一种管道清洗爬行机器人的制作方法

本发明涉及一种爬行机器人，具体涉及一种管道清洗爬行机器人。

背景技术：

酒店、宾馆厨房、企事业单位食堂等安装的油烟管道，对它的清洗一直是个难以解决的问题。传统的人工清洗方式存在着清洗速度慢、清洗不彻底、人工劳动强度大等问题。

鉴于以上这些油烟管道清洗难题，有些单位索性常年不洗，使管道内壁油污堆积、滴漏，不但影响排放效果、食品卫生，而且油污遇明火很容易引起火灾，造成人身伤亡和财产损失；还有些单位使用几年后索性就整体更换油烟管道，既浪费又增加了成本。

目前，对于管道的清洗一般会利用爬行机器人来进行，但是，目前的管道爬行机器人一般包括底座和车轮，车轮安装在底座下，这种管道爬行机器人的爬行坡度小于30°，一般只能适用于水平管道。而油烟管道大多为垂直管道、弯曲管道以及倾斜角度较大的倾斜管道，目前的爬行机器人无法在这类管道中进行爬行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管道清洗爬行机器人，其能够灵活地应用于不同类型的管道清洗工作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种管道清洗爬行机器人，包括爬行机构和喷嘴机构，所述爬行机构包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，所述喷嘴机构设置在安装架的一端，所述支撑组件设置在安装架上，所述驱动组件则设置在支撑组件上，所述张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件；

所述张紧调节组件包括传动结构和至少一活动环，所述传动结构连接活动环，所述活动环活动套设在安装支架外；

所述支撑组件包括至少一组支撑臂，每组支撑臂包括两倾斜设置的支撑臂，即第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂、第二支撑臂以及安装架的中心轴线在同一面上，且第一支撑臂的倾斜方向与第二支撑臂的倾斜方向相反；所述第一支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端则连接有驱动组件，第一支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上；所述第二支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上。

所述传动机构包括丝杆电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆电机固定在安装架内，其连接丝杆；所述丝杆螺母配合连接在丝杆外周，且丝杆螺母连接活动环。

所述传动机构包括气缸和推杆，所述气缸固定在安装架内，且连接推杆的一端，而所述推杆的另一端连接活动环。

所述传动机构包括涡轮电机和涡轮蜗杆，所述涡轮电机固定在安装架内，且连接涡轮蜗杆的一端，而所述涡轮蜗杆的另一端连接活动环。

所述张紧调节组件还包括光轴导轨，所述光轴导轨固定在安装架内，并穿设在活动环中。

所述伸缩件为液压减震器；所述驱动组件包括驱动轮和驱动电机，所述驱动电机固定于支撑臂上，所述驱动轮则通过减速机连接在驱动电机上；所述安装架包括一柱状壳体以及连接于柱状壳体两端的固定端盖。

所述喷嘴机构包括喷嘴电机、第一齿轮、第二齿轮、输送管、旋转接头、弯头和喷嘴，所述喷嘴电机设置在安装架内，第一齿轮设置在安装架外并通过传动轴连接喷嘴电机；所述输送管穿设在安装架内，且其一端伸至安装架外并连接旋转接头，而旋转接头连接弯头，弯头连接喷嘴；所述第二齿轮套设在弯头外，并与第一齿轮啮合。

所述喷嘴机构的旋转接头包括外管以及连接于外管内并可相对外管旋转的内管，所述外管与输送管连接，所述内管与弯头连接。

所述输送管连接旋转接头的一端固定有第一法兰，该第一法兰的侧壁上延伸有一固定板，所述固定板固定在安装架上；所述旋转接头的外管靠近弯头处固定有第二法兰，该第二法兰的侧壁上延伸有一固定板，所述固定板通过一连接板固定在安装架上。

所述喷嘴电机、传动轴以及第一齿轮上安装有一固定架，该固定架固定在安装架上。

采用上述方案后，本发明的爬行机构通过支撑组件将管道清洗爬行机器人支撑于管道内壁上，通过驱动组件驱动管道清洗爬行机器人在管道内爬行，通过张紧调节组件调节支撑组件的收缩或撑开，使得管道清洗爬行机器人能够适用于不同管径的管道，同时保证连接于支撑组件一端的驱动组件能够与管壁呈压紧状态，使得管道清洗爬行机器人有足够的摩擦力能够承受一定载荷的水平爬行、垂直爬行、倾斜爬行或弯曲管道爬行。同时，发明通过将支撑组件的支撑臂组成方向相反的双伞型结构，使得爬行机构在水平管道、垂直管道、倾斜管道甚至弯曲管道内爬行时，每组支撑臂中至少有一支撑臂与管壁呈压紧状态，保证了管道清洗爬行机器人在水平管道、垂直管道、倾斜管道以及弯曲管道等不同类型管道内的稳定爬行，从而达到管道清洗爬行机器人能够灵活地应用于不同类型的管道清洗工作的目的。

此外，本发明的喷嘴机构通过喷嘴电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，而第二齿轮带动弯头以及旋转接头转动，最终带动喷嘴360°旋转。这样，输送管内的清洁液体进入旋转接头、弯头中，最后由喷嘴呈360°旋转喷出，以确保管道内壁完全被清洗，提高管道的清洗效果。

附图说明

图1为本发明之实施例爬行机器人结构示意图（无柱状壳体）；

图2为本发明之实施例爬行机器人结构示意图（含柱状壳体）；

图3为本发明之之实施例喷嘴机构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明揭示了一种管道清洗爬行机器人，其包括爬行机构和喷嘴机构，其中，爬行机构包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，其中，喷嘴机构设置在安装架的一端，用于清洗管道内壁；支撑组件设置在安装架上，用以将爬行机构支撑于管道内；驱动组件则设置在支撑组件上，用以驱动爬行机构在管道内爬行；张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件，该张紧调节组件用于保持支撑组件与管道内壁的张紧状态。

上述安装架包括一柱状壳体11以及连接于柱状壳体11两端的固定端盖12，柱状壳体11内形成有一容置空间。

上述张紧调节组件包括丝杆电机21、丝杆23、丝杆螺母24、光轴导轨26和活动环25，其中，丝杆电机21固定在柱状壳体11内，其电机轴通过联轴器22连接丝杆23；丝杆螺母24配合连接在丝杆23外周，且丝杆螺母24连接活动环25，而活动环25套设在柱状壳体11外；光轴导轨26呈轴向固定在柱状壳体11内，且穿设在活动环25中。当丝杆电机21带动丝杆23旋转，丝杆螺母24可以带动活动环25沿着光轴导轨26移动。为了保证活动环25移动的稳定性，光轴导轨26的数量可以设置在两个以上。

上述丝杆电机21、丝杆23和丝杆螺母24配合形成驱动活动环25的传动结构，该传动结构也可以采用气缸配合推杆形成，其中，气缸固定在柱状壳体11内，其通过联轴器连接推杆，而推杆连接活动环25。所述传动机构也可以采用涡轮电机配合涡轮蜗杆实现，所述涡轮电机固定在柱状壳体11内，且连接涡轮蜗杆的一端，而所述涡轮蜗杆的另一端连接活动环25。

上述支撑组件包括至少一组支撑臂，每组支撑臂包括两倾斜设置的支撑臂，即第一支撑臂311和第二支撑臂312，第一支撑臂311、第二支撑臂312以及柱状壳体11的中心轴线在同一面上，且第一支撑臂311的倾斜方向与第二支撑臂312的倾斜方向相反。第一支撑臂311一端固定在活动环25或柱状壳体11上，另一端则连接有驱动组件，第一支撑臂311两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体11或活动环25上；第二支撑臂312一端固定在活动环25或柱状壳体11上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂312两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体11或活动环25上。

上述驱动组件包括驱动轮42和驱动电机41，驱动电机41固定于支撑臂311、312上，驱动轮42则通过减速机连接在驱动电机41上。其中，驱动轮42可以采用轮式结构，也可以采用履带式结构。驱动电机41通过减速带动驱动轮42旋转，驱动电机41正转，驱动轮42前进，驱动电机41反转，驱动轮42后退，驱动轮42的爬行速度可以通过调节驱动电机41的转速进行控制。

如图3所示，上述喷嘴机构包括喷嘴电机51、传动轴52、第一齿轮53、第二齿轮54、输送管61、旋转接头62、弯头63和喷嘴64，其中，喷嘴电机51设置在柱状壳体11的容置空间内，第一齿轮53通过传动轴52连接喷嘴电机51；输送管61贯穿于柱状壳体11中，该输送管61的两端穿设在固定端盖12中；旋转接头62一端连接输送管61，另一端连接弯头63，而弯头63连接喷嘴64；第二齿轮54套设在弯头63外，并与第一齿轮53啮合。喷嘴电机51通过传动轴52带动第一齿轮53转动，第一齿轮53带动第二齿轮54转动，而第二齿轮54带动弯头63以及旋转接头62转动，最终带动喷嘴64以360°旋转。

本发明所公开的实施例中，支撑组件由三组支撑臂构成，且支撑组件中的伸缩件采用液压式减震器32，其除了具有伸缩作用之外，还具有减震的作用，以便稳定爬行机构在管道内的爬行运动，且三组支撑臂通过一固定环33固定在柱状壳体11上。伸缩张紧调节组件则由一丝杆电机21、一丝杆23、一丝杆螺母24、三光轴导轨26和一活动环25构成，三个光轴导轨26均穿设在活动环25中。

具体地，三组支撑臂中的第一支撑臂311一端固定在活动环25上，另一端连接驱动组件，第一支撑臂311两端的本体则通过液压减震器32固定于固定环33上；第二支撑臂312的一端固定于固定环33上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂312两端之间的本体通过液压减震器32固定于活动环25上。三组支撑臂的第一支撑臂311组成一伞型结构，第二支撑臂312则组成另一伞型结构，两个伞型结构的方向相反。

上述管道清洗爬行机器人可以灵活应用于不同类型管道的检测或维护工作中，当应用于水平管道时，爬行机构通过控制张紧调节组件来调节支撑组件在管道内的张紧度，以便适应水平管道的管径。具体地，控制丝杆电机21正转或反转，使三组支撑臂撑开或收缩。调整完成后，三组支撑臂上的驱动轮42压抵在管道内壁，启动驱动电机41就可带动驱动轮42旋转，从而使得爬行机构在水平管道内爬行。管道清洗爬行机器人在水平管道爬行的过程中，喷嘴机构通过喷嘴电机51带动第一齿轮53转动，通过第一齿轮53和第二齿轮54的传动，从而带动弯头63以及旋转接头62转动，最终带动喷嘴64以360°旋转。这样，输送管内的清洁液体进入旋转接头62、弯头63中，最后由喷嘴64呈360°旋转喷出，以确保水平管道内壁完全被清洗，提高管道的清洗效果。

当应用于垂直管道或倾斜管道时，爬行机构通过控制张紧调节组件来调节支撑组件在管道内的张紧度，以便适应垂直管道或倾斜管道的管径。调整完成后，三组支撑臂上的驱动轮42呈压紧状态压抵在管道内壁，保证了驱动轮42与管壁之间有足够的摩擦力能够承受一定载荷的垂直爬行或倾斜爬行。管道清洗爬行机器人在垂直管道或倾斜管道爬行的过程中，爬行机构所承载的喷嘴机构通过喷嘴电机51带动第一齿轮53转动，通过第一齿轮53和第二齿轮54的传动，从而带动弯头63以及旋转接头62转动，最终带动喷嘴64以360°旋转。这样，输送管61内的清洁液体进入旋转接头62、弯头63中，最后由喷嘴64呈360°旋转喷出，以确保垂直管道或倾斜管道内壁完全被清洗，提高管道的清洗效果。

当管道清洗爬行机器人经由垂直管道或水平管道爬向弯曲管道时，爬行机构的每组支撑臂中至少一支撑臂与管壁呈压紧状态，这样能够保证爬行机构在弯曲管道时，其驱动轮42与管壁之间仍然具有足够的摩擦力，进而保证了爬行机构在弯曲管道内的稳定爬行。管道爬行机器人再弯曲管道稳定爬行的过程中，喷嘴机构通过喷嘴电机51带动第一齿轮53转动，通过第一齿轮53和第二齿轮54的传动，从而带动弯头63以及旋转接头62转动，最终带动喷嘴64以360°旋转。这样，输送管61内的清洁液体进入旋转接头62、弯头63中，最后由喷嘴64呈360°旋转喷出，以确保垂弯曲管道内壁完全被清洗，提高管道的清洗效果。

除上述实施方式之外，在实际使用时，爬行机构的张紧调节组件的活动环25可以设置为两个，当活动环25设置为两个时，既可以采用一个丝杆电机21来同时控制两个活动环25的移动，也可以采用两个丝杆电机21来分别控制两个活动环25的移动。当采用两个丝杆电机25来控制两个活动环21时，一个丝杆电机21控制一活动环25，另一丝杆电机21控制另一活动环25，而两个活动环25中一个活动环25用来撑开或收缩第一支撑臂311，另一活动环25用来撑开或收缩第二支撑臂312，该结构的爬行机构在弯曲管道或者管径呈变化状态的管道中仍能够保持稳定爬行。

喷嘴机构的旋转接头62包括外管621以及设置在外管621内的内管622，内管622可相对于外管621旋转，其中，外管621与输送管61道连接，内管622与弯头63连接。

为了进一步提高管道的清洗效果，输送管道61内的清洁液体会以高压状态输送，这样，喷嘴机构的稳定性会受到影响。为提高喷嘴机构的稳定性，进一步保证管道清洗效果，进一步保证管道清洗效果，输送管61连接旋转接头62的一端固定有第一法兰71，而且该第一法兰71的侧壁上延伸有一固定板711，该固定板711固定在安装架的固定端盖12上。旋转接头62的外管621靠近弯头63处固定有第二法兰72，第二法兰72的侧壁上延伸有一固定板721，该固定板721通过一连接板73固定在安装架的固定端盖12上。通过第一法兰71、第二法兰72和连接板73可以将输送管61和旋转接头62稳定地固定在爬行机构的固定端盖11上，避免其受输送管内的高压清洁液体的影响。

因为第二齿轮54套设在弯头63上，而第一齿轮53又与第二齿轮54啮合，所以，输送管61内的高压清洁液体有可能也会影响喷嘴电机51、传动轴52以及第一齿轮53的连接稳定型。为此，本发明在喷嘴电机51、传动轴52以及第一齿轮53上安装有一固定架74，该固定架74固定在安装架的固定端盖12上。

本发明的关键在于，本发明的爬行机构通过支撑组件将管道清洗爬行机器人支撑于管道内壁上，通过驱动组件驱动管道清洗爬行机器人在管道内爬行，通过张紧调节组件调节支撑组件的收缩或撑开，使得管道清洗爬行机器人能够适用于不同管径的管道，同时保证连接于支撑组件一端的驱动组件能够与管壁呈压紧状态，使得管道清洗爬行机器人有足够的摩擦力能够承受一定载荷的水平爬行、垂直爬行、倾斜爬行或弯曲管道爬行。同时，发明通过将支撑组件的支撑臂组成方向相反的双伞型结构，使得爬行机构在水平管道、垂直管道、倾斜管道甚至弯曲管道内爬行时，每组支撑臂中至少有一支撑臂与管壁呈压紧状态，保证了管道清洗爬行机器人在水平管道、垂直管道、倾斜管道以及弯曲管道等不同类型管道内的稳定爬行，从而达到管道清洗爬行机器人能够灵活地应用于不同类型的管道清洗工作的目的。

此外，本发明的喷嘴机构通过喷嘴电机51带动第一齿轮53转动，第一齿轮53带动第二齿轮54转动，而第二齿轮54带动弯头63以及旋转接头62转动，最终带动喷嘴64以360°旋转。这样，输送管61内的清洁液体进入旋转接头62、弯头63中，最后由喷嘴64呈360°旋转喷出，以确保管道内壁完全被清洗，提高管道的清洗效果。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。