一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人的制作方法

本实用新型涉及地下管道清淤设施技术领域，尤其涉及一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人。

背景技术：

目前，适用于国内排水管道的清淤机器人都需要从检查井进入排水管道，因检查井井口尺寸所限，在不拆除检查井盖板的情况下，要求机器人整体最大尺寸不能大于井口尺寸，才能保证机器人的正常进出。而对于大型排水管道，管道的管径可能是检查井井口直径的2至3倍，这样在保证清淤机器人在排水管道内正常支撑作业的前提下，需要解决机器人外形尺寸大于检查井井口尺寸而造成的尺寸干涉问题。本实用新型正是基于该研究背景下而提出，旨在提高管道清淤工作的作业效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术中管道清淤机器人不足，提供一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人，其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、作业效率高等优点，通过撑壁连杆机构的收缩和展开实现机器人外部最大尺寸的调节功能，既满足进出检查井的尺寸需求，又满足清淤作业时的支撑要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人，该管道清淤机器人包括清淤缸、伸缩缸、前安装盘组件、后安装盘组件、撑壁杆组件和行走组件；其中，所述前安装盘组件和后安装盘组件均包括有连杆铰座和驱动缸铰座，前安装盘组件还包括前安装盘；后安装盘组件还包括后安装盘；所述连杆铰座固定安装于安装盘的顶部，所述驱动缸铰座固定安装于安装盘的中部；所述清淤缸设置于前安装盘和后安装盘之间的底部位置处用于驱动管道清淤；所述伸缩缸的缸体固定于前安装盘、后安装盘两者之一上，所述伸缩缸的缸体内还设置有伸缩缸活塞杆，所述伸缩缸活塞杆铰接连接于前安装盘、后安装盘的两者另一上；所述前安装盘和后安装盘在相同位置上均设置有撑壁杆组件；所述撑壁杆组件包括驱动缸、连杆，所述驱动缸的缸体内设置有可伸出或缩回的驱动缸活塞杆，所述驱动缸的缸体顶端铰接布设于驱动缸铰座上；所述连杆的一端与驱动缸活塞杆铰接连接，所述连杆还铰接设置于连杆铰座使得所述连杆的另一端可绕着连杆铰座自由旋转并能与管道上部管壁相抵接，所述连杆的另一端上还设置有撑壁板；所述行走组件包括安装于前安装盘和后安装盘底部两侧的摆动轮；所述撑壁杆组件还包括设置于摆动轮外侧板体的下撑壁缸，所述下撑壁缸的缸体内设置有可伸出与管道下部内壁相抵接或缩回下撑壁缸的缸体内的下撑壁缸活塞杆，所述下撑壁缸活塞杆的底部还设置有下撑壁板。

作为上述方案的进一步优化，所述驱动缸的缸体顶端通过连杆驱动缸铰接销铰接布设于驱动缸铰座上；所述连杆通过连杆后铰接销与驱动缸活塞杆铰接；所述连杆通过连杆前铰接销铰接设置于连杆铰座；所述撑壁板固定设置在撑壁板连接架上，所述撑壁板连接架通过撑壁板铰销铰接连接在连杆上。

作为上述方案的进一步优化，所述管道清淤机器人还包括用于控制清淤缸、伸缩缸、驱动缸、下撑壁缸的活塞杆伸缩运动的气路控制系统；所述气路控制系统包括气源、气压管路及启闭控制阀；所述清淤缸、伸缩缸、驱动缸、下撑壁缸分别通过启闭控制阀设置于气压管路上；所述气压管路连接所述气源。

作为上述方案的进一步优化，所述撑壁板支架的撑壁板、所述下撑壁板均为曲率与管壁曲率相同的弧形板。

作为上述方案的进一步优化，所述摆动轮包括摆动轮支架、摆动轮本体、以及缓冲组件；所述摆动轮设置于摆动轮支架中，所述缓冲组件设置于摆动轮支架与安全盘底部之间用于缓冲；所述摆动轮支架上设置有导向槽，所述安装盘上设置有与导向槽相互配合的导向柱，所述缓冲组件为螺旋弹簧或者弹簧片，所述缓冲组件的两端分别抵接于导向槽、导向柱之间。

作为上述方案的进一步优化，所述后安装盘组件上还设置有拖车钩及拖车绳，所述拖车绳的一端固定与拖车钩上，另一端固定于管道检查井口的绳轮盘上以便于在管道清淤后将管道清淤机器人拉回。

采用本实用新型的基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人具有如下有益效果：

(1)结构设计更加合理，能够利用各种气缸组件实现管道清淤机器人的行进、清淤，并且运行过程中，运行更加可靠。

(2)通过撑壁连杆机构的收缩和展开实现机器人外部最大尺寸的调节功能，既满足进出检查井的尺寸需求，又满足清淤作业时的支撑要求。

(3)利用缓冲组件能够实现管道清淤机器人在行进过程中遇到特殊障碍物时对摆动轮进行缓冲，防止因震动而影响其行进及清淤的作业效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人的示意图。

图2是本实用新型实施例一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人中撑壁杆组件于不同位置示意图。

图3是本实用新型实施例一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人的撑壁连杆机构示意图。

图中各标记如下：清淤缸1；伸缩缸2；摆动轮3；前安装盘4；下撑壁缸5；连杆驱动缸铰接销6；驱动缸活塞杆7；连杆后铰接销8；连杆前铰接销9；连杆10；撑壁板11；撑壁板铰销12；撑壁板连接架13；管壁一14；管壁二16；管壁三17；连杆铰座18；驱动缸铰座19；驱动缸20；后安装盘21。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人作以详细说明。

一种基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人，该管道清淤机器人包括清淤缸1、伸缩缸2、前安装盘组件、后安装盘组件、撑壁杆组件和行走组件；其中，所述前安装盘组件和后安装盘组件均包括有连杆铰座18和驱动缸铰座19，前安装盘组件还包括前安装盘4；后安装盘组件还包括后安装盘21；所述连杆铰座固定安装于安装盘的顶部，所述驱动缸铰座固定安装于安装盘的中部；所述清淤缸设置于前安装盘和后安装盘之间的底部位置处用于驱动管道清淤；所述伸缩缸的缸体固定于前安装盘、后安装盘两者之一上，所述伸缩缸的缸体内还设置有伸缩缸活塞杆，所述伸缩缸活塞杆铰接连接于前安装盘、后安装盘的两者另一上；所述前安装盘和后安装盘在相同位置上均设置有撑壁杆组件；所述撑壁杆组件包括驱动缸20、连杆10，所述驱动缸的缸体内设置有可伸出或缩回的驱动缸活塞杆7，所述驱动缸的缸体顶端铰接布设于驱动缸铰座上；所述连杆的一端与驱动缸活塞杆铰接连接，所述连杆还铰接设置于连杆铰座使得所述连杆的另一端可绕着连杆铰座自由旋转并能与管道上部管壁相抵接，所述连杆的另一端上还设置有撑壁板11；所述行走组件包括安装于前安装盘和后安装盘底部两侧的摆动轮3；所述撑壁杆组件还包括设置于摆动轮外侧板体的下撑壁缸5，所述下撑壁缸的缸体内设置有可伸出与管道下部内壁相抵接或缩回下撑壁缸的缸体内的下撑壁缸活塞杆，所述下撑壁缸活塞杆的底部还设置有下撑壁板。

所述驱动缸的缸体顶端通过连杆驱动缸铰接销6铰接布设于驱动缸铰座上；所述连杆通过连杆后铰接销8与驱动缸活塞杆铰接；所述连杆通过连杆前铰接销9铰接设置于连杆铰座；所述撑壁板固定设置在撑壁板连接架13上，所述撑壁板连接架通过撑壁板铰销12铰接连接在连杆上。

所述管道清淤机器人还包括用于控制清淤缸、伸缩缸、驱动缸、下撑壁缸的活塞杆伸缩运动的气路控制系统；所述气路控制系统包括气源、气压管路及启闭控制阀；所述清淤缸、伸缩缸、驱动缸、下撑壁缸分别通过启闭控制阀设置于气压管路上；所述气压管路连接所述气源。

所述撑壁板支架的撑壁板、所述下撑壁板均为曲率与管壁曲率相同的弧形板。

所述摆动轮包括摆动轮支架、摆动轮本体、以及缓冲组件；所述摆动轮设置于摆动轮支架中，所述缓冲组件设置于摆动轮支架与安全盘底部之间用于缓冲；所述摆动轮支架上设置有导向槽，所述安装盘上设置有与导向槽相互配合的导向柱，所述缓冲组件为螺旋弹簧或者弹簧片，所述缓冲组件的两端分别抵接于导向槽、导向柱之间。

所述后安装盘组件上还设置有拖车钩及拖车绳，所述拖车绳的一端固定与拖车钩上，另一端固定于管道检查井口的绳轮盘上以便于在管道清淤后将管道清淤机器人拉回。

本实用新型上述基于撑壁连杆机构的管道清淤机器人的工作原理如下：

1)将管道清淤机器人放置于待清淤的管道的检查口位置处；开启气路控制系统的气源，并打开清淤缸、伸缩缸、驱动缸、下撑壁缸的启闭控制阀；

2)伸缩缸控制前安装盘组件能够相对于后安装盘发生相对运动，使得管道清淤机器人向前运动；在运动前进过程中，清淤缸控制驱动管道清淤；在管道清淤过程前，控制驱动缸的驱动缸活塞杆伸出，连杆绕连杆前铰接销转动降到最低位置；在管道清淤过程中，根据管道管径的尺寸值，控制驱动缸的驱动缸活塞杆缩回相应的位置以使得连杆绕连杆前铰接销转动上升至能够与管道管径相抵接的位置，撑壁板和撑壁板连接架绕撑壁板铰销转动，能够使得撑壁板与管道的上部的管壁相抵接；此时，控制下撑壁缸的缸体内下撑壁缸活塞杆伸出使得下撑壁板与管道的下部管壁相抵接。

在图2中，在管道清淤过程中，根据管道管径的尺寸值，控制驱动缸的驱动缸活塞杆缩回相应的位置以使得连杆绕连杆前铰接销转动上升至能够与管道管径相抵接的位置，撑壁板和撑壁板连接架绕撑壁板铰销转动，能够使得撑壁板与管道的上部的管壁相抵接；

当驱动缸20的驱动缸活塞杆伸出时，连杆10绕连杆前铰接销9转动降到最低位置；当驱动缸20的驱动缸活塞杆收缩时，连杆10绕连杆前铰接销9转动上升，撑壁板11和撑壁板连接架13绕撑壁板铰销12转动，可以紧密压到管壁一14，即可以在较小直径的管道内行走；继续上升，接触到管壁二16而顶紧，就可以在直径较大的管道内工作；上升到高处，接触到管壁三17而顶紧，就可以在直径更大的管道内工作，这种基于撑壁连杆机构的全气动管道清淤机器人可以适应于不同直径的管道。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。