利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024101001503
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于,包括打磨装置(1)、径向支撑机构(2)、行进机构(3)、动力装置(4)、整体框架板(5)、螺旋主轴(6)、联轴器(7)、收集装置(8)、摄像头(9)、传感器(10)以及控制系统;所述打磨装置(1)安装在整体框架板(5)的前端并用于管道的打磨;行进机构(3)安装在整体框架板(5)的后下方并用于整个机器人的行走;动力装置(4)安装在整体框架板(5)的内部中间并用于提供整个机器人的动力;收集装置(8)通过螺钉固定在中间的整体框架板(5)上,至少一个摄像头(9)安装在打磨装置(1)上,控制系统通过摄像头(9)摄取的图像进行视觉识别,并通过传感器(10)的压力感知并控制径向支撑机构(2)、行进机构(3)、动力装置(4)按规划的路径和动作运行;

所述径向支撑机构(2)包括主连接板(21)、弹簧套筒(22)、弹簧(23)、伸缩杆(24)、压力传感器(25)、平行板架一(26)、平行板架二(27)、轮毂支撑板(28)、轮毂架(29)和轮毂(30);

所述主连接板(21)安装在整体框架板(5)的中间,用以连接框架两边的侧面板,并保持固定整个装置的稳定性;所述弹簧套筒(22)安装在主连接板(21)上,中间设置有弹簧(23),弹簧(23)内部套有伸缩杆(24),整个径向支撑机构(2)用于推动前端轮毂(30)的径向移动,以适应不同直径的管道;所述平行板架一(26)和平行板架二(27)用以连接轮毂架(29)和主连接板(21),其平行板架二(27)上加有弹簧,减少收缩时的振动,使伸缩装置运行平稳;所述轮毂(30)安装于轮毂架(29),轮毂架(29)通过螺钉连接固定在轮毂支撑板(28)上;所述压力传感器(25)安装在轮毂支撑板(28)的侧方,用于感知装置行进时轮毂的压力。

2.根据权利要求1所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述打磨装置(1)包括柔性弯曲砂片(11)、工作板一(12)、工作板二(13)、连接板一(14)、连接板二(15)和三棱柱尖块(17),所述连接板一(14)、连接板二(15)安装在工作板一(12)和工作板二(13)之间并构成打磨装置的整体框架,多个所述柔性弯曲砂片(11)均匀分布于打磨圆周上;所述打磨装置(1)通过轴套(16)安装在轴上,并通过销钉固定安装位置;所述三棱柱尖块(17)均匀分布在连接板一(14)上,所述三棱柱尖块(17)上有螺纹孔,并通过螺栓固定在连接板一(14)上。

3.根据权利要求2所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述整体框架板(5)包括前端圆板(51)、中间圆板(52)、尾部圆板(53)和轮架板(54),所述前端圆板(51)、中间圆板(52)、尾部圆板(53)固定在主连接板(21)上,构成装置的整体框架,所述轮架板(54)安装在中间圆板(52)上,并用以后续安装行进机构(3)。

4.根据权利要求3所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述行进机构(3)包括运行车轮(31)、蜗轮(32)、蜗杆(33)、旋转轴(34)、固定螺母(35)、固定销钉(36)、滚动轴承(37)、传动机盖(38)和蓄电池包(39);所述旋转轴(34)安装在轮架板(54)上,运行车轮(31)通过中间的滚动轴承(37)固定安装在旋转轴(34)上,所述固定销钉(36)连接运行车轮(31)和蜗轮(32),用来传递两者的运动;所述传动机盖(38)安装在轮架板(54)上,保护蜗轮(32)和蜗杆(33)不受外部垢渍的影响;所述传动机盖(38)上还安装有蓄电池包(39),蓄电池包(39)用于给打磨装置(1)、径向支撑机构(2)、行进机构(3)、动力装置(4)、摄像头(9)以及控制系统供电。

5.根据权利要求4所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述动力装置(4)包括马达一(41)和马达二(42);所述马达一(41)和马达二(42)安装在中间圆板(52)的平面板上,马达外接有两个电极用以蓄电池包(39)为马达供电;马达一(41)和马达二(42)的轴上分别安装有联轴器,其中一个联轴器用于将马达的旋转扭矩传递给螺旋主轴(6),另外一个联轴器是将马达的旋转力矩传递给蜗杆,蜗杆进而带动行进机构(3)的前进运动;所述联轴器(7)包括带凸缘的半联轴器一(71)和带凸缘的半联轴器二(72)以及两者之间的垫片(74),半联轴器一(71)和半联轴器二(72)通过螺栓(73)固定连接。

6.根据权利要求5所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述整体框架板(5)上安装有安装板(56)和整体机盖(57),所述安装板(56)通过螺钉固定在前端圆板(51)上,所述整体机盖(57)对称安装于安装板(56)的两侧;所述前端圆板(51)和尾部圆板(53)上有同心孔,孔中安装有滚动轴承,所述螺旋主轴(6)安装在滚动轴承孔中,以防止装置的不平稳运转;所述传感器(10)安装在尾部圆板(53)上,用以控制整个除垢装置的正常运转。

7.根据权利要求6所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述螺旋主轴(6)与打磨装置(1)通过键的连接来传递扭矩;所述径向支撑机构(2)是3个互成120度的条状轮组成,通过轮毂与管壁之间的摩擦力来固定整个装置,增加整个装置的稳定性;所述收集装置(8)同心安装在中间圆板(52)的下方,通过三个均匀的螺钉固定在中间圆板(52)上;所述整体机盖(57)两端通过可转动的铰链分别连接于前端圆板(51)和尾部圆板(53),并能够根据具体的工作情况打开或关闭。

8.根据权利要求7所述一种针对磷石膏垢渍的管道除垢机器人,其特征在于:所述收集装置(8)为圆弧形网状收集器,能够大面积收集打磨后的垢渍;所述打磨装置(1)的前端边缘由若干柔性弯曲砂片(11)组成,工作板一(12)采用辐条结构,调节辐条的松紧来调整打磨装置转动是否在同一个平面上;打磨装置分为工作板一(12)和工作板二(13),中间通过连接板一(14)和连接板二(15)来连接,两板之间中空。

9.采用权利要求8所述管道除垢机器人对磷石膏垢渍进行除垢的方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:用户通过塔吊装置把该装置放到指定的下水道口,开启装置总电源,前端的打磨装置(1)开始工作,用户通过遥控器来远程控制该装置;

S2:当装置全部进入下水道时,径向支撑机构(2)开始自动感应管壁的大小,通过伸缩弹簧(23)、伸缩杆(24),进而带动平行板架一(26)、平行板架二(27)的转动来适应管壁的大小;其次,中间圆板(52)上的马达一(41)通过与联轴器(7)的连接来带动螺旋主轴(6)的转动;螺旋主轴(6)通过键来给打磨装置(1)传递扭矩,进而使打磨装置(1)正常工作;

S3:通过管道直径小的管段,由于管的限制使径向支撑机构(2)径向收缩;同时;弹簧(23)进一步被压缩,这样就适应了小管道,使该装置在管道中平稳运行;另外,打磨装置的柔性弯曲砂片(11)可以收缩来适应小管壁,防止砂片和管壁的磨损;

S4:当行进到垢渍较厚的管段,位于打磨装置边缘的传感器将感应到,然后启动三棱柱尖块(17)进行打磨;

S5:运行过程中,位于装置下部的收集装置(8)将打磨后的污垢收集起来,待管道除垢结束后取出收集装置(8),倒出其中的垢渣;

S6:当工作完毕后,位于尾部圆板(53)的传感器将识别到管道的尽头,然后通过控制系统控制整体机盖(57)合上,接下来,中间的马达停止工作,通过塔吊装置将该装置收起来。