水下管道清淤机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体为水下管道清淤机器人。


背景技术：

2.在现代，纵横交错的管道被铺设于世界各地，日常生活的自来水、供热系统，化工领域的石油、天然气传输都离不开管道这一媒介，地下管线作为城镇建设的重要基础设施之一，极大地提高了人类的生活质量，已然成为人类生活的地下生命线，然而随着国家城市化进程的迅速发展，地下管道也产生了一些问题，例如城市每天排水道都排放大量的垃圾，经常使排水管道不畅，易淤积、堵塞，城区经常遭受洪涝灾害，损失十分严重，排水管道的清淤疏导工作已成为政府部门当前的棘手问题。
3.目前管道发生堵塞，一般通过人员进行清理，但是人员清理的速度较低且工作量较大，因此衍生出清淤机器人，现有的管道机器人均是针对某一特定环境的淤泥进行清淤，不能适应环境的的变化，极大限制了管道机器人的使用。


技术实现要素：

4.解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了水下管道清淤机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。
6.技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：水下管道清淤机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底部安装有两条履带式底盘驱动机构，所述机器人本体的前端固定连接有机器人手臂，所述机器人手臂的输出端安装有用于收集淤泥的导入机构，所述机器人本体的前端安装有图像采集机构，所述机器人本体的内部安装有控制器，所述机器人本体的背面开设有淤泥泵连接口，所述导入机构包括导入机架，铲斗、驱动电机和清理组件，所述驱动电机用于驱动清理组件对淤泥进行清理，所述铲斗的一端固定连接有连管。
8.可选的，所述履带式底盘驱动机构采用橡胶履带及履带底盘系统，所述履带式底盘驱动机构用于驱动机器人本体移动。
9.可选的，所述图像采集机构包括固定支架，所述固定支架的上表面固定连接有固定件，所述固定件的内侧壁可转动连接有支撑座，所述支撑座的内部设置有摄像头，所述固定支架上表面的另一侧固定安装有调节机构。
10.可选的，所述调节机构包括调节推杆，所述调节推杆的一端通过转轴可转动连接有第一u形座，所述调节推杆的另一端通过转轴可转动连接有第二u形座，所述第一u形座固定安装在所述固定支架的一侧，所述第二u形座固定安装在所述支撑座的一侧，所述固定支架与固定件相连接的转轴为设置在所述固定件内的水平转轴。
11.可选的，所述清理组件包括清理辊和清理毛刷，所述清理毛刷固定安装在所述清
理辊的表面，所述清理辊同轴安装在所述驱动电机的输出端，所述驱动电机安装在所述导入机架的内顶壁，所述驱动电机为双轴电机。
12.可选的，所述驱动组件还可等同替换为破碎组件，所述破碎组件包括破碎辊，所述破碎辊的表面固定连接有破碎刀片，所述破碎刀片固定连接在所述破碎辊的表面，所述破碎辊分别同轴安装在所述驱动电机的输出端。
13.可选的，所述连管包括硬质管和软质管，所述软质管的一端与铲斗相连通，所述软质管与铲斗构成输入通道，所述硬质管的一端与淤泥泵连接口相连通，所述硬质管与淤泥泵连接口构成输出通道，所述淤泥泵连接口的内侧壁开设有螺纹孔。
14.可选的，所述控制系统包括中央处理器和电源模组，所述中央处理器的输入端分别与状态检测模块、图像采集单元、控制模块和通讯模块电连接，所述状态检测模块、图像采集单元、和通讯模块输入端分别与中央处理器的输出端电连接，所述控制模块包括动力单元、操作单元和清理单元，所述动力单元、操作单元和清理单元分别与履带式底盘驱动机构、机器人手臂和驱动电机相对应，所述控制模块用于控制履带式底盘驱动机构、机器人手臂和导入机构的运行状态。
15.可选的，所述图像采集单元包括摄像头、调节推杆和滤波器，所述状态检测单元包括双频探测器、ad转换器和压力传感器，所述压力传感器安装在机器人本体的底部，用于检测淤泥对机器人本体的挤压力，所述双频探测器用于获取机器人本体浸入淤泥的深度，所述ad转换器用于将双频探测器获取的数据转换成数字信号并传输至中央处理器。
16.有益效果
17.本发明提供了水下管道清淤机器人，具备以下有益效果：
18.1、该水下管道清淤机器人，通过履带式底盘驱动机构、机器人手臂、导入机构和清理组件的设置，履带式底盘便于轻松移动并越过小的障碍物，受限空间通常禁止操作员进入，或者非常狭窄的水下难以到达的空间，这样可以降低人员的风险，但不会降低施工的质量，机器人手臂配合导入机构能够较佳的完成淤泥的清理，针对不同的清淤介质，有毛刷刀头与不锈钢刀头供选择和更换，前端搭载刀头破碎后端泵吸一次性完成施工，无需配备其他装备，达到现场后可独立完施工作业。
19.2、该水下管道清淤机器人，通过状态检测单元和图像处理单元的设置，图像采集机构能够将管道内的图像信息进行直观的展示，从而方便人员操作机器人本体，提高工作效率，状态检测单元能够对机器人本体的运行状态、下潜状态以及受压状态进行实时监测，方便人员对机器人本体进行及时调整和控制，避免机器人本体陷入淤泥内造成宕机。
附图说明
20.图1为本发明机器人本体及清理组件的结构示意图；
21.图2为本发明机器人本体及破碎组件的结构示意图；
22.图3为本发明图1的主视结构示意图；
23.图4为本发明图1的俯视结构示意图；
24.图5为本发明图的后视结构示意图；
25.图6为本发明图5中a处放大图；
26.图7为本发明系统框图。
27.图中：1-机器人本体、2-履带式底盘驱动机构、3-机器人手臂、4-导入机构、5-图像采集机构、501-固定支架、502-支撑座、503-摄像头、6-淤泥泵连接口、7-导入机架、8-铲斗、9-清理组件、10-连管、101-硬质管、102-软质管、11-调节推杆、12-第一u形座、13-第二u形座、14-清理辊、15-清理毛刷、16-破碎辊、17-破碎刀片、18-中央处理器、19-状态检测模块、20-图像采集单元、21-控制模块、22-通讯模块、23-双频探测器、24-ad转换器、25-压力传感器。
具体实施方式
28.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。
29.实施例一
30.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：水下管道清淤机器人，包括机器人本体1，机器人本体1的底部安装有两条履带式底盘驱动机构2，履带式底盘便于轻松移动并越过小的障碍物，受限空间通常禁止操作员进入，或者非常狭窄的水下难以到达的空间，这样可以降低人员的风险，但不会降低施工的质量，机器人本体1的前端固定连接有机器人手臂3，机器人手臂3的输出端安装有用于收集淤泥的导入机构4，机器人手臂3配合导入机构4能够较佳的完成淤泥的清理，机器人本体1的前端安装有图像采集机构5，机器人本体1的内部安装有控制器，机器人本体1的背面开设有淤泥泵连接口6，导入机构3包括导入机架7，铲斗8、驱动电机和清理组件9，驱动电机用于驱动清理组件9对淤泥进行清理，铲斗7的一端固定连接有连管10。
31.清理组件包括清理辊14和清理毛刷15，清理毛刷15固定安装在清理辊14的表面，清理辊14同轴安装在驱动电机的输出端，驱动电机安装在导入机架7的内顶壁，驱动电机为双轴电机，针对不同的清淤介质，有毛刷刀头与不锈钢刀头供选择和更换，前端搭载刀头破碎后端泵吸一次性完成施工，无需配备其他装备，达到现场后可独立完施工作业，连管10包括硬质管101和软质管102，软质管102的一端与铲斗7相连通，软质管102与铲斗7构成输入通道，硬质管101的一端与淤泥泵连接口6相连通，硬质管101与淤泥泵连接口6构成输出通道，淤泥泵连接口6的内侧壁开设有螺纹孔，履带式底盘驱动机构2采用橡胶履带及履带底盘系统，履带式底盘驱动机构2用于驱动机器人本体1移动，图像采集机构5包括固定支架501，固定支架501的上表面固定连接有固定件，固定件的内侧壁可转动连接有支撑座502，支撑座502的内部设置有摄像头503，固定支架501上表面的另一侧固定安装有调节机构，调节机构包括调节推杆11，调节推杆11的一端通过转轴可转动连接有第一u形座12，调节推杆11的另一端通过转轴可转动连接有第二u形座13，第一u形座12固定安装在固定支架501的一侧，第二u形座13固定安装在支撑座502的一侧，固定支架501与固定件相连接的转轴为设置在固定件内的水平转轴。
32.请参阅图7，本发明提供一种技术方案：一种水下管道清淤机器人的控制系统：
33.控制系统包括中央处理器18和电源模组，中央处理器18的输入端分别与状态检测模块19、图像采集单元20、控制模块21和通讯模块22电连接，状态检测模块19、图像采集单
元20、和通讯模块输入端分别与中央处理器18的输出端电连接，控制模块21包括动力单元、操作单元和清理单元，动力单元、操作单元和清理单元分别与履带式底盘驱动机构2、机器人手臂3和驱动电机相对应，控制模块用于控制履带式底盘驱动机构2、机器人手臂3和导入机构4的运行状态，图像采集单元包括摄像头503、调节推杆11和滤波器，图像采集机构能够将管道内的图像信息进行直观的展示，从而方便人员操作机器人本体，提高工作效率，状态检测单元包括双频探测器23、ad转换器24和压力传感器25，压力传感器25安装在机器人本体1的底部，用于检测淤泥对机器人本体1的挤压力，双频探测器23用于获取机器人本体1浸入淤泥的深度，ad转换器24用于将双频探测器23获取的数据转换成数字信号并传输至中央处理器18，状态检测单元19能够对机器人本体的运行状态、下潜状态以及受压状态进行实时监测，方便人员对机器人本体进行及时调整和控制，避免机器人本体陷入淤泥内造成宕机。
34.实施例二
35.请参阅图2，与实施例一基本相同，与实施例一不同的是将清理组件更换成破碎组件，破碎组件包括破碎辊16，破碎辊16的表面固定连接有破碎刀片17，破碎刀片17固定连接在破碎辊16的表面，破碎刀片17的材质为不锈钢，破碎辊16分别同轴安装在驱动电机的输出端的，破碎组件能够对较硬的淤泥或者土块以及其他垃圾进行破碎，破碎后的淤泥方便被排出。
36.综上，该水下管道清淤机器人，使用时，工作人员将机器人本体1与外部的导管以及外界的离心泵连接，将连接后的机器人本体1投放至工作环境内，人员操作机器人本体1运行，机器人本体1通过其底部的履带式底盘驱动机构2，驱动其在淤泥内行走，通过机器人手臂3的自调节功能对导入机构4的位置进行调节，同时连管10能够通过其自身的软质管102始终与铲斗8连通，从而方便将淤泥通过铲斗8排出，启动驱动电机，驱动电机驱动清理辊14转动，清理辊14转动的同时带动清理毛刷15将淤泥推送至铲斗8内，同时可以通过机器人本体1的运动带动铲斗8对淤泥进行铲除，此时外界的离心泵工作将淤泥通过连管10和导管排出，且能够较佳的完成淤泥的清除，同时当淤泥较为坚固时，将清理组件拆卸，更换成破碎组件，驱动电机带动破碎辊16转动，破碎辊16转动的同时带动破碎刀片17对淤泥进行切割，切割后的淤泥即可通过铲斗8和连管10快速排出，从而适用于不同的工作环境；
37.电源模组用于对所有的电器设备以及电器元件进行电力供给，且电源模组能够通过外界的电源设备进行充电，中央处理器18用于接收状态检测模块19、图像采集单元20、控制模块21和通讯模块22发送的信号，并对其接收的信号进出处理，将处理后的信息分别发送至相应的模块或者驱动设备，动力单元、操作单元和清理单元分别与履带式底盘驱动机构2、机器人手臂3和驱动电机相对应，控制模块用于控制履带式底盘驱动机构2、机器人手臂3和导入机构4的运行状态，图像采集单元包括摄像头503、调节推杆11和滤波器，图像采集机构能够将管道内的图像信息进行直观的展示，从而方便人员操作机器人本体，提高工作效率，状态检测单元包括双频探测器23、ad转换器24和压力传感器25，压力传感器25安装在机器人本体1的底部，用于检测淤泥对机器人本体1的挤压力，双频探测器23用于获取机器人本体1浸入淤泥的深度，ad转换器24用于将双频探测器23获取的数据转换成数字信号并传输至中央处理器18，状态检测单元19能够对机器人本体的运行状态、下潜状态以及受压状态进行实时监测，方便人员对机器人本体进行及时调整和控制，避免机器人本体陷入
淤泥内造成宕机。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。