本发明涉及管道机器人技术领域，具体地说是一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置。
背景技术
管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。
目前的的管道机器人行进装置由于技术不完善，前行进机构和后行进结机构为独立的机构，则需要采用两个驱动电机进行驱动行进，不仅增加了管道机器人的重量而且提高了制作成本，同时管道机器人行进装置进入管道内，易被没有清理掉的杂物缠绕住，从而会导致管道机器人卡死在管道内部，需要借助外部工具将管道机器人拖出，在拖出的过程中管道机器人易受损，进一步增加了维修费用。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置。
本发明采用如下技术方案来实现：一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置，其结构包括管道机器人行进体、后行进轮、前行进轮，所述管道机器人行进体的前端两侧均安装有前行进轮，所述管道机器人行进体的后端两侧均设置有后行进轮，所述后行进轮及前行进轮均设有两个，所述管道机器人行进体包括有后行进轮驱动机构、主动力驱动机构、基体、前行进轮驱动机构、口径自适应刮板、刮板角度调节机构；
所述基体前置有与刮板角度调节机构传动连接的口径自适应刮板，所述刮板角度调节机构也与基体连接，所述基体的中心位置上安装有主动力驱动机构，所述主动力驱动机构的一端传动连接有前行进轮驱动机构，所述主动力驱动机构的另一端与后行进轮驱动机构进行传动连接，所述后行进轮驱动机构与前行进轮驱动机构以基体的水平中心线为轴呈对称式布设，所述前行进轮驱动机构的两末端安装有前行进轮，所述后行进轮驱动机构的两末端连接有前行进轮。
作为优化，所述主动力驱动机构包括有驱动电机、第一主动轮、第一传动带、前置主动锥齿轮、轴承座、主轴、第一从动轮、后置主动锥齿轮，所述驱动电机的转子上安装有第一主动轮，所述第一主动轮通过第一传动带与第一从动轮连接，所述第一从动轮套置在主轴的中心位置上，所述主轴的一末端贯穿有前置主动锥齿轮，所述主轴的另一末端套置有后置主动锥齿轮，所述后置主动锥齿轮与第一从动轮之间，前置主动锥齿轮与第一从动轮之间均设有轴承座，所述轴承座平行布设有两个且均与主轴活动连接，所述前置主动锥齿轮与前行进轮驱动机构进行传动连接，所述后置主动锥齿轮传动连接于后行进轮驱动机构，所述驱动电机与基体进行机械连接，所述轴承座与基体活动连接。
作为优化，所述基体包括有活动口、安装孔、壳体，所述壳体的两侧前后端均开设有安装孔，所述安装孔设置有四个，所述壳体的前端设有横向设置的圆柱体结构的活动口，所述活动口与壳体为一体化结构，所述壳体与驱动电机进行机械连接，所述壳体与轴承座活动连接，所述壳体还与后行进轮驱动机构、前行进轮驱动机构、口径自适应刮板、刮板角度调节机构连接。
作为优化，所述前行进轮驱动机构包括有第一安装架、第一主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第一输出轴、第二主动锥齿轮、第二安装架、第二从动锥齿轮、第二输出轴、前置从动锥齿轮、中空切割刀环，所述前置从动锥齿轮的一侧面一端垂直连接有第一安装架，所述前置从动锥齿轮的一侧面另一端与第二安装架垂直连接，所述第一安装架上套置有第一主动锥齿轮，所述第二安装架则设有第二主动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮与第二主动锥齿轮相互平行且两者的一侧均与第一从动锥齿轮相啮合，另一侧则啮合于第二从动锥齿轮，所述第二从动锥齿轮与第一从动锥齿轮相互平行，所述第一从动锥齿轮安装在第一输出轴的一端，所述第二从动锥齿轮平行设于前置从动锥齿轮远离第一从动锥齿轮的一侧，所述第二从动锥齿轮与前置从动锥齿轮均设置在第二输出轴上，所述第一输出轴与第二输出轴在同一条直线上且两者的一端均贯穿有中空切割刀环，所述中空切割刀环设置在基体与前行进轮之间，所述第一输出轴及第二输出轴的末端均安装有前行进轮，所述前置从动锥齿轮与前置主动锥齿轮采用正交啮合，所述第一输出轴、第二输出轴均与壳体活动连接。
作为优化，所述口径自适应刮板包括有防护罩、弹簧限位顶座、弹簧、多级伸缩杆、弹簧限位底座、刮板、安装座、第一转轴、第二主动轮，所述防护罩的内顶面固定有弹簧限位顶座，所述弹簧限位顶座呈等距式布设有三个，所述弹簧限位顶座与弹簧限位底座之间均通过弹簧、多级伸缩杆连接在一起，所述弹簧贯穿于多级伸缩杆且两者采用间隙配合，所述弹簧限位底座、弹簧、多级伸缩杆均设置有三个，所述弹簧限位底座的底面均与刮板的顶面固定连接，所述刮板贯穿于与之相配合的防护罩，所述防护罩的内侧两端均垂直连接有安装座，所述安装座平行设置有两个且两者通过第一转轴连接在一起，所述第一转轴的中心位置上套置有第二主动轮，所述第二主动轮与刮板角度调节机构进行传动连接。
作为优化，所述防护罩包括有罩体、导向槽、活动腔，所述罩体的两内侧均开设有导向槽，所述导向槽与活动腔相通，所述活动腔开设在罩体内，所述罩体的内顶面与弹簧限位顶座固定连接，所述罩体还与安装座垂直连接，所述罩体与刮板活动配合。
作为优化，所述刮板包括有矩形板体、限位板、导向凸条、弧形板体，所述弧形板体与矩形板体固定连接且两者为一体化结构，所述矩形板体远离弧形板体的一端面连接有限位板，所述矩形板体的两侧均固定有导向凸条，所述导向凸条与导向槽采用间隙配合，所述矩形板体设于活动腔内且两者也采用间隙配合，所述限位板远离矩形板体的一端面连接于弹簧限位底座
作为优化，所述刮板角度调节机构包括有手轮、蜗杆、蜗轮、第二从动轮、第二转轴、第二传动带，所述蜗杆的顶部与手轮的底面中心垂直连接，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗轮平行设于第二从动轮的正后方且两者均安装在第二转轴上，所述第二从动轮与第二传动带的一端传动连接，所述第二传动带的另一端传动连接于第二主动轮，所述蜗杆与壳体活动连接。
作为优化，所述中空切割刀环的设置，能够将缠绕在壳体与轮子之间的杂物进行切割，进一步避免前行进轮出现卡死的现象。
作为优化，所述主动力驱动机构、前行进轮驱动机构、后行进轮驱动机构的结合设置，能够使得主动力驱动机构同时带动前行进轮驱动机构及后行进轮驱动机构进行运作，在减轻管道机器人行进装置的重量的同时降低了制作成本。
作为优化，所述口径自适应刮板的设置，在一定范围内，能够适应于不同口径大小的管道，同时能够为前行进轮清除障碍物，有效避免前行进轮受杂物的缠绕而导致卡死现象的发生，也对基体起到保护的作用，有助于延长装置的使用寿命。
作为优化，所述刮板角度调节机构的设置，能够对口径自适应刮板的角度进行调整，使得口径自适应刮板具有角度调节的功能，更有利口径自适应刮板清除障碍物，进一步提高了清除障碍物的效率。
有益效果
本发明的一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置，管道机器人行进装置要行进时，通过控制器使得驱动电机1201运作，使得第一主动轮1202进行转动的同时通过第一传动带1203带动第一从动轮1207旋转，从而使得主轴1206发生联动的同时带动两端的前置主动锥齿轮1204及后置主动锥齿轮1208同时进行旋转，进而同时驱动前行进轮驱动机构14及后行进轮驱动机构11运转，终而使得前行进轮3及后行进轮2行进，后行进轮驱动机构11的运作原理与前行进轮驱动机构14的原理一样，具体为前置主动锥齿轮1204带动与之相啮合的前置从动锥齿轮1409旋转，从而第一主动锥齿轮1402在第一安装架1401的连接作用下，及第二主动锥齿轮1405在第二安装架1406的连接作用下，同时带动与第一主动锥齿轮1402、第二主动锥齿轮1405相啮合的第一从动锥齿轮1403、第二从动锥齿轮1407进行旋转，从而使得第一从动锥齿轮1403带动第一输出轴1404转动，第二从动锥齿轮1407带动第二输出轴1408转动，进而使得中空切割刀环1410及前行进轮3进行旋转，前行进轮3旋转即可前进，可根据需求进行口径自适应刮板15的角度调节，具体为顺时针转动手轮1601，使得蜗杆1602随手轮1601旋转的同时带动与之相啮合的蜗轮1603旋转，从而第二转轴1605随蜗轮1603旋转的同时使得第二从动轮1604发生联动，进而第二从动轮1604通过第二传动带1606带动第二主动轮1509旋转，第一转轴1508旋转的通过安装座1507带动防护罩1501旋转，在管道机器人能进入管道的前提下，在一定范围内，口径自适应刮板15可适应于不同口径大小的管道，当管道口径较小时，管道对刮板1506产生方向罩体15011的顶力，使得矩形板体15061两侧导向凸条15063向导向槽15012上滑，同时弹簧限位底座1505向弹簧限位顶座1502方向上移，而弹簧1503及多级伸缩杆1504均由原状被压缩，后行进轮2、前行进轮3在行进时，口径自适应刮板15跟随行进且能够清除管道内的障碍物，使得管道机器人行进体1行进无阻；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该管道机器人行进装置通过后行进轮驱动机构、主动力驱动机构、基体、前行进轮驱动机构的结合设置，能够使得只采用一个驱动电机的主动力驱动机构同时带动前行进轮驱动机构及后行进轮驱动机构进行运作，能够在减轻管道机器人行进装置的重量的同时降低了制作成本，通过口径自适应刮板与刮板角度调节机构的结合设置，能够在一定范围内，能够适应于不同口径大小的管道，同时能够为前行进轮清除障碍物，有效避免前行进轮受杂物的缠绕而导致卡死在管道内的现象发生，也对基体起到保护的作用，有助于延长装置的使用寿命，同时也减少维修费用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置的结构示意图。
图2为本发明的管道机器人行进体的结构示意图。
图3为本发明的管道机器人行进体的结构示意图。
图4为本发明的口径自适应刮板的结构示意图。
图5为本发明的刮板角度调节机构的结构示意图。
图6为本发明的防护罩的局部的结构示意图。
图7为图6中a的放大图的结构示意图。
图8为本发明的刮板的局部的结构示意图。
图9为图8中b的放大图的结构示意图。
图中：管道机器人行进体-1、后行进轮-2、前行进轮-3、后行进轮驱动机构-11、主动力驱动机构-12、基体-13、前行进轮驱动机构-14、口径自适应刮板-15、刮板角度调节机构-16、驱动电机-1201、第一主动轮-1202、第一传动带-1203、前置主动锥齿轮-1204、轴承座-1205、主轴-1206、第一从动轮-1207、后置主动锥齿轮-1208、活动口-1301、安装孔-1302、壳体-1303、第一安装架-1401、第一主动锥齿轮-1402、第一从动锥齿轮-1403、第一输出轴-1404、第二主动锥齿轮-1405、第二安装架-1406、第二从动锥齿轮-1407、第二输出轴-1408、前置从动锥齿轮-1409、中空切割刀环-1410、防护罩-1501、弹簧限位顶座-1502、弹簧-1503、多级伸缩杆-1504、弹簧限位底座-1505、刮板-1506、安装座-1507、第一转轴-1508、第二主动轮-1509、罩体-15011、导向槽-15012、活动腔-15013、矩形板体-15061、限位板-15062、导向凸条-15063、弧形板体-15062、手轮-1601、蜗杆-1602、蜗轮-1603、第二从动轮-1604、第二转轴-1605、第二传动带-1606。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种适用于城市污水网管的管道机器人行进装置技术方案：其结构包括管道机器人行进体1、后行进轮2、前行进轮3，所述管道机器人行进体1的前端两侧均安装有前行进轮3，所述管道机器人行进体1的后端两侧均设置有后行进轮2，所述后行进轮2及前行进轮3均设有两个，所述管道机器人行进体1包括有后行进轮驱动机构11、主动力驱动机构12、基体13、前行进轮驱动机构14、口径自适应刮板15、刮板角度调节机构16；
所述基体13前置有与刮板角度调节机构16传动连接的口径自适应刮板15，所述刮板角度调节机构16也与基体13连接，所述基体13的中心位置上安装有主动力驱动机构12，所述主动力驱动机构12的一端传动连接有前行进轮驱动机构14，所述主动力驱动机构12的另一端与后行进轮驱动机构11进行传动连接，所述后行进轮驱动机构11与前行进轮驱动机构14以基体13的水平中心线为轴呈对称式布设，所述前行进轮驱动机构14的两末端安装有前行进轮3，所述后行进轮驱动机构11的两末端连接有前行进轮3。
所述主动力驱动机构12包括有驱动电机1201、第一主动轮1202、第一传动带1203、前置主动锥齿轮1204、轴承座1205、主轴1206、第一从动轮1207、后置主动锥齿轮1208，所述驱动电机1201的转子上安装有第一主动轮1202，所述第一主动轮1202通过第一传动带1203与第一从动轮1207连接，所述第一从动轮1207套置在主轴1206的中心位置上，所述主轴1206的一末端贯穿有前置主动锥齿轮1204，所述主轴1206的另一末端套置有后置主动锥齿轮1208，所述后置主动锥齿轮1208与第一从动轮1207之间，前置主动锥齿轮1204与第一从动轮1207之间均设有轴承座1205，所述轴承座1205平行布设有两个且均与主轴1206活动连接，所述前置主动锥齿轮1204与前行进轮驱动机构14进行传动连接，所述后置主动锥齿轮1208传动连接于后行进轮驱动机构11，所述驱动电机1201与基体13进行机械连接，所述轴承座1205与基体13活动连接。
所述基体13包括有活动口1301、安装孔1302、壳体1303，所述壳体1303的两侧前后端均开设有安装孔1302，所述安装孔1302设置有四个，所述壳体1303的前端设有横向设置的圆柱体结构的活动口1301，所述活动口1301与壳体1303为一体化结构，所述壳体1303与驱动电机1201进行机械连接，所述壳体1303与轴承座1205活动连接，所述壳体1303还与后行进轮驱动机构11、前行进轮驱动机构14、口径自适应刮板15、刮板角度调节机构16连接。
所述前行进轮驱动机构14包括有第一安装架1401、第一主动锥齿轮1402、第一从动锥齿轮1403、第一输出轴1404、第二主动锥齿轮1405、第二安装架1406、第二从动锥齿轮1407、第二输出轴1408、前置从动锥齿轮1409、中空切割刀环1410，所述前置从动锥齿轮1409的一侧面一端垂直连接有第一安装架1401，所述前置从动锥齿轮1409的一侧面另一端与第二安装架1406垂直连接，所述第一安装架1401上套置有第一主动锥齿轮1402，所述第二安装架1406则设有第二主动锥齿轮1405，所述第一主动锥齿轮1402与第二主动锥齿轮1405相互平行且两者的一侧均与第一从动锥齿轮1403相啮合，另一侧则啮合于第二从动锥齿轮1407，所述第二从动锥齿轮1407与第一从动锥齿轮1403相互平行，所述第一从动锥齿轮1403安装在第一输出轴1404的一端，所述第二从动锥齿轮1407平行设于前置从动锥齿轮1409远离第一从动锥齿轮1403的一侧，所述第二从动锥齿轮1407与前置从动锥齿轮1409均设置在第二输出轴1408上，所述第一输出轴1404与第二输出轴1408在同一条直线上且两者的一端均贯穿有中空切割刀环1410，所述中空切割刀环1410设置在基体13与前行进轮3之间，所述第一输出轴1404及第二输出轴1408的末端均安装有前行进轮3，所述前置从动锥齿轮1409与前置主动锥齿轮1204采用正交啮合，所述第一输出轴1404、第二输出轴1408均与壳体1303活动连接。
所述口径自适应刮板15包括有防护罩1501、弹簧限位顶座1502、弹簧1503、多级伸缩杆1504、弹簧限位底座1505、刮板1506、安装座1507、第一转轴1508、第二主动轮1509，所述防护罩1501的内顶面固定有弹簧限位顶座1502，所述弹簧限位顶座1502呈等距式布设有三个，所述弹簧限位顶座1502与弹簧限位底座1505之间均通过弹簧1503、多级伸缩杆1504连接在一起，所述弹簧1503贯穿于多级伸缩杆1504且两者采用间隙配合，所述弹簧限位底座1505、弹簧1503、多级伸缩杆1504均设置有三个，所述弹簧限位底座1505的底面均与刮板1506的顶面固定连接，所述刮板1506贯穿于与之相配合的防护罩1501，所述防护罩1501的内侧两端均垂直连接有安装座1507，所述安装座1507平行设置有两个且两者通过第一转轴1508连接在一起，所述第一转轴1508的中心位置上套置有第二主动轮1509，所述第二主动轮1509与刮板角度调节机构16进行传动连接。
所述防护罩1501包括有罩体15011、导向槽15012、活动腔15013，所述罩体15011的两内侧均开设有导向槽15012，所述导向槽15012与活动腔15013相通，所述活动腔15013开设在罩体15011内，所述罩体15011的内顶面与弹簧限位顶座1502固定连接，所述罩体15011还与安装座1507垂直连接，所述罩体15011与刮板1506活动配合。
所述刮板1506包括有矩形板体15061、限位板15062、导向凸条15063、弧形板体15062，所述弧形板体15062与矩形板体15061固定连接且两者为一体化结构，所述矩形板体15061远离弧形板体15062的一端面连接有限位板15062，所述矩形板体15061的两侧均固定有导向凸条15063，所述导向凸条15063与导向槽15012采用间隙配合，所述矩形板体15061设于活动腔15013内且两者也采用间隙配合，所述限位板15062远离矩形板体15061的一端面连接于弹簧限位底座1505
所述刮板角度调节机构16包括有手轮1601、蜗杆1602、蜗轮1603、第二从动轮1604、第二转轴1605、第二传动带1606，所述蜗杆1602的顶部与手轮1601的底面中心垂直连接，所述蜗杆1602与蜗轮1603相啮合，所述蜗轮1603平行设于第二从动轮1604的正后方且两者均安装在第二转轴1605上，所述第二从动轮1604与第二传动带1606的一端传动连接，所述第二传动带1606的另一端传动连接于第二主动轮1509，所述蜗杆1602与壳体1303活动连接。
所述中空切割刀环1410的设置，能够将缠绕在壳体与轮子之间的杂物进行切割，进一步避免前行进轮3出现卡死的现象。
所述主动力驱动机构12、前行进轮驱动机构14、后行进轮驱动机构11的结合设置，能够使得主动力驱动机构12同时带动前行进轮驱动机构14及后行进轮驱动机构11进行运作，在减轻管道机器人行进装置的重量的同时降低了制作成本。
所述口径自适应刮板15的设置，在一定范围内，能够适应于不同口径大小的管道，同时能够为前行进轮3清除障碍物，有效避免前行进轮3受杂物的缠绕而导致卡死现象的发生，也对基体起到保护的作用，有助于延长装置的使用寿命。
所述刮板角度调节机构16的设置，能够对口径自适应刮板15的角度进行调整，使得口径自适应刮板15具有角度调节的功能，更有利口径自适应刮板15清除障碍物，进一步提高了清除障碍物的效率。
工作原理：管道机器人行进装置要行进时，通过控制器使得驱动电机1201运作，使得第一主动轮1202进行转动的同时通过第一传动带1203带动第一从动轮1207旋转，从而使得主轴1206发生联动的同时带动两端的前置主动锥齿轮1204及后置主动锥齿轮1208同时进行旋转，进而同时驱动前行进轮驱动机构14及后行进轮驱动机构11运转，终而使得前行进轮3及后行进轮2行进，后行进轮驱动机构11的运作原理与前行进轮驱动机构14的原理一样，具体为前置主动锥齿轮1204带动与之相啮合的前置从动锥齿轮1409旋转，从而第一主动锥齿轮1402在第一安装架1401的连接作用下，及第二主动锥齿轮1405在第二安装架1406的连接作用下，同时带动与第一主动锥齿轮1402、第二主动锥齿轮1405相啮合的第一从动锥齿轮1403、第二从动锥齿轮1407进行旋转，从而使得第一从动锥齿轮1403带动第一输出轴1404转动，第二从动锥齿轮1407带动第二输出轴1408转动，进而使得中空切割刀环1410及前行进轮3进行旋转，前行进轮3旋转即可前进；
可根据需求进行口径自适应刮板15的角度调节，具体为顺时针转动手轮1601，使得蜗杆1602随手轮1601旋转的同时带动与之相啮合的蜗轮1603旋转，从而第二转轴1605随蜗轮1603旋转的同时使得第二从动轮1604发生联动，进而第二从动轮1604通过第二传动带1606带动第二主动轮1509旋转，第一转轴1508旋转的通过安装座1507带动防护罩1501旋转；
在管道机器人能进入管道的前提下，在一定范围内，口径自适应刮板15可适应于不同口径大小的管道，当管道口径较小时，管道对刮板1506产生方向罩体15011的顶力，使得矩形板体15061两侧导向凸条15063向导向槽15012上滑，同时弹簧限位底座1505向弹簧限位顶座1502方向上移，而弹簧1503及多级伸缩杆1504均由原状被压缩，后行进轮2、前行进轮3在行进时，口径自适应刮板15跟随行进且能够清除管道内的障碍物，使得管道机器人行进体1行进无阻。
本发明相对现有技术获得的技术进步是：该管道机器人行进装置通过后行进轮驱动机构、主动力驱动机构、基体、前行进轮驱动机构的结合设置，能够使得只采用一个驱动电机的主动力驱动机构同时带动前行进轮驱动机构及后行进轮驱动机构进行运作，能够在减轻管道机器人行进装置的重量的同时降低了制作成本，通过口径自适应刮板与刮板角度调节机构的结合设置，能够在一定范围内，能够适应于不同口径大小的管道，同时能够为前行进轮清除障碍物，有效避免前行进轮受杂物的缠绕而导致卡死在管道内的现象发生，也对基体起到保护的作用，有助于延长装置的使用寿命，同时也减少维修费用。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。