用于市政管道清淤的机器人的制作方法

1.本发明属于管道清淤技术领域，具体涉及一种用于市政管道清淤的机器人。


背景技术：

2.市政管道，是市政基础设施建设工程之一，包括水类、通讯类等管道。
3.市政管道在长期使用下，其内部将堆积大量淤泥，影响管道正常运作，因此需要不定期对管道内部的淤泥进行清理。现有的市政管道清淤技术多数依靠人工手动利用刷子进行清理，费时费力，效率低下；其次，市政管道使用年限长，内部管壁难免出现破损现象，可能造成污水泄露，影响周边环境，需要不定期对管道进行检测修复，现有的管道修复施工与清淤工作分离，需要重复堵气囊抽水，工作重复度高，效率低下；最后在管道清淤修复时，人们无法观察到管道内部的具体情况，因此不便得知淤泥清理情况以及管道内部是否还存在其他问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种集淤泥清理、管道破损检测和管道修复于一体的机器人，具有工作效率高的优点，且能实时了解管道内的淤泥和管壁的情况。
5.为实现上述目的，本发明提供一种用于市政管道清淤的机器人，包括：
6.清淤机构，所述清淤机构用于清理所述管道内的淤泥，其包括第一壳体、收容于所述第一壳体内用于切削所述管道内的淤泥的旋挖清淤单元、用于通过高压水流对所述管道内的淤泥进行冲刷的水射清淤单元、及用于将所述第一壳体内的污泥和污水进行输送的输送单元；
7.管道检测机构，所述管道检测机构包括沿所述管道的延伸方向与所述第一壳体间隔设置的第二壳体、分别安装于所述第二壳体的壳体壁外表面的多个声呐扫描器和多个漏磁检测器，多个所述声呐扫描器和多个所述漏磁检测器分别位于所述第二壳体的壳体壁的两端；
8.管道修复机构，所述管道修复机构与所述管道检测机构连接，并基于所述管道检测机构反馈的管道破损信息对破损的管道壁进行修复，所述管道修复机构包括与所述第二壳体间隔设置且位于所述第二壳体远离所述第一壳体一端的第三壳体、安装于所述第三壳体的壳体壁外侧的多个管壁清洗组件和多个修复组件；
9.行走机构，所述行走机构包括九个结构相同的行走单元，所述清淤机构、管道检测机构和管道修复机构分别配置三个行走单元，三个行走单元的第一行走单元与所述管道的顶面抵接并沿所述管道的顶面行走，三个行走单元的第二行走单元和第三行走单元分别与所述管道相对的两个侧面抵接并沿所述管道的侧面行走。
10.在一种具体的实施方式中，所述机器人还包括软轴机构，所述软轴机构包括两段钢索、给水软管、集中排污管、及用于传输电力和数据的线缆，其中，两段钢索中的第一段钢索的两端分别与第一壳体和第二壳体连接，两段钢索中的第二段钢索的两端分别与第二壳
体和第三壳体连接；所述给水软管的进水端与位于地面的高压供水装置连通，所述给水软管的出水端分别与所述水射清淤单元和所述多个管壁清洗组件连通，所述集中排污管进口与所述输送单元连通，所述集中排污管的出口与位于地面的污水处理装置连通。
11.在一种具体的实施方式中，每个所述管道清洗组件包括安装于所述第三壳体的壳体壁的第一中空伸缩杆、与所述第一中空伸缩杆的伸缩端固定连接的中空水管，所述中空水管与所述给水软管连通；每个所述修复组件包括安装于所述第三壳体的壳体壁的第二中空伸缩杆、与所述第二中空伸缩杆的伸缩端固定连接的中空胶管，且所述中空胶管通过内置管道与位于第三壳体内的胶盒连通。
12.在一种具体的实施方式中，所述第一壳体包括圆柱形状的主壳体、设置于所述主壳体远离所述管道检测机构一端的淤泥仓，其中，所述淤泥仓包括与所述主体壳连接的仓体、设置于所述仓体远离所述主壳体一端的铲斗，所述铲斗用于刺入所述管道内的淤泥。
13.在一种具体的实施方式中，所述旋挖清淤单元包括用于切削淤泥的清淤转轮、安装于所述清淤转轮中心位置的中心轴、及用于驱动所述清淤转轮旋转的两个驱动组件，其中，每个所述驱动组件均包括驱动皮带轮、用于驱动所述驱动皮带旋转的驱动电机、通过传动皮带与所述驱动皮带轮连接的传动皮带轮、与所述传动皮带轮同轴设置且位于所述传动皮带轮的外侧的驱动链轮、通过传动链条与所述驱动链轮连接的传动链轮、及偏心轮，所述传动链轮和所述偏心轮均安装于所述中心轴的端部，且所述偏心轮临近所述清淤转轮设置，所述驱动电机固定于所述第一壳体。
14.在一种具体的实施方式中，每个所述行走单元包括两个正对设置的连接腿、用于将两个所述连接腿铰接的连接组件、及与所述连接组件固定连接的行走组件，所述连接腿与筒体固体连接且能够变形以匹配不同管径的管道，所述行走组件与所述管道的内壁抵接且能沿所述管道的内壁行走，其中，所述筒体为所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的任意一个。
15.在一种具体的实施方式中，每个所述连接腿包括菱形状的连接腿主体部、一端与所述连接腿主体部连接且另一端与所述筒体固定连接的连接板、及两端分别位于所述连接腿主体部相对两个顶点的避震组件，所述行走组件和所述连接板分设于所述连接腿主体部相对的两个顶点，所述避震组件的一端与所述连接板固定连接，所述避震组件的另一端与所述连接组件固定连接。
16.在一种具体的实施方式中，所述连接腿主体部包括相对平行设置的第一槽板和第二槽板、及相对平行设置的第三槽板和第四槽板，所述第一槽板、所述第三槽板、所述第二槽板和所述第四槽板依次首尾相接围成菱形状；所述连接组件包括安装于所述连接腿主体部的第一顶点且将所述第一槽板、所述第三槽板和所述连接板进行铰接的第一连接销、安装于所述连接腿主体部的第二顶点且将所述第二槽板和所述第三槽板进行铰接的第二连接销、安装于所述连接腿主体部的第三顶点且将所述第二槽板和所述第四槽板进行铰接的第三连接销、安装于所述连接腿主体部的第四顶点且将所述第四槽板和所述第一槽板进行铰接的第四连接销、及与所述第一连接销、第二连接销、第三连接销和第四连接销分别配套使用的四个销帽；菱形状的所述连接腿主体部能够在其所在平面内产生一定幅度的转动以实现屈伸功能。
17.在一种具体的实施方式中，每个所述避震组件包括与所述连接板固定连接的套
筒、伸缩杆伸入所述套筒内且另一端与所述第三连接销固定连接的气压杆、套设于所述气压杆上且两端分别与所述气压杆的气压杆筒和所述套筒抵接的弹簧。
18.在一种具体的实施方式中，所述行走组件包括两个正对设置的橡胶轮胎、同时穿过两个所述橡胶轮胎的中心孔的轮胎主轴、分别安装于所述轮胎主轴的两端且输出端与所述轮胎主轴连接的两个同步电机、及一端与所述轮胎主轴固定连接且另一端与所述第三连接销固定连接的轮腿支撑板。
19.本发明的有益效果至少包括：
20.一、本发明提供一种用于市政管道清淤的机器人，该机器人包括沿所述管道的延伸方向间隔设置的清淤机构、管道检测机构和管道修复机构、以及用于带动清淤机构、管道检测机构和管道修复机构沿所述管道行走的行走机构，其中，清淤机构用于清理管道内的淤泥，管道检测机构用于对清理淤泥后的管道的内壁的破损信息进行检测，管道修复机构与管道检测机构连接并基于所述管道检测机构反馈的管道的内壁的破损信息进行修复，这样，所述机器人集淤泥清理、管道破损检测和管道修复于一体的机器人，避免了传统市政管道中的重复性工作，并且无需人工去管道内进行清理，解放了人工且具有工作效率高的优点。
21.二、本发明提供的清淤机构利用铲斗尖锐部分深入固化淤泥，再结合高压水冲刷和偏心轮旋挖装置切削管道内的淤泥，清淤效果好。
22.三、本发明提供的行走单元包括两个正对设置的连接腿、用于将两个所述连接腿铰接的连接组件、及与所述连接组件固定连接的行走组件，所述连接腿包括菱形状的连接腿主体部、一端与所述连接腿主体部连接且另一端与所述筒体固定连接的连接板、及两端分别位于所述连接腿主体部相对两个顶点的避震组件，菱形状的所述连接腿主体部能够在其所在平面内产生一定幅度的转动以实现屈伸功能；这样，所述行走单元可以适应不同管径，避震组件中的弹簧的压缩作用能使行走组件中的橡胶轮胎紧紧压在管道内壁上，提供足够摩擦力，同时避震组件中的气压杆与弹簧的阻尼作用能够抵消旋挖清淤单元带来的震动效应，维护机器人工作稳定。
23.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
24.图1为本发明一实施例提供的用于市政管道清淤的机器人的立体结构示意图；
25.图2为本发明一实施例提供的机器人的清淤机构中隐藏了部分第一壳体的立体结构示意图；
26.图3为图1所示机器人的第一壳体部分对应的剖视图；
27.图4为图1所示机器人中旋挖清淤单元的结构示意图；
28.图5为图1所示机器人中行走单元的结构示意图；
29.图6为图1所示机器人中软轴机构的结构示意图。
30.附图标记说明：
[0031][0032]
具体实施方式
[0033]
以下结合附图对本发明实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖多种不同实施方式。
[0034]
请参阅图1至图5，本发明提供一种用于市政管道清淤的机器人100，用于清理市政管道的淤泥，同时还具有检测管道破损信息和修补破损部位的功能，即集清淤、破损检测、管壁修补多功能于一体，具有清淤效率高的优点。
[0035]
所述机器人100包括沿所述管道的延伸方向间隔设置的三个功能模块、用于带动所述三个功能模块向前行走的行走机构40、及用于连接三个功能模块和传输物料的软轴机构50，其中，三个功能模块分别为清淤机构10、管道检测机构20和管道修复机构30，所述清淤机构10位于机器人的前端，管道修复机构30位于机器人的后端，管道检测机构20位于清淤机构10和管道修复机构30之间。
[0036]
所述清淤机构10用于清理所述管道内的淤泥，其包括第一壳体11、收容于所述第一壳体11的旋挖清淤单元12和水射清淤单元13、及用于将淤泥和污水输送至所述软轴机构50的输送单元14。
[0037]
所述第一壳体11包括主壳体111、设置于所述主壳体111远离所述管道检测机构20一端的淤泥仓112。
[0038]
所述主壳体111为圆柱体形，所述淤泥仓112为上端具有缺口的圆柱体形，所述主壳体111的中轴线和所述淤泥仓112的中轴线不在同一直线上，且两者之间的夹角位于150度与170度之间。在本实施例中，请结合参阅图1，所述淤泥仓112可以理解为由所述主壳体111略向右倾斜延伸形成。
[0039]
所述主壳体111包括内部中空且为圆柱体形状的壳体部1111、设置于所述壳体部1111靠近所述管道检测机构20一端的底板1112、夹设于所述壳体部1111和所述底板1112之间的第一密封橡胶圈、设置于所述壳体部1111远离所述管道检测机构20一端的顶板1114、及夹设于所述壳体部1111和所述顶板1114之间的第二密封橡胶圈，所述底板1112和所述顶板1114均为圆形板，用于封住所述所述壳体部1111两端的开口，增设第一密封橡胶圈和第二密封橡胶圈，用于防止渗水影响机器人工作。
[0040]
在本实施例中，所述顶板1114对应开设有多个方便安装所述旋挖清淤单元12和水射清淤单元13的多个槽口。
[0041]
所述淤泥仓112包括与所述主体壳111连接的仓体1121、设置于所述仓体1121远离所述主壳体111一端的铲斗1122、及盖设于所述仓体1121上端的盖板1123，所述旋挖清淤单元12收容于所述仓体1121和所述主壳体111内；所述铲斗1122用于刺入固化淤泥，发挥托底作用；所述盖板1123用于保护其下方的零件。
[0042]
所述旋挖清淤单元12用于切削淤泥。
[0043]
请重点参阅图3和图4，所述旋挖清淤单元12包括用于切削淤泥的清淤转轮121、安装于所述清淤转轮121中心位置的中心轴、及用于驱动所述清淤转轮121旋转的两个驱动组件123，其中，每个所述驱动组件123均包括驱动皮带轮1231、用于驱动所述驱动皮带1231旋转的驱动电机1232、通过传动皮带1233与所述驱动皮带轮1231连接的传动皮带轮1234、与所述传动皮带轮1234同轴设置且位于所述传动皮带轮1234的外侧的驱动链轮1235、通过传动链条1236与所述驱动链轮1235连接的传动链轮1237、及偏心轮1238，所述传动链轮1237
和所述偏心轮1238均安装于所述中心轴的端部，且所述偏心轮1238临近所述清淤转轮121设置。
[0044]
在本实施例中，所述驱动电机1232固定于所述主壳体111。
[0045]
在本实施例中，所述驱动皮带轮1231的直径大于所述传动皮带轮1234的直径。
[0046]
两个所述驱动组件的传动链轮1237和所述偏心轮1238分别安装于所述中心轴的两端，在驱动电机1232的驱动作用下，驱动皮带轮1231通过传动皮带1233带动传动皮带轮1234发生转动，由于驱动皮带轮1231直径大于传动皮带轮1234，所以转速减小，扭矩增大；传动皮带轮1234与驱动链轮1235共轴，并进一步通过传动链条1236、传动链轮1237将动力传输至偏心轮1238，在偏心轮1238作用下，清淤转轮121产生偏心旋转进而演化为切割挖除动作，对于清淤工作十分有利，大大加快清淤速度。
[0047]
优选地，所述旋挖清淤单元12还包括两块相对设置且具有容纳空间的传动板124，所述传动板124靠近清淤转轮121的一端套设于所述中心轴上，所述传动板124远离所述清淤转轮121的一端与所述传动皮带轮1234和所述驱动链轮1235同轴设置。
[0048]
更为优选地，所述驱动链轮1235、所述传动链条1236和所述传动链轮1237位于同一侧且均收容于所述传动板124的容纳空间内，所述传动皮带轮1234和所述偏心轮1238均位于所述传动板124的另一侧。
[0049]
更为优选地，所述传动板124可以以驱动链轮1235主轴为中心，在所述顶板1114的槽口中上下移动，以带动清淤转轮121上下移动，扩大清淤面积。
[0050]
优选地，所述清淤机构10还包括沿所述铲斗1122的周向方向设置的多个冲洗喷头15，所述冲洗喷头15与所述软轴机构50的给水软管连通，用于清理所述清淤转轮121上附着的污泥。
[0051]
经所述清淤转轮121切割挖除得到的淤泥经所述清淤转轮121与所述铲斗1122之间的缝隙进入所述仓体1121内，并通过与所述仓体1121连通的输送单元14输送至所述软轴机构50。
[0052]
所述水射清淤单元13包括与所述软轴机构50的给水软管连通的第一水管131、及自所述第一水管132垂直弯折延伸的第二水管132，所述第二水管132从所述顶板1114的上端伸出，且所述第二水管132的出水口正对前方的淤泥，所述水射清淤结构13用于通过高压水流对位于其前方的淤泥产生切削冲刷作用。
[0053]
所述输送单元14包括与所述仓体1121连通的吸污管141、进口端与所述吸污管141连通的叶轮泵142、及与所述叶轮泵142的输出端连通的排淤泥管143，所述排淤泥管143与所述软轴机构50连通。在所述叶轮泵的作用下，所述清淤转轮121旋挖产生的淤泥经所述吸污管141传送到排淤泥管143，再经所述软轴机构50内的集中排污管排出。
[0054]
在本实施例中，所述吸污管141为圆锥形结构，且所述吸污管141的大口与所述仓体1121连通。
[0055]
所述管道检测机构20用于检测管道内壁的破损信息。
[0056]
所述管道检测机构20包括圆柱体状的第二壳体21、安装于所述第二壳体21的壳体壁外表面的多个声呐扫描器22和多个漏磁检测器23，多个所述声呐扫描器22和多个漏磁检测器23分别位于所述第二壳体21的壳体壁的两端。
[0057]
在本实施例，所述第二壳体21的两端均通过密封圈进行了密封，防止水渗透到第
二壳体21内。
[0058]
优选地，多个声呐扫描器22和多个漏磁检测器23均与所述管道修复机构30连接，所述管道修复机构30基于所述声呐扫描器22和所述漏磁检测器23获取的管道破损信息，对所述管道进行修复。具体地，所述声呐扫描器22利用返回的声能脉冲被转换成电信号后，电信号经过内部线缆传输至地面以及管道修复机构30，基于接收到的电信号获取可以用于判断管壁深度、硬度的探测图，从而确定管壁的破损信息；所述漏磁检测装置23携带的永久磁铁产生磁力线，当管壁没有缺陷时，磁力线在管道内均匀分布，穿出管壁产生漏磁，基于漏磁现象确定管道破损信息。
[0059]
所述漏磁检测器23适用于铁磁质材料建造的市政管道，准确性更高。
[0060]
在本实施例中，多个所述声呐扫描器22设置于所述第二壳体21靠近所述第一壳体11的一端，所述声呐扫描器22的数量为三个，沿所述第二壳体21的周向方向均匀分布。
[0061]
在本实施例中，多个所述漏磁检测器23设置于所述第二壳体21远离所述第一壳体11的一端，所述漏磁检测器23的数量为三个，沿所述第二壳体21的周向方向均匀分布。
[0062]
优选地，所述管道检测机构20还包括用于将管道内的污水吸取到所述软轴机构50内的集中排污管内的抽水单元24，这样，方便声呐扫描器22准确获取图像数据。
[0063]
在本实施例中，所述排水单元24包括抽水管道、进水端与抽水管道连接的抽水泵、与所述抽水泵的出水端连通的排水管道，所述排水管道与所述软轴机构50内的集中排污管连通。
[0064]
在本实施例中，所述排水管道的前端还安装有喇叭形状的管头。
[0065]
所述管道修复机构30包括圆柱体状的第三壳体31、安装于所述第三壳体31的壳体壁的外侧的多个管壁清洗组件32和多个修复组件33，多个所述管壁清洗组件32位于所述第三壳体31靠近所述第二壳体的一端且沿所述第三壳体31的周向方向均匀分布，多个所述修复单元33位于所述第三壳体31远离所述第二壳体21的一端且沿所述第三壳体31的周向方向均匀分布，其中，所述管壁清洗组件32用于通过高压水冲洗所述管道的管壁，所述修复组件33基于所述管道检测机构20反馈的破损信息对破损的管道壁进行修复。
[0066]
在本实施例，所述第三壳体31的两端均通过密封圈进行了密封，防止水渗透到第二壳体31内。
[0067]
在本实施例中，所述管壁清洗组件32的数量为六个，所述修复组件33的数量为六个。
[0068]
在本实施例中，每个所述管道清洗组件32包括安装于所述第三壳体31的壳体壁的第一中空伸缩杆321、与所述第一中空伸缩杆321的伸缩端固定连接的中空水管322，且所述中空水管322通过内置管道与所述软轴机构50的给水软管连通。这样，通过所述第一中空伸缩杆321可以改变中空水管322与所述管道的管壁之间的距离，方便适配不同的管径的管道。
[0069]
在本实施例中，每个所述修复组件33包括安装于所述第三壳体31的壳体壁的第二中空伸缩杆331、与所述第二中空伸缩杆331的伸缩端固定连接的中空胶管332，且所述中空胶管332通过内置管道与位于第三壳体31内的胶盒连通。这样，通过所述第二中空伸缩杆331可以改变中空胶管332与所述管道的管壁之间的距离，方便适配不同的管径的管道。
[0070]
在本实施例中，在施工前，需要根据管道的内径调节中空水管与中空胶管与管壁
之间的距离，优选地，所述中空水管与管道的管壁之间的最小距离和所述中空胶管与管道的管壁之间的最小距离为1～2cm。
[0071]
在本实施例中，所述胶盒内的胶为uv固化胶，进一步地，所述管道修复机构30还包括贴附于所述第三壳体31远离所述第二壳体21一端的紫外线灯带34，具体地，所述紫外线灯带34贴附于所述第三壳体31的密封圈上。
[0072]
请重点参阅图5，所述行走机构40用于带动所述清淤机构10、管道检测机构20和管道修复机构30向前行走。
[0073]
所述行走机构40包括九个结构相同的行走单元40a，所述清淤机构10、管道检测机构20和管道修复机构30分别配置三个行走单元，三个行走单元的第一行走单元与所述管道的顶面抵接并沿所述管道的顶面行走，三个行走单元的第二行走单元和第三行走单元分别与所述管道相对的两个侧面抵接并沿所述管道的侧面行走，在本实施例中，3个行走单元均匀分布。
[0074]
具体的，与所述清淤机构10对应的三个行走单元安装于所述主壳体的中部位置，且沿所述主壳体的周向方向均匀分布，与所述管道检测机构20对应的三个行走单元安装于所述第二壳体的中部位置，且沿所述第二壳体的周向方向均匀分布，与所述管道修复机构30对应的三个行走单元安装于所述第三壳体的中部位置，且沿所述第三壳体的周向方向均匀分布。
[0075]
由于三个行走单元40a安装于所述主壳体，三个行走单元40a安装于所述第二壳体，三个行走单元安装于所述第三壳体，为了方便下文行走单元的描述，将所述主壳体、所述第二壳体和所述第三壳体统一称为筒体。
[0076]
每个所述行走单元40a包括两个正对设置的连接腿41、用于将两个所述连接腿41铰接的连接组件42、及与所述连接组件42固定连接的行走组件43。
[0077]
在本实施例中，所述连接腿41与筒体固体连接，所述行走组件43与管道的内壁抵接，所述连接腿可以变形，具有屈伸功能，从而使所述机器人在具有不同管径的管道内工作。
[0078]
每个所述连接腿41包括菱形状的连接腿主体部411、一端与所述连接腿主体部411连接且另一端与筒体固定连接的连接板412、及两端分别位于所述连接腿主体部412相对两个顶点的避震组件413，所述行走组件43和所述连接板412分设于所述连接腿主体部411相对的两个顶点，所述避震组件413的一端与所述连接板412固定连接，所述避震组件413的另一端与所述连接组件42固定连接。
[0079]
在本实施例中，所述连接腿主体部411包括相对平行设置的第一槽板4111和第二槽板4112、及相对平行设置的第三槽板4113和第四槽板4114，所述第一槽板4111、所述第三槽板4113、所述第二槽板4112和所述第四槽板4114依次首尾相接围成菱形状，菱形状的连接腿主体部可以在其所在平面内产生一定幅度的转动，实现屈伸功能。
[0080]
可以理解的是，连接腿41的数量为两个，相应的，连接腿主体部411、连接板412和避震组件413的数量均为两个，且组成连接腿主体部411的所述第一槽板4111、所述第三槽板4113、所述第二槽板4112和所述第四槽板4114的数量也均为两个。
[0081]
所述连接组件42包括安装于所述连接腿主体部411的第一顶点的第一连接销421、安装于所述连接腿主体部411的第二顶点的第二连接销422、安装于所述连接腿主体部411
的第三顶点的第三连接销423、安装于所述连接腿主体部411的第四顶点的第四连接销424、及与所述第一连接销421、第二连接销422、第三连接销423和第四连接销424分别配套使用的四个销帽。
[0082]
所述第一槽板4111、所述第三槽板4113、所述第二槽板4112和所述第四槽板4114的两端均开设有安装孔，所述连接板412远离所述筒体的一端开设有固定孔，所述第一连接销421依次穿过一个所述连接板412的固定孔、一个所述第三槽板4113的安装孔、两个所述第一槽板4111的安装孔、另一个所述第三槽板4113的安装孔、另一个所述连接板412的固定板后通过所述销帽锁紧；所述第二连接销422依次穿过一个所述第二槽板4112的安装孔、两个所述第三槽板4113的安装孔、另一个所述第二槽板4112的安装孔后通过所述销帽锁紧；所述第三连接销423依次穿过一个所述第二槽板4112的安装孔、两个所述第四槽板4114的安装孔、另一个所述第二槽板4112的安装孔后通过所述销帽销紧，所述行走组件43与所述第三连接销423固定连接；所述第四连接销424依次穿过一个所述第四槽板4114的安装孔、两个所述第一槽板4111的安装孔和另一个所述第四槽板4114的安装孔后通过所述销帽锁紧。
[0083]
所述第一槽板4111、所述第三槽板4113、所述第二槽板4112和所述第四槽板4114通过四个连接销铰接，这样，所述连接腿主体部411的相对顶点之间的距离可以改变，以适应不同管径的管道。
[0084]
在本实施例中，所述连接腿主体部411的最大可变角度为120度。
[0085]
优选地，所述连接腿主体部411的第一顶点和所述第三顶点之间的对角线长度的最大变形值为200mm。
[0086]
为方便理解最大变形值，举例说明，当所述连接腿主体部位于第一状态时，所述连接腿主体部的第一顶点和所述第三顶点之间的对角线长度为xmm，当所述连接腿主体部位于第二状态时，所述连接腿主体部的第一顶点和所述第三顶点之间的对角线长度为ymm，在所述第一状态和所述第二状态均为极限状态时，则x与y的差值为最大变形值。
[0087]
即所述连接腿主体部的第一顶点和第三顶点的最大距离和最小距离之差为200mm。
[0088]
每个所述避震组件413包括与所述连接板412固定连接的套筒4131、伸缩杆4131伸入所述套筒4131内且另一端与所述第三连接销423固定连接的气压杆4132、套设于所述气压杆4132上且两端分别与所述气压杆4132的气压杆筒和所述套筒4131抵接的弹簧4133。
[0089]
当所述机器人在管道内工作时，所述弹簧4133和所述气压杆4132呈压缩状态，在两者的压紧作用下，所述行走组件43附着在管道的内壁，而且，所述避震组件具有良好的阻尼特性，利用弹簧和气压的双重阻尼作用，抵消头部旋挖清淤单元偏心旋转带来的震动效应，并且在管道机器人开、停机、行驶工作时产生的大部分冲击力将由此避震结构缓和过滤掉，所述避震组件可以自动改变弹簧的压缩量和气压杆的伸长量，带动连接腿主体部发生屈伸现象，保持行走组件与管道内壁持续良好接触，从而大大的降低由于外界环境变化而引起的机器人整体的震动，使机器人施工行走姿态稳定，保证机器人可以安全、稳定、高效的工作。
[0090]
所述行走组件43包括两个正对设置的橡胶轮胎431、同时穿过两个所述橡胶轮胎431的中心孔的轮胎主轴432、分别安装于所述轮胎主轴432的两端且输出端与所述轮胎主
轴432连接的两个同步电机433、及一端与所述轮胎主轴432固定连接且另一端与所述第三连接销423固定连接的轮腿支撑板434。
[0091]
同步电机433为所述行走组件43行走的动力件，两个同步电机可以保证行走时橡胶轮胎转速相同，同步启停时能维护机器人工作的稳定性，防止顿挫对连接腿造成结构损伤。
[0092]
在本实施例中，所述橡胶轮胎431的外表面刻有花纹，能增大摩擦力保护机器人在湿滑管壁内正常行走。
[0093]
请结合参阅图6，所述软轴机构50包括两段钢索51、给水软管52、集中排污管53、及用于传输电力和数据的线缆54，其中，两段钢索51中的第一段钢索两端分别与第一壳体11和第二壳体21连接，两段钢索51中的第二段钢索两端分别与第二壳体21和第三壳体31连接；所述给水软管52的进水端与位于地面的高压供水装置连通，所述给水软管52的第一出水端与所述水射清淤单元13的第一水管131连通，所述给水软管52的第二出水端与冲洗喷头15连通，所述给水软管的第三出水端与管壁清洗组件的中空水管322连通，所述集中排污管53的第一进口与所述输送单元14的排淤泥管143连通，所述集中排污管53的第二进口与排水单元24的排水管道连通，所述集中排污管53的出水口与位于地面的污水处理装置连通。
[0094]
在本实施例中，所述给水软管52、所述集中排污管53和所述线缆54均是穿过所述主壳体、所述第二壳体和所述第三壳体的管道。
[0095]
优选地，两段钢索51均为柔性拉伸钢索，这样可以满足机器人作业时的转弯需求。
[0096]
优选地，所述软轴机构50还包括橡胶外壳55，所述钢索51、所述给水软管52、所述集中排污管53和所述线缆54均收容于所述橡胶外壳55内。
[0097]
优选地，所述机器人100还包括信息采集机构60，所述信息采集机构60包括与所述顶板1114固定连接的固定板61、第一端与所述固定板61铰接的两块正对设置的支撑杆62、夹设于两个所述支撑杆62的第二端之间且与两个所述支撑杆62铰接的安装杆63、分别安装于所述安装杆63两端的摄像头64和照明灯65。在所述照明灯65照明的情况下，利用所述摄像头64可以清楚的拍摄管道内的情况，方便地面人员直观了解管道的清淤效果。
[0098]
在本实施例中，所述支撑杆62与所述固定板61铰接设置，所述安装杆63与所述支撑杆62铰接设置，这样，可以通过旋转所述安装杆63以调整所述照明灯65的照明范围和所述摄像头64的拍摄范围。
[0099]
优选地，所述机器人100还包括定位芯片，所述定位芯片安装于所述第一壳体和/或所述第二壳体和/或第三壳体，以使地面人员了解机器人工作位置。
[0100]
在本实施例中，所述机器人100与位于地面的显示装置连接，所述显示装置能够接收、存储并显示所述管道检测机构20和所述信息采集机构60输出的管道检测数据和管道图像数据，同时操作人员还能够通过所述显示装置对所述机器人100发出控制指令，所述指令包括开启和关闭各项功能等。
[0101]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，包括：清淤机构，所述清淤机构用于清理所述管道内的淤泥，其包括第一壳体、收容于所述第一壳体内用于切削所述管道内的淤泥的旋挖清淤单元、用于通过高压水流对所述管道内的淤泥进行冲刷的水射清淤单元、及用于将所述第一壳体内的污泥和污水进行输送的输送单元；管道检测机构，所述管道检测机构包括沿所述管道的延伸方向与所述第一壳体间隔设置的第二壳体、分别安装于所述第二壳体的壳体壁外表面的多个声呐扫描器和多个漏磁检测器，多个所述声呐扫描器和多个所述漏磁检测器分别位于所述第二壳体的壳体壁的两端；管道修复机构，所述管道修复机构与所述管道检测机构连接，并基于所述管道检测机构反馈的管道破损信息对破损的管道壁进行修复，所述管道修复机构包括与所述第二壳体间隔设置且位于所述第二壳体远离所述第一壳体一端的第三壳体、安装于所述第三壳体的壳体壁外侧的多个管壁清洗组件和多个修复组件；行走机构，所述行走机构包括九个结构相同的行走单元，所述清淤机构、管道检测机构和管道修复机构分别配置三个行走单元，三个行走单元的第一行走单元与所述管道的顶面抵接并沿所述管道的顶面行走，三个行走单元的第二行走单元和第三行走单元分别与所述管道相对的两个侧面抵接并沿所述管道的侧面行走。2.根据权利要求1所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，所述机器人还包括软轴机构，所述软轴机构包括两段钢索、给水软管、集中排污管、及用于传输电力和数据的线缆，其中，两段钢索中的第一段钢索的两端分别与第一壳体和第二壳体连接，两段钢索中的第二段钢索的两端分别与第二壳体和第三壳体连接；所述给水软管的进水端与位于地面的高压供水装置连通，所述给水软管的出水端分别与所述水射清淤单元和所述多个管壁清洗组件连通，所述集中排污管的进口与所述输送单元连通，所述集中排污管的出口与位于地面的污水处理装置连通。3.根据权利要求2所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，每个所述管道清洗组件包括安装于所述第三壳体的壳体壁的第一中空伸缩杆、与所述第一中空伸缩杆的伸缩端固定连接的中空水管，所述中空水管与所述给水软管连通；每个所述修复组件包括安装于所述第三壳体的壳体壁的第二中空伸缩杆、与所述第二中空伸缩杆的伸缩端固定连接的中空胶管，且所述中空胶管通过内置管道与位于所述第三壳体内的胶盒连通。4.根据权利要求1至3任一项所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，所述第一壳体包括圆柱形状的主壳体、设置于所述主壳体远离所述管道检测机构一端的淤泥仓，其中，所述淤泥仓包括与所述主体壳连接的仓体、设置于所述仓体远离所述主壳体一端的铲斗，所述铲斗用于刺入所述管道内的淤泥。5.根据权利要求1至3任一项所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，所述旋挖清淤单元包括用于切削淤泥的清淤转轮、安装于所述清淤转轮中心位置的中心轴、及用于驱动所述清淤转轮旋转的两个驱动组件，其中，每个所述驱动组件均包括驱动皮带轮、用于驱动所述驱动皮带旋转的驱动电机、通过传动皮带与所述驱动皮带轮连接的传动皮带轮、与所述传动皮带轮同轴设置且位于所述传动皮带轮的外侧的驱动链轮、通过传动链条与所述驱动链轮连接的传动链轮、以及偏心轮，所述传动链轮和所述偏心轮均安装于所述
中心轴的端部，且所述偏心轮临近所述清淤转轮设置，所述驱动电机固定于所述第一壳体。6.根据权利要求1至3任一项所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，每个所述行走单元包括两个正对设置的连接腿、用于将两个所述连接腿铰接的连接组件、及与所述连接组件固定连接的行走组件，所述连接腿与筒体固体连接且能够变形以匹配不同管径的管道，所述行走组件与所述管道的内壁抵接且能沿所述管道的内壁行走，其中，所述筒体为所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的任意一个。7.根据权利要求6所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，每个所述连接腿包括菱形状的连接腿主体部、一端与所述连接腿主体部连接且另一端与所述筒体固定连接的连接板、及两端分别位于所述连接腿主体部相对两个顶点的避震组件，所述行走组件和所述连接板分设于所述连接腿主体部相对的两个顶点，所述避震组件的一端与所述连接板固定连接，所述避震组件的另一端与所述连接组件固定连接。8.根据权利要求7所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，所述连接腿主体部包括相对平行设置的第一槽板和第二槽板、及相对平行设置的第三槽板和第四槽板，所述第一槽板、所述第三槽板、所述第二槽板和所述第四槽板依次首尾相接围成菱形状；所述连接组件包括安装于所述连接腿主体部的第一顶点且将所述第一槽板、所述第三槽板和所述连接板进行铰接的第一连接销、安装于所述连接腿主体部的第二顶点且将所述第二槽板和所述第三槽板进行铰接的第二连接销、安装于所述连接腿主体部的第三顶点且将所述第二槽板和所述第四槽板进行铰接的第三连接销、安装于所述连接腿主体部的第四顶点且将所述第四槽板和所述第一槽板进行铰接的第四连接销、及与所述第一连接销、第二连接销、第三连接销和第四连接销分别配套使用的四个销帽；菱形状的所述连接腿主体部能够在其所在平面内产生一定幅度的转动以实现屈伸功能。9.根据权利要求8所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，每个所述避震组件包括与所述连接板固定连接的套筒、伸缩杆伸入所述套筒内且另一端与所述第三连接销固定连接的气压杆、套设于所述气压杆上且两端分别与所述气压杆的气压杆筒和所述套筒抵接的弹簧。10.根据权利要求8所述的用于市政管道清淤的机器人，其特征在于，所述行走组件包括两个正对设置的橡胶轮胎、同时穿过两个所述橡胶轮胎的中心孔的轮胎主轴、分别安装于所述轮胎主轴的两端且输出端与所述轮胎主轴连接的两个同步电机、及一端与所述轮胎主轴固定连接且另一端与所述第三连接销固定连接的轮腿支撑板。

技术总结
本发明提供一种用于市政管道清淤的机器人。该机器人包括沿所述管道的延伸方向间隔设置的清淤机构、管道检测机构和管道修复机构、以及用于带动清淤机构、管道检测机构和管道修复机构沿所述管道行走的行走机构，其中，清淤机构用于清理管道内的淤泥，管道检测机构用于对清理淤泥后的管道的内壁的破损信息进行检测，管道修复机构与管道检测机构连接，并基于所述管道检测机构反馈的管道的内壁的破损信息进行修复。所述机器人集淤泥清理、管道破损检测和管道修复于一体的机器人，避免了传统市政管道中的重复性工作，并且无需人工去管道内进行清理，解放了人工且具有工作效率高的优点。点。点。


技术研发人员：林宇亮 程勇 周四海 陶云兵 蔡攀攀 李柔锋 吴俊鸿
受保护的技术使用者：中建三局集团有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15