自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及管道清淤機(jī)器人領(lǐng)域，具體為一種排水管道清淤機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代城市中排水設(shè)施必不可少，甚至成為保障城市穩(wěn)定發(fā)展，人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要防線，是城市居民賴(lài)以生存的基礎(chǔ)。因此管道堵塞、排水不暢等問(wèn)題極有可能導(dǎo)致城市內(nèi)澇進(jìn)而危及居民安全。管道在使用過(guò)程中，由于各種因素的影響，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的管道堵塞與管道故障和損傷。如果不及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)、維修及清理就可能產(chǎn)生事故，造成不必要的損失。然而，管道所處的環(huán)境往往是不易直接達(dá)到或不允許人們直接進(jìn)入的，檢測(cè)及清洗難度很大。因此最有效的方法之一就是利用管道機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)的在線檢測(cè)、維修和清理，但是現(xiàn)有的管道清淤機(jī)器人多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、無(wú)法根據(jù)管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行自適應(yīng)行走等問(wèn)題，如公告號(hào)為CN201644462U的發(fā)明專(zhuān)利，其公開(kāi)了一種“新型管道清淤機(jī)器人”，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜；又如公告號(hào)為CN203795580U的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)的一種排水管道清淤機(jī)器人，其只能對(duì)直徑大小不變的管道進(jìn)行清淤處理，適用范圍小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人，其能解決現(xiàn)有排水管道清淤機(jī)器人存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、無(wú)法自適應(yīng)管道結(jié)構(gòu)的缺陷。
[0004]其技術(shù)方案是這樣的，其包括前端鉸刀機(jī)構(gòu)和后端行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:其還包括自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的前端與所述鉸刀機(jī)構(gòu)通過(guò)萬(wàn)向節(jié)活動(dòng)連接，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的后端安裝所述后端彳T走機(jī)構(gòu)。
[0005]進(jìn)一步的，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括中間軸和三個(gè)自適應(yīng)輪，所述中間軸上套裝有前套筒和后套筒，并且所述前套筒與所述中間軸之間通過(guò)緊定螺釘鎖緊，所述后套筒能沿所述中間軸軸向平移，所述前套筒、后套筒的外周面均徑向均布設(shè)置有三個(gè)耳板，所述前套筒的三個(gè)耳板與后套筒的三個(gè)耳板位置一一對(duì)應(yīng)，所述三個(gè)自適應(yīng)輪分別通過(guò)各自的連桿機(jī)構(gòu)與所述前套筒、后套筒的對(duì)應(yīng)的耳板活動(dòng)連接；
進(jìn)一步的，所述連桿機(jī)構(gòu)包括長(zhǎng)連桿與短連桿，所述長(zhǎng)連桿一端與所述自適應(yīng)輪的輪軸連接，所述長(zhǎng)連桿另一端與所述后套筒上的一個(gè)耳板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述短連桿的一端與所述前套筒上對(duì)應(yīng)的耳板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述短連桿的另一端與所述長(zhǎng)連桿的中部可轉(zhuǎn)動(dòng)連接;
所述中間軸的后端設(shè)有電機(jī)安裝座，所述電機(jī)安裝座前側(cè)設(shè)置有殼板，所述中間軸位于所述殼板與所述后套筒之間的部分上套裝有彈簧。
[0006]進(jìn)一步的，所述后端行走機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和三組行走輪組，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸安裝于所述中間軸的電機(jī)安裝座上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪，所述三組行走輪組分別通過(guò)三級(jí)減速機(jī)構(gòu)與所述驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接，并且所述三組行走輪組呈周向120度分布布置；
所述三級(jí)減速機(jī)構(gòu)包括直齒圓柱輪齒輪、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第三錐齒輪，所述直齒圓柱齒輪與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合連接，所述第一錐齒輪安裝于第一傳動(dòng)軸上，所述第一錐齒輪、第二錐齒輪分別安裝于第二傳動(dòng)軸的兩端，所述行走輪組的輪軸上安裝有所述第三錐齒輪，所述第一錐齒輪與所述直齒圓柱齒輪嚙合連接，所述第二錐齒輪與所述第三錐齒輪嚙合連接；
所述三組行走機(jī)構(gòu)的三級(jí)減速機(jī)構(gòu)中的直齒圓柱齒輪呈周向120度分布并同時(shí)與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合連接；
所述第二傳動(dòng)軸包括軸套部與軸芯部，所述軸芯部套裝于所述軸套部?jī)?nèi)，所述軸套部一端安裝有所述第二錐齒輪，所述軸套部的另一端設(shè)置有擋板，所述軸套部的擋板一側(cè)開(kāi)有軸向的盲孔，所述軸芯部的一端安裝所述第一錐齒輪，所述第一錐齒輪通過(guò)所述軸芯部上的臺(tái)階面軸向限位，所述軸芯部的另一端插裝于所述軸套部的盲孔內(nèi)并能在所述盲孔內(nèi)平移，所述軸芯部外周套裝有大力矩彈簧，并且所述大力矩彈簧的兩端分別與所述擋板、所述軸芯部上的臺(tái)階面連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述前端鉸刀機(jī)構(gòu)包括鉸刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)和氣缸，所述氣缸安裝于所述鉸刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，所述氣缸的推桿端部安裝于連桿支架，所述鉸刀頭機(jī)構(gòu)包括鉸刀支架，所述鉸刀支架呈圓環(huán)狀，所述鉸刀支架前端沿周向均勻鉸接安裝有四個(gè)鉸刀片，所述四個(gè)鉸刀片上分別安裝有一根連桿，所述連桿穿過(guò)所述呈圓環(huán)狀的鉸刀支架后與所述連桿支架連接；
所述鉸刀支架的后端面安裝于前端法蘭，所述鉸刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于后端法蘭，所述前端法蘭與后端法蘭之間通過(guò)外部罩殼連接，所述鉸刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)、氣缸位于所述罩殼內(nèi)；
所述中間軸上設(shè)置有鋼絲固定法蘭，所述后端法蘭與鋼絲固定法蘭之間通過(guò)斜拉鋼絲連接。
[0008]與現(xiàn)有的清淤機(jī)器人相比較，本發(fā)明的有益效果在于:其設(shè)置的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠自適應(yīng)管道內(nèi)徑變化，從而保證對(duì)管道進(jìn)行可靠、有效的清淤作業(yè)，同時(shí)通過(guò)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)與鉸刀機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，能夠保證清淤機(jī)器人在管道轉(zhuǎn)彎處的自動(dòng)轉(zhuǎn)彎行走，更加確保對(duì)管道的可靠、全面的清淤處理；另外，后端行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接安裝于自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的中間軸上，使得整個(gè)清淤機(jī)器人的重心后移，保證了后端行走機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定行走，進(jìn)一步確保在管道內(nèi)的可靠、有效清淤。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人的整體示意圖；
圖2為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人中的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明中的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)中自適應(yīng)輪221的連桿機(jī)構(gòu)261與前套筒23、后套筒24之間的連接傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人中的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的中間軸示意圖；
圖6為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人中的后端行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人中的前端鉸刀機(jī)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]見(jiàn)圖1，本發(fā)明自適應(yīng)排水管道清淤機(jī)器人包括前端鉸刀機(jī)構(gòu)10、自適應(yīng)機(jī)構(gòu)20和后端行走機(jī)構(gòu)30，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)20的前端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)211與鉸刀機(jī)構(gòu)10活動(dòng)連接，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)20的后端安裝后端行走機(jī)構(gòu)30。本申請(qǐng)中所說(shuō)的前端是指清淤機(jī)器人在排水管道內(nèi)前進(jìn)方向的一側(cè)端，后端即與前端相反方向的一側(cè)端。
[0011]見(jiàn)圖3，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)20包括中間軸21和三個(gè)自適應(yīng)輪221、222、223，中間軸21上套裝有前套筒23和后套筒24，并且前套筒23與中間軸21之間通過(guò)緊定螺釘25鎖緊從而保證前套筒23與緊定螺釘25之間既不會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又不會(huì)發(fā)生軸向的相對(duì)移動(dòng)，后套筒24能沿中間軸21軸向平移，前套筒23均布設(shè)置有三個(gè)耳板、分別為231、232、233，后套筒24的外周面徑向均布設(shè)置有三個(gè)耳板、分別為241、242、243，前套筒23的三個(gè)耳板231、232、233與后套筒的三個(gè)耳板位置241、242、243——對(duì)應(yīng)，三個(gè)自適應(yīng)輪221、222、223分別通過(guò)各自的連桿機(jī)構(gòu)261、262、263與前套筒、后套筒的對(duì)應(yīng)的耳板活動(dòng)連接；
下面以自適應(yīng)輪221為例具體描述一下自適應(yīng)輪221的連桿機(jī)構(gòu)261與前套筒23、后套筒24之間的連接傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4，連桿機(jī)構(gòu)261包括長(zhǎng)連桿2611與短連桿2612，長(zhǎng)連桿2611 —端與自適應(yīng)輪221的輪軸連接，長(zhǎng)連桿2611另一端與后套筒24上的耳板241可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，短連桿2612的一端與前套筒23上對(duì)應(yīng)的耳板231可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，短連桿2612的另一端與長(zhǎng)連桿2611的中部可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；中間軸21的后端設(shè)有電機(jī)安裝座27，電機(jī)27安裝座前側(cè)設(shè)置有殼板28，中間軸21位于殼板28與后套筒24之間的部分上套裝有彈簧29 ;中間軸21的前端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)211與前端鉸刀機(jī)構(gòu)10活動(dòng)連接。
[0012]見(jiàn)圖2和圖6，后端行走機(jī)構(gòu)30包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)31和三組行走輪組321、322、323(圖2中，由于視角原因行走輪組323未標(biāo)注)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)31同軸安裝于中間軸21的電機(jī)安裝座27上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的驅(qū)動(dòng)軸311上安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪33，三組行走輪組分別321、322、323通過(guò)三級(jí)減速機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)齒輪33傳動(dòng)連接，并且三組行走輪組321、322、323呈周向120度分布布置；圖1中，19為驅(qū)動(dòng)電機(jī)外罩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)31安裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)外罩19內(nèi)；每一組行走輪組分別包含兩個(gè)行走輪，兩個(gè)行走輪之間通過(guò)輪軸35同軸連接，見(jiàn)圖6 ;
見(jiàn)圖6，三級(jí)減速機(jī)構(gòu)包括直齒圓柱輪齒輪341、第一錐齒輪343、第二錐齒輪344和第三錐齒輪345，直齒圓柱齒輪34