阅读说明：本技术 一种新型去污机器人 (Novel decontamination robot ) 是由 徐瑞霞 杨蕴涵 王润鹏 于 2019-12-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型去污机器人,包括切割机构、旋转机构、粉碎机构、伸缩机构、横向支撑机构、行进机构和控制系统,所述切割机构包括五片刀刃、圆盘底座、固定件一、主轴和旋转电机；所述旋转机构位于切割机构的后侧,通过固定件一与切割机构相连；所述粉碎机构位于旋转机构的后侧,并通过耳板固定在所述切割机构的主轴上；所述伸缩机构通过连接部与前面的粉碎机构相连；所述横向支撑机构固定在行进机构的上方,所述行进机构内部设有控制系统,所述控制系统用以控制切割机构、旋转机构、粉碎机构、伸缩机构、横向支撑机构和行进机构进行相应的操作。该去污机器人可以代替人工将堵塞下水道的淤泥进行切割粉碎清理,实现下水道的疏通工作。(The invention discloses a novel decontamination robot, which comprises a cutting mechanism, a rotating mechanism, a crushing mechanism, a telescopic mechanism, a transverse supporting mechanism, a traveling mechanism and a control system, wherein the cutting mechanism comprises five blades, a disc base, a first fixing part, a main shaft and a rotating motor; the rotating mechanism is positioned at the rear side of the cutting mechanism and is connected with the cutting mechanism through a first fixing piece; the crushing mechanism is positioned at the rear side of the rotating mechanism and is fixed on a main shaft of the cutting mechanism through an ear plate; the telescopic mechanism is connected with the front crushing mechanism through a connecting part; the transverse supporting mechanism is fixed above the travelling mechanism, a control system is arranged in the travelling mechanism and used for controlling the cutting mechanism, the rotating mechanism, the crushing mechanism, the telescopic mechanism, the transverse supporting mechanism and the travelling mechanism to perform corresponding operations. This decontamination robot can replace the manual work to cut the silt that blocks up the sewer and smash the clearance, realizes the mediation work of sewer.)

一种新型去污机器人

技术领域

本发明涉及管道去污技术领域，特别是涉及一种新型去污机器人。

背景技术

随着城市建设的迅猛发展，高层建筑越来越多，大楼排水不畅直接对居民生活造成重大影响，尤其在做饭、洗澡等排水高峰时根本无法保证大流量污水的顺利通过，加上淤积油泥总是抬高排水管道下游出水口，使排水流速平缓不前，使下水道经常堵塞。而现在清理下水道多依靠人力清理，使用传统的竹鞭疏通法已无法解决问题，往往随通随堵，且越堵越频繁，越堵+越严重，弄到最后可能要开挖清理或改造，直接影响人民正常生活生产不说，还是一笔可观费用，既费工费时还破坏市容。还有人们意想不到的是，随着淤积的加重，管道内的有害气体和可燃气体浓度骤增，造成空气污染，极易引起燃爆，对人民生命财产安全造成极大威胁，是一大安全隐患，应引起责任单位重视。因此设计一种新型去污机器人，代替人工达到清除管道淤泥的效果，显得十分必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型去污机器人，该去污机器人代替人工将堵塞下水道的淤泥进行切割粉碎清理，以实现下水道的疏通工作。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型去污机器人，包括切割机构、旋转机构、粉碎机构、伸缩机构、横向支撑机构、行进机构和控制系统，所述切割机构包括五片刀刃、圆盘底座、固定件一、主轴和旋转电机；所述旋转机构位于切割机构的后侧，通过固定件一与切割机构相连；所述粉碎机构位于旋转机构的后侧，并通过耳板固定在所述切割机构的主轴上；所述伸缩机构通过连接部与前面的粉碎机构相连；所述横向支撑机构固定在行进机构的上方，所述行进机构内部设有控制系统，所述控制系统用以控制切割机构、旋转机构、粉碎机构、伸缩机构、横向支撑机构和行进机构进行相应的操作。

进一步地，所述五片刀刃固定安装在圆盘底座上，所述圆盘底座与固定件一铆接；所述固定件一为十字型；所述固定件一通过顶丝与主轴相连；所述主轴通过联轴器与后方的旋转电机相连；该切割机构在旋转电机的转动下带动刀刃旋转实现切割的目的；

进一步地，所述旋转机构为四片圆弧刀片，所述圆弧刀片的顶端设有倒勾；所述圆弧刀片通过折页与所述切割机构的固定件一相连；

进一步地，所述粉碎机构包括橡胶轮、固定件二、粉碎刀片和支架；所述固定件二为中空的圆形钢结构；所述橡胶轮共四个，对称分布在固定件二的外表面，并与固定件二呈螺纹连接；所述粉碎刀片共两组，并通过传动轴平行设置在固定件二内侧的上端和下端；所述粉碎刀片的中心设有通孔，所述粉碎刀片通过卡扣固定连接在传动轴上；每组刀片的大小不同且错落分布在传动轴上。

进一步地，所述支架位于固定件二的中间位置，并通过耳板固定在所述切割机构的主轴上；所述支架包括横板和与横板垂直的纵向支架；所述纵向支架的尾端设有连接部，所述连接部用以与伸缩机构连接；所述横板和纵向支架上分别连接有转向电机和粉碎电机；所述转向电机和粉碎电机的输出轴上设有链轮。

进一步地，所述粉碎机构的上下两个传动轴上均设有链轮一，所述链轮一与转向电机的链轮通过链条连接，以实现粉碎机构的转动；其中上面的传动轴上还设有链轮二，所述链轮二与粉碎电机的链轮通过链条传动，进而带动粉碎刀片旋转。

进一步地，所述伸缩机构位于粉碎机构的后侧，包括推杆和推杆电机，所述推杆电机固定在横向支撑机构上，所述推杆一端与推杆电机相连，另一端与粉碎机构的连接部相铰接；所述伸缩机构通过控制电路实现推杆电机的正反转，从而实现切割机构、旋转机构、粉碎机构的向前伸出与收回。

进一步地，所述横向支撑机构位于行进机构的上方，所述横向支撑机构包括横向支撑电机、丝杆、丝杆螺母、固定件三和支臂，所述横向支撑电机固定在行进机构的上方；所述横向支撑电机通过联轴器与丝杆相连；所述丝杆与丝杆螺母相连；所述丝杆螺母通过螺丝固定在固定件三上；所述支臂通过带有弹簧的合页固定在固定件三的两侧；所述横向支撑电机的传递扭矩通过联轴器传递丝杆，丝杆带动丝杆螺母通过弹簧的作用实现支臂的伸出与收回，进而实现对车体的支撑。

进一步地，所述行进机构包括底座、车轮和动力电机，所述动力电机位于底座内部，所述动力电机的输出轴通过键与橡胶轮相连接。

进一步地，所述控制系统由电源、保险丝、降压模块、电机驱动模块、单片机最小系统、无线通信模块组成；所述控制系统用以控制去污机器人进行相应的操作。

本发明的有益效果体现在：

（1）本发明提供的去污机器人，其中控制系统放置在车身底部，使用PP塑料板将其与电机密封起来，确保控制系统能耐高温环境，耐冲击性能强，有效的防止了电路进水造成短路的现象。

（2）切割机构可以轻松切割淤泥并向后运输，粉碎机构粉碎淤泥中的杂物以防止对后面结构造成损伤，同时可以使粉碎后的淤泥不能再次凝结成块，旋转机构可以利用旋转的离心力展开，更加贴合管壁，清理残余；

（3）横向支撑机构横向展开后可以使去污机器人支撑在管道的内壁上，提供了设备的稳定性；通过转向电机带动链轮配合链传动可以实现设备在管道里的转弯，实用性更强；

（4）控制系统中的无线通信模块可直接与手机、电脑、平板等带有蓝牙功能的数码产品通讯，可以支持远程操作，操作简单、使用方便。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，其中：

图1是本发明去污机器人的整体结构示意图。

图2是切割机构的结构示意图。

图3是旋转机构（工作时）的结构示意图。

图4是旋转机构（静止时）的结构示意图。

图5是粉碎机构的结构示意图。

图6是粉碎机构的立体结构图。

图7是伸缩机构的连接示意图。

图8是横向支撑机构的结构示意图。

图9是横向支撑机构的立体示意图。

图10是行进机构的结构示意图。

图11是本发明去污机器人的电气控制原理图。

图中：1-切割机构，1-1-刀刃，1-2-圆盘底座，1-3-固定件一，1-4-主轴，1-5-旋转电机，2-旋转机构，2-1-圆弧刀片，2-2-折页；3-粉碎机构，3-1-橡胶轮，3-2-固定件二，3-3-粉碎刀片，3-4-链轮一，3-5-链轮二，3-6-粉碎电机，3-7-转向电机，3-8-支架，3-9-耳板，4-伸缩机构，4-1-推杆，4-2-推杆电机，5-横向支撑机构，5-1-横向支撑电机，5-2-支臂，5-3-丝杆螺母，5-4-合页，5-5-固定件三，6-行进机构，6-1-车轮，6-2-底座。

具体实施方式

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。

本发明实施例中，一种新型去污机器人，结构如图1所示，包括切割机构1、旋转机构2、粉碎机构3、伸缩机构4、横向支撑机构5、行进机构6和控制系统，切割机构1包括五片刀刃1-1、圆盘底座1-2、固定件一1-3、主轴1-4和旋转电机1-5；旋转机构2位于切割机构1的后侧，通过固定件一1-3与切割机构1相连；粉碎机构3位于旋转机构2的后侧，并通过耳板3-9固定在切割机构1的主轴1-4上；伸缩机构4通过连接部与前面的粉碎机构3相连；横向支撑机构5固定在行进机构6的上方，行进机构6内部设有控制系统，控制系统用以控制切割机构1、旋转机构2、粉碎机构3、伸缩机构4、横向支撑机构5和行进机构6进行相应的操作。

参照图2所示，五片刀刃1-1固定安装在圆盘底座1-2上，圆盘底座1-2与固定件一1-3铆接；固定件一1-3为十字型；固定件一1-3通过顶丝与主轴1-4相连；主轴1-4通过联轴器与后方的旋转电机1-5相连；该切割机构1在旋转电机1-5的转动下带动刀刃1-1旋转实现切割的目的；

参照图3和4所示，旋转机构2为四片圆弧刀片2-1，圆弧刀片2-1的顶端设有倒勾；圆弧刀片2-1通过折页2-2与切割机构1的固定件一1-3相连；

参照图5和6所示，粉碎机构3包括橡胶轮3-1、固定件二3-2、粉碎刀片3-3和支架3-8；固定件二3-2为中空的圆形钢结构；橡胶轮3-1共四个，对称分布在固定件二3-2的外表面，并与固定件二3-2呈螺纹连接；粉碎刀片3-3共两组，并通过传动轴平行设置在固定件二3-2内侧的上端和下端；粉碎刀片3-3的中心设有通孔，粉碎刀片3-3通过卡扣固定连接在传动轴上；每组刀片的大小不同且错落分布在传动轴上；支架3-8位于固定件二3-2的中间位置，并通过耳板3-9固定在切割机构1的主轴1-4上；支架3-8包括横板和与横板垂直的纵向支架；纵向支架的尾端设有连接部，连接部用以与伸缩机构4连接；横板和纵向支架上分别连接有转向电机3-7和粉碎电机3-6；转向电机3-7和粉碎电机3-6的输出轴上设有链轮。

粉碎机构3的上下两个传动轴上均设有链轮一3-4，链轮一3-4与转向电机3-7的链轮通过链条连接，以实现粉碎机构的转动；其中上面的传动轴上还设有链轮二3-5，链轮二3-5与粉碎电机3-6的链轮通过链条传动，进而带动粉碎刀片3-3旋转。

伸缩机构4位于粉碎机构3的后侧，包括推杆4-1和推杆电机4-2，参照图7所示，推杆电机4-2固定在横向支撑机构5上，推杆4-1一端与推杆电机4-2相连，另一端与粉碎机构3的连接部相铰接；伸缩机构4通过控制电路实现推杆电机4-2的正反转，从而实现切割机构1、旋转机构2、粉碎机构3的向前伸出与收回；

横向支撑机构5位于行进机构6的上方。参照图8和9所示，横向支撑机构5包括横向支撑电机5-1、丝杆、丝杆螺母5-3、固定件三5-5和支臂5-2，横向支撑电机5-1固定在行进机构6的上方；横向支撑电机5-1通过联轴器与丝杆相连；丝杆与丝杆螺母5-3相连；丝杆螺母5-3通过螺丝固定在固定件三5-5上；所述支臂通过带有弹簧的合页固定在固定件三5-5的两侧；所述横向支撑电机5-1的传递扭矩通过联轴器传递丝杆，丝杆带动丝杆螺母5-3通过弹簧的作用实现支臂5-2的伸出与收回，进而实现对设备的支撑。

参照图10所示，行进机构6包括底座6-2、车轮6-1和动力电机，动力电机位于底座内部，动力电机的输出轴通过键与车轮6-1相连接。其中车轮6-1为大尺寸的橡胶轮，能够增加与管壁的摩擦，从而实现机器的前进。该去污机器人的电气控制原理，如图11所示。

控制系统由电源、保险丝、降压模块、电机驱动模块、单片机最小系统、无线通信模块组成；控制系统用以控制去污机器人进行相应的操作。

其中，电源：采用12V聚合物锂电池组，自身具有短路保护功能，因外部发生短路保护而停止输出应解除短路及负载，电池组会自动恢复输出；为设备提供了良好的能源储备。

保险丝：采用5*20玻璃保险管保险丝，玻璃管本体为透明玻璃钢可清晰见到内部的熔线，损坏后易观察，两端铜帽部分镀铬、导电良好的黄铜材料。

降压模块：采用LM2596S直流可调降压模块，由于单片机需要5V电源供电，通过模块降压，为单片机最小系统提供一个稳定的5V电源，使设备正常运行。

电机驱动模块：采用双H桥的直流电机驱动模块，可同时驱动两台直流电机，使信号可外接PWM，实现对电机的调速，不仅尺寸小，节约了很大一部分空间，而且可以长时间工作，使用寿命长，不易损坏。

单片机最小系统：采用51单片机最小系统模块，支持多种类型芯片，零件内置式设计，节省空间。

无线通信模块：采用HC-05主从一体蓝牙模块，该模块可直接与手机、电脑、平板等带有蓝牙功能的数码产品通讯，操作简单、使用方便。

本发明提供的去污机器人工作时，首先启动横向支撑机构5，使机器支撑在管道内壁上，然后切割机构1、旋转机构2和粉碎机构3同时启动，开始工作，伸缩机构4带动三个机构进行向前推进，推进过程中切割机构1可以轻松切割淤泥并向后运输，接下来粉碎机构3粉碎淤泥中的杂物（塑料袋、木棍等）防止对后面结构照成损伤，同时可以使粉碎后的淤泥不能再次凝结成块，切割机构1后方的旋转机构2，可以利用旋转的离心力展开，更加贴合管壁，清理残余。伸缩机构4到达极限位置后，车身前方的杂物基本上清理干净，随后横向支撑机构5收回支臂5-2，设备脱离管壁，伸缩机构4与行进机构6同时进行工作，伸缩机构4实现退回功能，再加上行进机构6带动车身前进，这样设备就可以前端不动，车身前进靠近设备前端进行下一步清理，如此循环工作，不仅实现了设备的前进，也实现了对管道的清理。该去污机器人还可以通过控制转向电机3-7带动链轮一3-4配合链传动实现设备在管道里的转弯。本发明提供的去污机器人可以较快的速度对堵塞的城市管道进行疏通，并清理干净80%以上的管道杂物。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。