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一种矩形截面管道清扫机器人结构

阅读:573发布:2021-04-14

专利汇可以提供一种矩形截面管道清扫机器人结构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种矩形截面管道清扫 机器人 结构,结构其主体包括:清洁机构、清洁机构 机架 、 履带 、履带伸缩机构、履带伸缩机构机架、导轮机构、清扫刷。通过履带伸缩机构对履带的 位置 、倾 角 进行调整控制,以适应不同尺寸的管道;当尺寸发生变化时,清洁机构的竖向变位装置可以对清扫刷的上下位置进行调整,使其和管道壁保持最佳的清扫距离,提高清扫效果,同时横向变位装置还可以实现清扫刷的左右移动清扫,增加了清扫范围,省去了更换不同型号清扫刷的过程;通过两侧导轮增加该结构在管道中的 接触 点,大大提高了结构在管道中运行的 稳定性 ;上述机构提高了矩形截面管道清扫机器人适用范围,节省了时间精 力 ,降低了清扫成本。,下面是一种矩形截面管道清扫机器人结构专利的具体信息内容。

1.一种矩形截面管道清扫机器人结构,其主体包括:清洁机构(1)、清洁机构机架(6)、履带(2)、履带伸缩机构(4)、履带伸缩机构机架(3)、导轮机构(5)、清扫刷(7)。
2.如权利要求1所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:履带伸缩机构(4)为一个上下左右对称的连杆体系,以其中一个部分说明,该部分具有前后的两个步进电机(8)以及其驱动的前丝杠(9)与后丝杠(14);连杆一(11)一端和螺母(10)和固定,另一端和连杆二(12)固定;连杆三(13)的一端和螺母(16)固定,另一端和履带(2)固定;连杆二(12)一端固定在履带伸缩机构机架(3)上,一端固定在履带(2)上;前丝杠(9)使用轴承(15)嵌套安装后丝杠(14)上,组成两套互不影响的丝杠螺母机构。
3.如权利要求1所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:导轮机构(5),安装在履带伸缩机构机架上(3)上,两边各有一个且对称分布;导轮(18)固定在外支撑杆(17)一端;内支撑杆(19)一端带有两个凸出的轴状螺栓柱,带有凸出的一端和弹簧杆(20)相连并固定在安装在履带伸缩机构机架(3)上的导轨(21)中,另一端与外支撑杆(17)固定;外支撑杆(17)未装导轮(18)的一端同弹簧杆(20)的前端一同固定在履带伸缩机构机架(3)上。
4.如权利要求1所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:清洁机构(1)包含了竖向变位装置,以及横向变位装置。
5.如权利要求4所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:横向变位装置被固定在履带伸缩机构机架(3)上,由丝杠(31)、螺母(30)、光轴(34)、滑(33)、齿轮组(29)、丝杆驱动电机组成(32);丝杠(31)以及光轴(34)两端固定分别固定在在履带伸缩机构机架(3)的上、下侧;丝杠(31)上的螺母(30)与清扫机构机架(6)用螺栓连接;下方光轴(34)上的滑块(33)与清洁机构机架(6)用螺栓连结。
6.如权利要求4所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:竖向变位装置由曲柄连杆(27)、步进电机(28)、导柱(25)、导套(26)、装有双轴达的清扫刷固定架(22)构成;
安装在清洁机构机架(6)上的导套和安装在清扫刷固定架(22)上的导柱(25)构成一个竖直方向的移动副;曲柄连杆(27)的两端与分别于清扫刷固定架(22)后部对应位置相连,同时步进电机(28)与曲柄连杆(27)相连,且步进电机(28)固定在清洁机构机架(6)上。
7.如权利要求6所述的一种矩形截面管道清扫机器人,其特征在于:清扫刷固定架(22)有3个支撑臂,其中部支撑臂前端设有清扫刷电机安装槽(23),内置双轴清扫刷驱动电机,端口使用固定合页(24)固定端口;两侧安装有清扫刷安装轴,清扫刷安装轴(36)一侧与电机轴连接,其中部由侧支撑臂上的固定夹(35)固定,端口同样采用固定合页(24)固定,且固定夹(35)内设有固定轴承

说明书全文

一种矩形截面管道清扫机器人结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种矩形截面管道清扫机器人的结构,尤其涉及一种可适应不同尺寸矩形截面管道的清扫机器人结构。

背景技术

[0002] 日常生活中,管道随处可见,其中矩形管的应用亦不在少数,尤其是楼宇中央空调管道等。管道经过长时间使用,管道内会出现不同程度的污垢,不仅降低管道的输送能,而且还会对管道本身造成不良影响,如果是输送室内气体的管道还可能会严重影响人们的身体健康。通过人工进行管道清扫,不仅工作量大,而且清扫效率也很低,甚至有的管道是人工无法触及的,此时如果对无法直接触及的管道部分进行直接拆卸清洗的话不仅成本高费时费力,而且二次安装还会影响管道的密封性能。因此,采用放置清洁机器人的方法进行清洗,是一种较好的解决办法。不过,问题是管道截面尺寸并不唯一,尤其是一些场合中,存在大量不同尺寸的管道混用的情况,此时想要取得很好的清洁效果,对于使用一般的清扫机器人结构的机器人来说,由于尺寸的改变,要想取得理想的效果,可能需要对一些部件进行更换比如清洁刷,甚至某些情况下需要更换机器人,因此对常规管道机器人来说,要应对管道的尺寸不尽相同的情况,并非一件容易实现的事情。因此,为了解决上述问题,就需要设计一种能够随管道截面大小而发生自适应改变的管道清扫机器人结构。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是:设计一种能够适应一定尺寸的变化,且截面为矩形的管道清扫机器人结构。
[0004] 一种矩形截面管道清扫机器人结构由清洁机构、清洁机构机架履带、履带伸缩机构、履带伸缩机构机架、导轮机构、清扫刷组成。
[0005] 该清扫机器人工作时,首先通过履带伸缩机构中的步进电机带动其丝杠运动,进而带动履带伸缩机构中的连杆系运动,通过调整履带的位置完成履带和管壁的良好贴合。在履带伸缩机构机架上设计了一个导轮机构,导轮机构中弹簧杆一端固定在履带伸缩机构机架上,另一端可以在固定在履带伸缩机构机架上的导轨上滑动,导轮固定在外支撑杆一端,内支撑杆、外支撑与杆弹簧杆两两固定构成一个可以变动的三形结构,该机构使导轮可以在不同截面尺寸情况下,由于弹力作用都能与管壁贴合,同时与上下履带一同形成6个接触位置,确保了机器人的运动平稳性同时还可以起到缓冲作用。清扫刷由双轴达驱动,它位于清扫机构中的清扫刷固定架中,并用合页进行固定。清扫机构由横向变位装置和竖向变位装置组成,使清扫刷可在清扫空间内进行上下左右运动,扩大清扫范围。所述的竖向变位装置,由曲柄连杆、步进电机、导柱、导套、装有双轴马达的清扫刷固定架构成,当需要调整清扫刷的竖直位置时,步进电机驱动曲柄连杆运动:当步进电机逆时针转动时(以图中垂直纸面向里),曲柄逆时针转动,安装在清洁机构机架上的导套和安装在清扫刷固定架上的导柱形成了一个竖直方向的移动副,所以连杆可以带动刷子竖向移动,这时上下刷子间距离增大,即机器人的刷子可以适应高度更大的管道。反之,当步进电机顺时针转动时,上下刷子间的距离减小,用来适应高度较小的管道。所述的横向变位装置固定在履带伸缩机构机架上,由丝杠螺母装置、光轴、滑齿轮组、丝杆驱动电机组成;丝杠上安装有螺母,螺母与竖向变位机构用螺栓连接,下方与清洁机构机架相连的滑块与固定在横向变位装置上的光轴起到辅助固定的作用,当驱动电机工作时齿轮组转动,实现丝杠的转动,通过螺母带动清洁机构机架实现清扫刷的左右移动,扩大横向清扫范围。
[0006] 本发明的优点:可以通过调整履带和导轮的位置,来适应不同尺寸的矩形截面管道,同时清扫机构采用了上下左右可变位的设计避免了因为管道尺寸而需要频繁更换清扫刷的型号甚至更换机器人的问题;因此可以大大缩短工作时间、降低清扫费用、提升工作效率,同时可以杜绝人工清扫所产生的各种问题,将未知因素所产生的不利状况降到最低。附图说明
[0007] 图1是矩形截面管道清扫机器人结构总成立体图
[0008] 图2是履带伸缩机构示意图(隐去了部分机构)
[0009] 图3是导轮机构立体图
[0010] 图4是竖向变位机构立体图(未装清扫刷)
[0011] 图5是横向变位机构立体图(未装清扫刷,未显示后部相连的履带伸缩机构机架)[0012] 图中:1.清扫机构 2.履带 3.履带伸缩机构机架 4.履带伸缩机构 5.导轮机构 6.清扫机构机架 7.清扫刷 8.步进电机 9.前丝杠 10.螺母 11.连杆一 12.连杆二 13.连杆三 14.后丝杠 15.轴承 16.螺母 17.前支撑杆 18.导轮 19.后支撑杆 20.弹簧杆 21.导轨 22.清扫刷固定架 23.清扫刷电机安装槽 24.固定合页 25.导柱 26.导套 27.曲柄连杆 28.步进电机 29.齿轮组 30.螺母 31.丝杠 32.丝杠驱动电机 33.滑块 34.光轴 
35.固定夹 36.清扫刷安装轴

具体实施方式

[0013] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述:
[0014] 该矩形截面管道清扫机器人结构在工作时,由于该部分为一个上下左右对称的结构,以其中一部分进行说明,履带伸缩机构(4)首先通过位于前后的两个步进电机(8)分别驱动前丝杠(9)与后丝杠(14),分别与螺母(10)、螺母(16)直接相连的连杆一(11)、连杆三(13)随之运动,一端固定在履带伸缩机构机架(3)一端固定在履带上的连杆二(12)也跟随运动,由于前丝杠(9)使用轴承(15)嵌套在后丝杠(14)上,所以两套丝杠螺母机构运动相互独立,当螺母(10)与螺母(16)运动距离和方向发生变化时即可完成相应的履带(2)抬升、下降、倾斜的动作,可以适应截面尺寸的改变。在清扫作业时,当进入管道截面竖向尺寸增大时,清扫机构(1)中的竖向变位机构中步进电机(26)驱动曲柄连杆(27),逆时针转动一定角度时,上下清扫刷(7)间距变大,使固定在清扫刷固定架(22)上的上、下清扫刷分别和上下管道底面充分接触,当进入管道截面竖向尺寸减小时,当进入管道截面竖向尺寸减小时,则顺时针旋转一定角度,上下清扫刷间距减小。在调整好清扫刷竖向位置后,如果管道横向尺寸大于清扫刷尺寸,则该机构中丝杠的驱动电机(32)启动,通过带动齿轮组(29)进而带动丝杠(31)运动,与丝杠螺母(30)连接的清扫机构机架(6)随其发生横向运动,完成左右横向运动。此外,当横向尺寸变化时,导轮机构(5)中的弹簧杆(20)在弹力作用下可在导轨(21)上移动,改变长度;前支撑杆(17)与后支撑杆(19)以及弹簧杆(20)构成的三角形结构也会发生相应的变化,进而使导轮(18)时刻与管道两边侧壁保持接触,可以起到稳定机体、缓冲的作用。通过上述结构设计,实现了矩形截面管道清扫机器人一机可适用于多种规格矩形截面管道的目的,节省了清扫矩形截面管道的成本。
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