一种污水处理用高效管道清淤设备的制作方法

本发明涉及管道淤泥设备技术领域，具体是涉及一种污水处理用高效管道清淤设备。

背景技术：

工业生产上常常伴随着污水的产生，而在污水处理工作中，管道是不可避免的载体，管道作为污水处理的载体，其内部往往会因为污水中的杂质堆积而导致堵塞，进而影响污水处理，严重导致污水反流或者管道爆裂，导致环境被污染，因此为解决该问题，现在厂家会定期对管道进行清淤操作。

现有的管道清淤方式有多种，大部分的清淤方式为将管道关闭，然后在管道输入端加入高压清水，通过水压冲开管道内堵塞的杂质，但是该方式不仅会导致大量水资源浪费，同时具有一定到管道爆裂风险，同时需要将排污管关闭，降低了污水排放的能力；

现有的清淤方式还有利用管道机器人进行清淤操作，但是现有的管道机器人在清淤时只能进行直线清理，无法清除管道内弯曲段的淤泥，然而管道弯曲段是最容易堆积淤泥的地方，因此清淤效果不佳，且现有机器人清淤的方式是将淤泥从管壁上铲除，淤泥随着水流流出，实现疏通效果，但是遇到大块堵塞的淤泥时清淤效果不佳。

因此，有必要设计一种污水处理用高效管道清淤设备，用来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种污水处理用高效管道清淤设备，该技术方案解决了大部分的清淤方式为将管道关闭，然后在管道输入端加入高压清水，通过水压冲开管道内堵塞的杂质，但是该方式不仅会导致大量水资源浪费，同时具有一定到管道爆裂风险，同时需要将排污管关闭，降低了污水排放的能力，现有的清淤方式还有利用管道机器人进行清淤操作，但是现有的管道机器人在清淤时只能进行直线清理，无法清除管道内弯曲段的淤泥，然而管道弯曲段是最容易堆积淤泥的地方，因此清淤效果不佳，且现有机器人清淤的方式是将淤泥从管壁上铲除，淤泥随着水流流出，实现疏通效果，但是遇到大块堵塞的淤泥时清淤效果不佳等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供了一种污水处理用高效管道清淤设备，包括有外壳、行进组件、破碎清淤组件、反向转动机构和转向驱动机构，行进组件设置在外壳的外侧壁上，破碎清淤组件、反向转动机构和转向驱动机构均设置在外壳的内部，行进组件包括有间距调节机构、行进驱动机构和前端位移机构，间距调节机构水平固定安装在外壳的末端，行进驱动机构固定安装在间距调节机构的输出端上，前端行进机构环形设置在外壳前端的外侧壁上，破碎清淤组件包括有用于打碎淤泥的第一破碎桨和用于进一步破碎淤泥块的破碎机构，第一破碎桨设置在外壳的前端，破碎机构设置在外壳的中部，转向驱动机构、第一破碎桨和破碎机构均安装在反向转动机构的输出端上。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，外壳包括有依次水平相互连接的第一安装筒、第一波纹管、第二安装筒、第二波纹管和第三安装筒，间距调节机构设置在第一安装筒上，前端行进机构设置在第三安装筒上，第一破碎桨竖直设置在第三安装筒远离第二波纹管的一侧，反向转动机构设置在第二安装筒内，转向驱动机构设置在第二波纹管内。第一波纹管和第二波纹管均为可弯折软管。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，间距调节机构包括有第一伺服电机、螺纹杆、三角螺纹座、第一行进轮、第一铰接杆和第二铰接杆，第一伺服电机水平固定安装在第一安装筒内部，螺纹杆水平设置在第一安装筒远离第一波纹管的一侧，螺纹杆与第一安装筒同轴设置，三角螺纹座能够滑动的设置在螺纹杆上，三角螺纹座与螺纹杆螺纹连接，均设有三组的第一行进轮、第一铰接杆和第二铰接杆沿着螺纹杆的轴线环形分布，第一铰接杆的一端与第一安装筒侧壁铰接，第一铰接杆的另一端与第一行进轮铰接，第二铰接杆的一端与三角螺纹座的其中一个端部铰接，第二铰接杆的另一端与第一铰接杆的中部铰接。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，行进驱动机构包括有第二伺服电机、驱动斜齿轮和从动斜齿轮，第二伺服电机固定安装在第二铰接杆上，第二伺服电机的输出方向与第二铰接杆的长度方向一致，驱动斜齿轮和从动斜齿轮均轴接在第二铰接杆上，驱动斜齿轮的轴线方向与第二铰接杆的长度方向一致，从动斜齿轮与第一行进轮的中心处的转动轴的一端固定连接，驱动斜齿轮与从动斜齿轮啮合，第二伺服电机的输出端与驱动斜齿轮传动连接。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，前端行进机构包括有三组，三组前端进行机构环形分布在第三安装筒的外侧壁上，每组前端行进机构均包括有安装槽、伸缩杆、第一弹簧和第二行进轮，伸缩杆的一端与安装槽的底端固定连接，第二行进轮轴接在伸缩杆的另一端，第一弹簧套设在伸缩杆上，第一弹簧的一端与安装槽的底端固定连接，第一弹簧的另一端与第二行进轮的端部轴接。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，反向转动机构包括有第三伺服电机、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第三斜齿轮、第一转轴和第二转轴，第三伺服电机、第一转轴和第二转轴均水平安装在第二安装筒内部，第二转轴和第一转轴与第二安装筒同轴设置，第二转轴能够转动的套设在第一转轴上，第三伺服电机的输出端与第一转轴的一端固定连接，第一斜齿轮固定竖直固定安装在第二转轴上，第二斜齿轮水平设置，第二斜齿轮与第二安装筒的侧壁轴接，第二斜齿轮分别与第三伺服电机和第一斜齿轮啮合。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，破碎机构包括有第二破碎桨和第三破碎桨，第二破碎桨和第三破碎桨均竖直设置在第二安装筒的内部，第二破碎桨、第三破碎桨和第二安装筒同轴设置，第二破碎桨与第一转轴固定连接，第三破碎桨与第二转轴固定连接，第二破碎桨位于第三破碎桨的旁侧。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，转向驱动机构包括有万向轮、第三转轴和第一三角安装架，万向轮设置在第一转轴远离第三伺服电机的一侧，第三转轴水平设置在第三安装筒内，万向轮的一端与第一转轴轴接，万向轮的另一端与第三转轴的一端轴接，第三转轴的另一端与第一破碎桨固定连接，第一三角安装架竖直固定安装在第三安装筒内，第一三角安装架的中部与第三转轴轴接。

作为一种污水处理用高效管道清淤设备的一种优选方案，破碎清淤组件还包括有刮壁机构，刮壁机构包括有第二三角安装架、弧形刮板、伸缩板和第二弹簧，第二三角安装架能够转动的设置在第三安装筒靠近第一破碎桨的一侧，第二三角安装架的中心处与第三转轴的端部固定连接，多组伸缩板环形设置在第三安装筒的外侧，伸缩板安装在第二三角安装架的外侧壁上，弧形刮板安装在伸缩板上，第二弹簧设置在伸缩板上，第二弹簧的一端与第二三角安装架固定连接，第二弹簧的另一端与弧形刮板的端部固定连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明所示的一种污水处理用高效管道清淤设备，能够自动的在管道内行走，能够对管道内堵塞的淤泥进行快速的疏通，能够在管道内灵活的拐弯，并且在拐弯过程中不影响清淤功能，进而能够清除管道拐弯处的淤泥，实现较佳的清淤效果，提高清淤效率，能够对大块淤泥进行进一步的破碎处理，防止发生二次堆积，提高清淤效果。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的部分透明立体结构示意图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明的行进组件的立体结构示意图；

图6为本发明的行进驱动机构的立体结构示意图；

图7为本发明的反向转动机构和破碎机构的立体结构示意图；

图8为本发明的部分立体结构示意图；

图9为本发明的前端位移机构的立体结构示意图；

图10为本发明的刮壁机构的立体结构示意图。

图中标号为：

1-外壳；2-行进组件；3-破碎清淤组件；4-反向转动机构；5-转向驱动机构；6-第一破碎桨；7-第一安装筒；8-第一波纹管；9-第二安装筒；10-第二波纹管；11-第三安装筒；12-第一伺服电机；13-螺纹杆；14-三角螺纹座；15-第一行进轮；16-第一铰接杆；17-第二铰接杆；18-第二伺服电机；19-驱动斜齿轮；20-从动斜齿轮；21-安装槽；22-伸缩杆；23-第一弹簧；24-第二行进轮；25-第三伺服电机；26-第一斜齿轮；27-第二斜齿轮；28-第三斜齿轮；29-第一转轴；30-第二转轴；31-第二破碎桨；32-第三破碎桨；33-万向轮；34-第三转轴；35-第一三角安装架；36-第二三角安装架；37-弧形刮板；38-伸缩板；39-第二弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1-图4所示的一种污水处理用高效管道清淤设备，包括有外壳1、行进组件2、破碎清淤组件3、反向转动机构4和转向驱动机构5，行进组件2设置在外壳1的外侧壁上，破碎清淤组件3、反向转动机构4和转向驱动机构5均设置在外壳1的内部，行进组件2包括有间距调节机构、行进驱动机构和前端位移机构，间距调节机构水平固定安装在外壳1的末端，行进驱动机构固定安装在间距调节机构的输出端上，前端行进机构环形设置在外壳1前端的外侧壁上，破碎清淤组件3包括有用于打碎淤泥的第一破碎桨6和用于进一步破碎淤泥块的破碎机构，第一破碎桨6设置在外壳1的前端，破碎机构设置在外壳1的中部，转向驱动机构5、第一破碎桨6和破碎机构均安装在反向转动机构4的输出端上。

参照图1-图4所示的外壳1包括有依次水平相互连接的第一安装筒7、第一波纹管8、第二安装筒9、第二波纹管10和第三安装筒11，间距调节机构设置在第一安装筒7上，前端行进机构设置在第三安装筒11上，第一破碎桨6竖直设置在第三安装筒11远离第二波纹管10的一侧，反向转动机构4设置在第二安装筒9内，转向驱动机构5设置在第二波纹管10内。第一波纹管8和第二波纹管10均为可弯折软管。当机器人在管道内行进时，通过第一波纹管8和第二波纹管10的歪曲作用，可以实现机器人整体的拐弯作用，进而实现机器人通过管道弯曲段的功能。

参照图5-图6所示的间距调节机构包括有第一伺服电机12、螺纹杆13、三角螺纹座14、第一行进轮15、第一铰接杆16和第二铰接杆17，第一伺服电机12水平固定安装在第一安装筒7内部，螺纹杆13水平设置在第一安装筒7远离第一波纹管8的一侧，螺纹杆13与第一安装筒7同轴设置，三角螺纹座14能够滑动的设置在螺纹杆13上，三角螺纹座14与螺纹杆13螺纹连接，均设有三组的第一行进轮15、第一铰接杆16和第二铰接杆17沿着螺纹杆13的轴线环形分布，第一铰接杆16的一端与第一安装筒7侧壁铰接，第一铰接杆16的另一端与第一行进轮15铰接，第二铰接杆17的一端与三角螺纹座14的其中一个端部铰接，第二铰接杆17的另一端与第一铰接杆16的中部铰接。在间距调节机构工作时，通过第一伺服电机12输出带动螺纹杆13转动，螺纹杆13转动带动三角螺纹座14沿着螺纹杆13的轴线方向运动，三角螺纹座14带动与之铰接的第二铰接杆17运动，第二铰接杆17带动第一铰接杆16绕着第一安装筒7转动，进而带动与第二铰接杆17另一端铰接的第一行进轮15向外撑开或向内收缩，实现了第一行进轮15与管壁内壁的贴合，进而实现了间距调节机构的调节作用，从而能够适应不同粗细的管壁的清淤工作。

参照图5-图6所示的行进驱动机构包括有第二伺服电机18、驱动斜齿轮19和从动斜齿轮20，第二伺服电机18固定安装在第二铰接杆17上，第二伺服电机18的输出方向与第二铰接杆17的长度方向一致，驱动斜齿轮19和从动斜齿轮20均轴接在第二铰接杆17上，驱动斜齿轮19的轴线方向与第二铰接杆17的长度方向一致，从动斜齿轮20与第一行进轮15的中心处的转动轴的一端固定连接，驱动斜齿轮19与从动斜齿轮20啮合，第二伺服电机18的输出端与驱动斜齿轮19传动连接。在行进驱动机构工作时，通过第二伺服电机18输出带动驱动斜齿轮19转动，驱动斜齿轮19带动与之啮合的从动斜齿轮20转动，从动斜齿轮20带动了第一行进轮15的转动，进而实现了驱动机器人行进的功能。

参照图8-图9所示的前端行进机构包括有三组，三组前端进行机构环形分布在第三安装筒11的外侧壁上，每组前端行进机构均包括有安装槽21、伸缩杆22、第一弹簧23和第二行进轮24，伸缩杆22的一端与安装槽21的底端固定连接，第二行进轮24轴接在伸缩杆22的另一端，第一弹簧23套设在伸缩杆22上，第一弹簧23的一端与安装槽21的底端固定连接，第一弹簧23的另一端与第二行进轮24的端部轴接。在机器人行进过程中，前端行进机构用于辅助机器人的前进，第二行进轮24用于在管道内壁上行走，伸缩杆22用于连接第二行进轮24与第三安装筒11，第一弹簧23用于为第二行进轮24提供弹力，使第二行进轮24能够与管道的内壁贴合，从而实现行走功能。

参照图7所示的反向转动机构4包括有第三伺服电机25、第一斜齿轮26、第二斜齿轮27、第三斜齿轮28、第一转轴29和第二转轴30，第三伺服电机25、第一转轴29和第二转轴30均水平安装在第二安装筒9内部，第二转轴30和第一转轴29与第二安装筒9同轴设置，第二转轴30能够转动的套设在第一转轴29上，第三伺服电机25的输出端与第一转轴29的一端固定连接，第一斜齿轮26固定竖直固定安装在第二转轴30上，第二斜齿轮27水平设置，第二斜齿轮27与第二安装筒9的侧壁轴接，第二斜齿轮27分别与第三伺服电机25和第一斜齿轮26啮合。在反向转动机构4工作时，第三伺服电机25输出带动第一转轴29转动，第一转轴29带动第三伺服电机25转动，第三伺服电机25带动与之啮合的第二斜齿轮27转动，第二斜齿轮27带动与之啮合的第一斜齿轮26转动，第一斜齿轮26带动与之固定连接的第二转轴30同步转动，进而实现第一转轴29和第二转轴30之间的反向转动功能。

参照图7所示的破碎机构包括有第二破碎桨31和第三破碎桨32，第二破碎桨31和第三破碎桨32均竖直设置在第二安装筒9的内部，第二破碎桨31、第三破碎桨32和第二安装筒9同轴设置，第二破碎桨31与第一转轴29固定连接，第三破碎桨32与第二转轴30固定连接，第二破碎桨31位于第三破碎桨32的旁侧。在破碎机构工作时，通过第二破碎桨31和第三破碎桨32的转动实现对淤泥的进一步破碎效果，通过第二破碎桨31和第三破碎桨32的反向转动能够提升破碎效果，并且能够加速水流，使得淤泥能够被吸入第二破碎桨31和第三破碎桨32之内进行破碎操作，提高淤泥破碎效率，在破碎完成后，通过水流将淤泥从机器人中带出，完成清淤工序。

参照图8-图10所示的转向驱动机构5包括有万向轮33、第三转轴34和第一三角安装架35，万向轮33设置在第一转轴29远离第三伺服电机25的一侧，第三转轴34水平设置在第三安装筒11内，万向轮33的一端与第一转轴29轴接，万向轮33的另一端与第三转轴34的一端轴接，第三转轴34的另一端与第一破碎桨6固定连接，第一三角安装架35竖直固定安装在第三安装筒11内，第一三角安装架35的中部与第三转轴34轴接。在转向驱动机构5工作时，第一转轴29的转动通过万向轮33带动第三转轴34同步旋转，进而带动固定安装在第三转轴34端部的第一破碎桨6转动，实现初步破碎淤泥效果，并且能够实现转动时驱动的功能，第一三角安装架35用于安装第三转轴34，使其转动更加稳定，提高破碎清淤的效率。

参照图8-图10所示的破碎清淤组件3还包括有刮壁机构，刮壁机构包括有第二三角安装架36、弧形刮板37、伸缩板38和第二弹簧39，第二三角安装架36能够转动的设置在第三安装筒11靠近第一破碎桨6的一侧，第二三角安装架36的中心处与第三转轴34的端部固定连接，多组伸缩板38环形设置在第三安装筒11的外侧，伸缩板38安装在第二三角安装架36的外侧壁上，弧形刮板37安装在伸缩板38上，第二弹簧39设置在伸缩板38上，第二弹簧39的一端与第二三角安装架36固定连接，第二弹簧39的另一端与弧形刮板37的端部固定连接。在通过刮壁机构对管道内壁进行刮壁操作时，第三转轴34转动带动第二三角安装架36在第三安装筒11上转动，弧形刮板37通过伸缩板38和第二弹簧39的弹力作用向外撑开，弧形刮板37的外侧壁与管道的内侧壁贴合，进而在行进过程中实现对管道内侧壁的清淤工作。

本发明的工作原理：

在需要对管道进行清淤操作时，将机器人放置进管道内，外壳1用于安装整个机器人，行进组件2用于控制机器人在管道内的行进功能，外壳1的分体设计可以便于在管道内顺着管道进行拐弯，间距调节机构和前端行进机构配合可以使用于多种型号的管道清淤操作，使机器人始终能够在管道内部行进，反向转动机构4输出带动破碎清淤组件3对管道内部的淤泥进行清除工作，第一破碎桨6转动将大块堵塞的淤泥打碎钻孔，使得机器人能够进一步对其进行清除，刮壁机构将残余在管壁上的淤泥刮下，防止其继续堆积，破碎机构将清除下来的淤泥进行破碎，实现淤泥的较为细致的粉碎效果，保证其不会再堆叠在管壁上，反向转动机构4为破碎清淤组件3的运动起到驱动作用，转向驱动机构5为机器人在管壁内的行进提供便捷，使得反向转动机构4能够将驱动力传输到第一破碎桨6和刮壁机构上，使其完成破除淤泥的功能，本发明所示的一种污水处理用高效管道清淤设备，能够自动的在管道内行走，能够对管道内堵塞的淤泥进行快速的疏通，能够在管道内灵活的拐弯，并且在拐弯过程中不影响清淤功能，进而能够清除管道拐弯处的淤泥，实现较佳的清淤效果，提高清淤效率。

本设备通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、当机器人在管道内行进时，通过第一波纹管8和第二波纹管10的歪曲作用，可以实现机器人整体的拐弯作用，进而实现机器人通过管道弯曲段的功能；

步骤二、在间距调节机构工作时，通过第一伺服电机12输出带动螺纹杆13转动，螺纹杆13转动带动三角螺纹座14沿着螺纹杆13的轴线方向运动，三角螺纹座14带动与之铰接的第二铰接杆17运动，第二铰接杆17带动第一铰接杆16绕着第一安装筒7转动，进而带动与第二铰接杆17另一端铰接的第一行进轮15向外撑开或向内收缩，实现了第一行进轮15与管壁内壁的贴合，进而实现了间距调节机构的调节作用，从而能够适应不同粗细的管壁的清淤工作；

步骤三、在行进驱动机构工作时，通过第二伺服电机18输出带动驱动斜齿轮19转动，驱动斜齿轮19带动与之啮合的从动斜齿轮20转动，从动斜齿轮20带动了第一行进轮15的转动，进而实现了驱动机器人行进的功能；

步骤四、在机器人行进过程中，前端行进机构用于辅助机器人的前进，第二行进轮24用于在管道内壁上行走，伸缩杆22用于连接第二行进轮24与第三安装筒11，第一弹簧23用于为第二行进轮24提供弹力，使第二行进轮24能够与管道的内壁贴合，从而实现行走功能；

步骤五、在反向转动机构4工作时，第三伺服电机25输出带动第一转轴29转动，第一转轴29带动第三伺服电机25转动，第三伺服电机25带动与之啮合的第二斜齿轮27转动，第二斜齿轮27带动与之啮合的第一斜齿轮26转动，第一斜齿轮26带动与之固定连接的第二转轴30同步转动，进而实现第一转轴29和第二转轴30之间的反向转动功能；

步骤六、在破碎机构工作时，通过第二破碎桨31和第三破碎桨32的转动实现对淤泥的进一步破碎效果，通过第二破碎桨31和第三破碎桨32的反向转动能够提升破碎效果，并且能够加速水流，使得淤泥能够被吸入第二破碎桨31和第三破碎桨32之内进行破碎操作，提高淤泥破碎效率，在破碎完成后，通过水流将淤泥从机器人中带出，完成清淤工序；

步骤七、在转向驱动机构5工作时，第一转轴29的转动通过万向轮33带动第三转轴34同步旋转，进而带动固定安装在第三转轴34端部的第一破碎桨6转动，实现初步破碎淤泥效果，并且能够实现转动时驱动的功能，第一三角安装架35用于安装第三转轴34，使其转动更加稳定，提高破碎清淤的效率；

步骤八、在通过刮壁机构对管道内壁进行刮壁操作时，第三转轴34转动带动第二三角安装架36在第三安装筒11上转动，弧形刮板37通过伸缩板38和第二弹簧39的弹力作用向外撑开，弧形刮板37的外侧壁与管道的内侧壁贴合，进而在行进过程中实现对管道内侧壁的清淤工作。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。