进一步提升本发明的污脏物质处理化解能力，使其还有药物辅助的功能，又如图2所示，所述条形壳体1内还设有储药液腔室50与电动抽液泵6，所述电动抽液泵6设有输入端与输出端，所述电动抽液泵6的输入端与储药液腔室50相连接，以实现从储药液腔室50抽取药液；所述述电动抽液泵6的输出端与条形壳体1设有的喷液嘴7相连接，以实现向条形壳体1外的喷撒药液。所述电动抽液泵6与主控电路板60相电性连接，以从主控电路板60上获得工作电信号。进一步地，为了使其具有反复重复使用喷药的功能，如图1或图2所示，所述条形壳体1上还设有与储药液腔室50相连通一起的带有帽盖的药液添加口51。
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为了方便人们对本发明装置进行体外补电，使其能够长时间、反复游动于管道中，在条形壳体1的内壁上还设有由无线充电圈与无线充电电路构成的无线充电模块，所述无线充电模块与蓄电池3相电性连接。这个无线充电模块设计，使得厂家在出售的这个产品时，可以为其配备一个无线充电座模块，人们拿着这个无线充电座模块，贴在肌肉外表面，即可以对本发明装置进行隔空充补电。
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为了方便操作人员获得管道中的影像资料，清楚掌握管道的污脏情况，如图1所示，所述条形壳体1或者桨叶罩壳8上还分别设有针孔摄像头20与led发光二极管30。该针孔摄像头20与led发光二极管30分别与主控电路板60相电性连接。此时，在主控电路板60上还应设计有超微型的蓝牙通信模块，以将摄得的影像资料传送外界的设备共享与运用。
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为了进一步优化本发明的装配结构，使更加容易进行加工与生产，如图2所示，所述条形壳体1包括主壳体11及设置于主壳体11两端上的副壳体12，其中所述主壳体11由相互盖合一起的上半壳111与下半壳112构成，在上半壳111与下半壳112之间形成有安装腔室，所述超微型电机22、储药液腔室5、电动抽液泵6、蓄电池3、高频超声振动元件4分别设置于主壳体11的安装腔室中。所述副壳体12由相互盖合一起的上半副壳121与下半副壳122构成，在上半副壳121与下半副壳122之间形成有安装腔室，所述齿轮组件23安装于副壳体12的安装腔室中。
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在主壳体11与副壳体12之间设有的相互套接部70上还设置有密封圈80，以保证其气密性。如图2所示，所述超微型电机22通过传动轴与副壳体12中的齿轮组件23相连接，所述桨叶罩壳8设置于副壳体12的端面上。所述无线充电模块设置于上半壳111或下半壳112的内侧面上。
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为了进一步加强本发明装置在管道在行走能力，及移动平稳性能，如图1和图2所示，所述条形壳体1的两端上还设有弹性行走轮机构40，所述弹性行走轮机构40包括安装支臂401、行走轮402、固定支臂403、弹簧404，其中所述行走轮402安装于安装支臂401的底端上，所述安装支臂401与固定支臂403相套装一起并形成伸缩式的装配结构，所述弹簧404套装于安装支臂401与固定支臂403之间。此外，还可以行走轮402的轴上设置有微型防水电机405，用于给予行走轮402的行走驱动力，以进一步提升其在管道中的行走能力。
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本发明的技术方案运用方法过程，大致是这样的：在有了前面的清理疏通装置的前提下，通常还要开发一台能无线操控该清理疏通装置工作的疏通机器人操作仪、或者中央电脑、或者智能手机、或者平板电脑，所述疏通机器人操作仪、中央电脑、智能手机、平板电脑通称为“清理疏通操控平台”。所述清理疏通操控平台通过无线通信方式与清理疏通装置建立通信联系，并控制其运行。使用时，将管道某一个节点打开，选择合适规格的毛刷机构5安装于清理疏通装置的条形壳体上后，将清理疏通装置放入管道中，驳接回打开的节点，并灌入水到管道中；然后，操作人员通过疏通机器人操作平台无线遥控清理疏通装置，使清理疏通装置在管道中沿着管道移动，同时启动超声波功能，使毛刷作高频超声振动，不断地洗刷管道内壁，实现清理疏通管道的目的。此外，当碰到一些污脏物质粘附较牢的管道时，操作人员也可以通过清理疏通操控平台将清理疏通装置定位在某一段管道区域，令清理疏通装置在该段管道区域内来回反复移动和超声清扫处理。