一种管道清洁机器人论文和设计

全文摘要

一种管道清洁机器人，属于管道清洁设备领域。具有清洗装置、行走装置、清洁液回收装置与电力控制模块，所述的清洗装置具有螺旋清洗叶片，所述的行走装置具有伸缩杆、行走电机、履带、吸盘与伸缩弹簧。本实用新型可以对管道进行经济、无伤、彻底、高效地清洁，带有强磁性吸盘、伸缩杆以及伸缩弹簧的履带，使得机器人在复杂的管道环境中能行走更稳固，伸缩杆和伸缩弹簧的配合使用，可以使机器人适合不同口径的管道的行走，柔软物制成的螺旋清洗叶片在清洗管道时，不会对管道造成二次伤害，清洁液回收装置的设置，可以回收利用部分清洁液，使清洁过程更加经济环保。

主设计要求

1.一种管道清洁机器人，是由清洗装置、下箱体、上箱体、行走装置、清洁液回收装置与电力控制模块组成的，其特征在于：所述的清洗装置具有螺旋清洗叶片、清洗喷头、旋转软管、旋转硬管轴承、旋转硬管齿轮、旋转硬管、输送水管、输送水管固定座、清洁液喷射泵、清洁液输送拖曳管、电机齿轮、电机与水管密封轴承，所述的清洗喷头安装在旋转软管的前端部，螺旋清洗叶片安装在旋转软管的前部，靠近清洗喷头，旋转硬管通过旋转硬管轴承与下箱体连接在一起，旋转软管与旋转硬管嵌套固定连接在一起，旋转硬管通过水管密封轴承与输送水管连接在一起，旋转硬管与水管密封轴承的外周连接在一起，输送水管与水管密封轴承的内周连接在一起，输送水管与输送水管固定座连接在一起，输送水管连接在清洁液喷射泵的输出口，清洁液喷射泵的输入口与清洁液输送拖曳管连接，清洁液喷射泵、输送水管固定座固定连接在下箱体上，所述的旋转硬管齿轮与旋转硬管固定连接在一起，旋转硬管齿轮安装在旋转硬管轴承和水管密封轴承之间，所述的电机通过电机固定架固定安装在下箱体上，电机齿轮安装在电机的输出轴上，电机齿轮与旋转硬管齿轮配合在一起，旋转软管与旋转硬管的连接位置在安装有旋转硬管轴承的下箱体侧壁的外侧，所述的行走装置有多组，均布安装在下箱体与上箱体的外表面，所述的行走装置每组具有伸缩杆、行走电机、履带传动轴、履带轮、履带、吸盘、伸缩弹簧与履带轮固定架，且每组行走装置具有偶数根伸缩杆，伸缩杆成对配合使用，所述的履带轮分为履带驱动轮与履带支重轮，所述的伸缩杆一端固定连接在下箱体与上箱体的外表面上，靠近清洗装置的成对的伸缩杆的其中一根的另一端安装有行走电机，行走电机通过联轴器与履带传动轴连接，履带传动轴通过键与履带驱动轮连接，其他的伸缩杆的另一端安装有履带轮固定架，履带轮固定架通过轴承与履带传动轴连接，履带传动轴通过键与履带支重轮连接，所述的履带驱动轮与履带啮合连接，距离履带驱动轮最远的履带支重轮与履带啮合连接，其他履带支重轮与靠近管道一侧的履带啮合，所述的吸盘均布安装在履带外表面，所述的清洁液回收装置具有清洁液回收管和清洁液回收泵，清洁液回收管与下箱体侧壁固定连接在一起，清洁液回收泵固定连接在下箱体上，清洁液回收装置通过清洁液回收管和清洁液回收泵与下箱体固定连接在一起，所述的下箱体与上箱体通过螺纹螺栓连接在一起，所述的电力控制模块具有电池与控制模块，电力控制模块与下箱体连接在一起，电池与控制模块、清洁液喷射泵、电机、清洁液回收泵以及行走电机电性连接。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的清洁液回收装置具有清洁液回收板、清洁液回收管、清洁液回收泵和回收清洁液输送管，清洁液回收管的一端与清洁液回收板连接在一起，清洁液回收管的另一端连接在清洁液回收泵的输入口，清洁液回收泵的输出口与回收清洁液输送管的一端连接，回收清洁液输送管的另一端与清洁液输送拖曳管连接相通。

3.如权利要求1所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的电力控制模块的控制模块集合有无线遥控模块。

4.如权利要求2所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的回收清洁液输送管两端较细，中间较粗。

5.如权利要求1所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的螺旋清洗叶片的有效清洗部分为柔软毛状物或者柔软布料制成。

6.如权利要求1所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的吸盘的端部具有螺纹杆，吸盘通过吸盘端部的螺纹杆和履带上的螺纹孔与履带连接在一起，所述的吸盘端部的螺纹杆由强磁材料制成，所述的履带上的螺纹孔在每块履带板上有一列共三个；所述的履带的履带板为无磁材料制成；所述的吸盘可单列或多列或交错均布安装在履带外表面。

7.如权利要求1所述的一种管道清洁机器人，其特征在于，所述的输送水管通过硅胶环与输送水管固定座连接在一起。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种管道清洁机器人，具体地说是采用了吸盘式履带结构的清洁机器人，属于管道清洁设备领域。

背景技术

由于石油、天然气、下水管、空调管道等在使用过程中会因为温度、压力不同，介质与管道之间的物理化学作用，而发生高温结焦，生成油垢水垢，存留沉积物、腐蚀物等，使的管的直径减小，传输效率下降。进而使得管道工作过程中突然中断或者发生事故。基于以上情况，人们需要对管道进行清洗，管道清洁机器人应运而生。

但是，当前市场上的清洁机器人存在种种问题：或是机械硬式清洗，损伤管道，或是清洁力度不够，或是使用大量清洁液，不环保。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种管道清洁机器人。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种管道清洁机器人，是由清洗装置、下箱体、上箱体、行走装置、清洁液回收装置与电力控制模块组成的，所述的清洗装置具有螺旋清洗叶片、清洗喷头、旋转软管、旋转硬管轴承、旋转硬管齿轮、旋转硬管、输送水管、输送水管固定座、清洁液喷射泵、清洁液输送拖曳管、电机齿轮、电机与水管密封轴承，所述的清洗喷头安装在旋转软管的前端部，螺旋清洗叶片安装在旋转软管的前部，靠近清洗喷头，旋转硬管通过旋转硬管轴承与下箱体连接在一起，旋转软管与旋转硬管嵌套固定连接在一起，旋转硬管通过水管密封轴承与输送水管连接在一起，旋转硬管与水管密封轴承的外周连接在一起，输送水管与水管密封轴承的内周连接在一起，输送水管与输送水管固定座连接在一起，输送水管连接在清洁液喷射泵的输出口，清洁液喷射泵的输入口与清洁液输送拖曳管连接，清洁液喷射泵、输送水管固定座固定连接在下箱体上，所述的旋转硬管齿轮与旋转硬管固定连接在一起，旋转硬管齿轮安装在旋转硬管轴承和水管密封轴承之间，所述的电机通过电机固定架固定安装在下箱体上，电机齿轮安装在电机的输出轴上，电机齿轮与旋转硬管齿轮配合在一起，旋转软管与旋转硬管的连接位置在安装有旋转硬管轴承的下箱体侧壁的外侧，所述的行走装置有多组，均布安装在下箱体与上箱体的外表面，所述的行走装置每组具有伸缩杆、行走电机、履带传动轴、履带轮、履带、吸盘、伸缩弹簧与履带轮固定架，且每组行走装置具有偶数根伸缩杆，伸缩杆成对配合使用，所述的履带轮分为履带驱动轮与履带支重轮，所述的伸缩杆一端固定连接在下箱体与上箱体的外表面上，靠近清洗装置的成对的伸缩杆的其中一根的另一端安装有行走电机，行走电机通过联轴器与履带传动轴连接，履带传动轴通过键与履带驱动轮连接，其他的伸缩杆的另一端安装有履带轮固定架，履带轮固定架通过轴承与履带传动轴连接，履带传动轴通过键与履带支重轮连接，所述的履带驱动轮与履带啮合连接，距离履带驱动轮最远的履带支重轮与履带啮合连接，其他履带支重轮与靠近管道一侧的履带啮合，所述的吸盘均布安装在履带外表面，所述的清洁液回收装置具有清洁液回收管和清洁液回收泵，清洁液回收管与下箱体侧壁固定连接在一起，清洁液回收泵固定连接在下箱体上，清洁液回收装置通过清洁液回收管和清洁液回收泵与下箱体固定连接在一起，所述的下箱体与上箱体通过螺纹螺栓连接在一起，所述的电力控制模块具有电池与控制模块，电力控制模块与下箱体连接在一起，电池与控制模块、清洁液喷射泵、电机、清洁液回收泵以及行走电机电性连接。

所述的清洁液回收装置具有清洁液回收板、清洁液回收管、清洁液回收泵和回收清洁液输送管，清洁液回收管的一端与清洁液回收板连接在一起，清洁液回收管的另一端连接在清洁液回收泵的输入口，清洁液回收泵的输出口与回收清洁液输送管的一端连接，回收清洁液输送管的另一端与清洁液输送拖曳管连接相通。

所述的电力控制模块的控制模块集合有无线遥控模块。

所述的回收清洁液输送管两端较细，中间较粗。

所述的螺旋清洗叶片的有效清洗部分为柔软毛状物或者柔软布料制成。

所述的吸盘的端部具有螺纹杆，吸盘通过吸盘端部的螺纹杆和履带上的螺纹孔与履带连接在一起，所述的吸盘端部的螺纹杆由强磁材料制成，所述的履带上的螺纹孔在每块履带板上有一列共三个；所述的履带的履带板为无磁材料制成；所述的吸盘可单列或多列或交错均布安装在履带外表面。

所述的输送水管通过硅胶环与输送水管固定座连接在一起。

该发明的有益之处是，本发明可以对管道进行经济、无伤、彻底、高效地清洁；柔软物制成的螺旋清洗叶片在清洗管道时，不会对管道造成二次伤害；履带式行走装置的设置，使得机器人在管道中的行走更稳固；带有强磁性吸盘、伸缩杆以及伸缩弹簧的履带，使得机器人在复杂的管道环境中能行走更稳固；无磁材料制成的履带的履带板，可以防止强磁性吸盘吸附的管道垃圾阻碍机器人的行走；清洁液回收装置的设置，可以回收利用部分清洁液，使清洁过程更加经济环保；柔软毛状物或者柔软布料制成的螺旋清洗叶片以及旋转软管的设置，使得清洗装置可以弯曲清洗；伸缩杆和伸缩弹簧的配合使用，可以使机器人适合不同口径的管道的行走。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明下箱体内部及清洁液回收装置的结构示意图；

图4为本发明去掉上箱体及伸缩弹簧的结构示意图；

图5为本发明的侧俯视图；

图6为本发明的侧视图；

图7为本发明的侧仰视图；

图8为本发明的后视图；

图9为图1中A处的放大图；

图10为图2中B处的放大图；

图11为图3中C处的放大图；

图12为下箱体、清洁液回收装置与螺旋清洗叶片的结构示意图。

图中，1、清洗装置，101、螺旋清洗叶片，102、清洗喷头，103、旋转软管，104、旋转硬管轴承，105、旋转硬管齿轮，106、旋转硬管，107、输送水管，108、输送水管固定座，10801、硅胶环，109、清洁液喷射泵，110、清洁液输送拖曳管，111、电机齿轮，112、电机，113、水管密封轴承，2、下箱体，3、上箱体，4、行走装置，401、伸缩杆，402、行走电机，403、履带传动轴，404、履带轮，40401、履带驱动轮，40402、履带支重轮，405、履带，40501、履带外表面，406、吸盘，407、伸缩弹簧，408、履带轮固定架，5、清洁液回收装置，501、清洁液回收板，502、清洁液回收管，503、清洁液回收泵，504、回收清洁液输送管，6、电力控制模块。

具体实施方式

一种管道清洁机器人，是由清洗装置1、下箱体2、上箱体3、行走装置4、清洁液回收装置5与电力控制模块6组成的，所述的清洗装置具有螺旋清洗叶片101、清洗喷头102、旋转软管103、旋转硬管轴承104、旋转硬管齿轮105、旋转硬管106、输送水管107、输送水管固定座108、清洁液喷射泵109、清洁液输送拖曳管110、电机齿轮111、电机112与水管密封轴承113，所述的清洗喷头102安装在旋转软管103的前端部，螺旋清洗叶片101安装在旋转软管103的前部，靠近清洗喷头102，旋转硬管106通过旋转硬管轴承104与下箱体2连接在一起，旋转软管103与旋转硬管106嵌套固定连接在一起，旋转硬管106通过水管密封轴承113与输送水管107连接在一起，旋转硬管106与水管密封轴承113的外周连接在一起，输送水管107与水管密封轴承113的内周连接在一起，输送水管107与输送水管固定座108连接在一起，输送水管107连接在清洁液喷射泵109的输出口，清洁液喷射泵109的输入口与清洁液输送拖曳管110连接，清洁液喷射泵109、输送水管固定座108固定连接在下箱体2上，所述的旋转硬管齿轮105与旋转硬管106固定连接在一起，旋转硬管齿轮105安装在旋转硬管轴承104和水管密封轴承113之间，所述的电机112通过电机固定架固定安装在下箱体2上，电机齿轮111安装在电机112的输出轴上，电机齿轮111与旋转硬管齿轮105配合在一起，旋转软管103与旋转硬管106的连接位置在安装有旋转硬管轴承104的下箱体2侧壁的外侧，所述的行走装置4有多组，均布安装在下箱体2与上箱体3的外表面，所述的行走装置4每组具有伸缩杆401、行走电机402、履带传动轴403、履带轮404、履带405、吸盘406、伸缩弹簧407与履带轮固定架408，且每组行走装置4具有偶数根伸缩杆401，伸缩杆401成对配合使用，所述的履带轮404分为履带驱动轮40401与履带支重轮40402，所述的伸缩杆401一端固定连接在下箱体2与上箱体3的外表面上，靠近清洗装置1的成对的伸缩杆401的其中一根的另一端安装有行走电机402，行走电机402通过联轴器与履带传动轴403连接，履带传动轴403通过键与履带驱动轮40401连接，其他的伸缩杆401的另一端安装有履带轮固定架408，履带轮固定架408通过轴承与履带传动轴403连接，履带传动轴403通过键与履带支重轮40402连接，所述的履带驱动轮40401与履带405啮合连接，距离履带驱动轮40401最远的履带支重轮40402与履带405啮合连接，其他履带支重轮40402与靠近管道一侧的履带405啮合，所述的吸盘406均布安装在履带外表面40501，所述的清洁液回收装置5具有清洁液回收管502和清洁液回收泵503，清洁液回收管502与下箱体2侧壁固定连接在一起，清洁液回收泵503固定连接在下箱体2上，清洁液回收装置5通过清洁液回收管502和清洁液回收泵503与下箱体固定连接在一起，所述的下箱体2与上箱体3通过螺纹螺栓连接在一起，所述的电力控制模块6具有电池与控制模块，电力控制模块6与下箱体2连接在一起，电池与控制模块、清洁液喷射泵109、电机112、清洁液回收泵503以及行走电机402电性连接。

所述的清洁液回收装置5具有清洁液回收板501、清洁液回收管502、清洁液回收泵503和回收清洁液输送管504，清洁液回收管502的一端与清洁液回收板501连接在一起，清洁液回收管502的另一端连接在清洁液回收泵503的输入口，清洁液回收泵503的输出口与回收清洁液输送管504的一端连接，回收清洁液输送管504的另一端与清洁液输送拖曳管110连接相通。

所述的电力控制模块6的控制模块集合有无线遥控模块。

所述的回收清洁液输送管504两端较细，中间较粗。

所述的螺旋清洗叶片101的有效清洗部分为柔软毛状物或者柔软布料制成。

所述的吸盘406的端部具有螺纹杆，吸盘406通过吸盘406端部的螺纹杆和履带405上的螺纹孔与履带405连接在一起，所述的吸盘406端部的螺纹杆由强磁材料制成，所述的履带405上的螺纹孔在每块履带板上有一列共三个；所述的履带405的履带板为无磁材料制成；所述的吸盘406可单列或多列或交错均布安装在履带外表面40501。

所述的输送水管107通过硅胶环10801与输送水管固定座108连接在一起。

本发明在进行短直管道清洗时，可通过预写的程序自主运行，由电机112带动螺旋清洗叶片101旋转，同时清洁液喷射泵109泵出清洁液，经由清洗喷头102喷出，完成清洗动作；由行走装置的行走电机提供动力，带动履带驱动轮40401转动，然后履带驱动轮40401通过啮合连接带动履带405，进而带动履带支重轮40402，同时吸盘406通过吸附清洗过的管道，实现机器人的行走。

本发明在进行有垂直、倾斜以及多三通四通等复杂管道环境的清洗时，可通过无线遥控模块以及遥控器或者APP来控制机器人的运行，由控制电机112带动螺旋清洗叶片101旋转，同时清洁液喷射泵109泵出清洁液，经由清洗喷头102喷出，完成清洗动作；由控制行走装置的行走电机提供动力，带动履带驱动轮40401转动，然后履带驱动轮40401通过啮合连接带动履带405，进而带动履带支重轮40402，同时吸盘406通过吸附清洗过的管道，实现机器人的行走。

本发明的螺旋清洗叶片101可以根据需要清洗的管道的孔径不同进行更换；伸缩杆401和伸缩弹簧407的配合使用，可以使行走装置4适合不同口径的管道。

本发明在进行连续长时间的作业时，可以将电线盘绕在清洁液输送拖曳管110上，以提供电力。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

设计图

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