阅读说明：本技术 一种基于形状记忆合金的管道清堵装置 (Pipeline blockage clearing device based on shape memory alloy ) 是由 张�杰 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于管道清堵领域,具体涉及一种基于形状记忆合金的管道清堵装置,包括滚轮组件、电加热组件、动力机构以及清洗机构；所述滚轮组件包括前轮组与后轮组；还包括四个电动机,每个电动机单独控制一个前轮或一个后轮；所述动力机构包括固定件、动力轴与电机；所述固定件固定于连接轴上；所述电机设于第一滚轮轴上,位于所述第一滚轮轴与所述连接轴的交接处；所述清洗机构包括安装部与固定于安装部上并呈散射状的若干根清洗丝,清洗丝方便更多场合的管道清洗、清堵。(The invention belongs to the field of pipeline blockage removal, and particularly relates to a pipeline blockage removal device based on shape memory alloy, which comprises a roller assembly, an electric heating assembly, a power mechanism and a cleaning mechanism, wherein the roller assembly is arranged on the upper surface of the roller assembly; the roller assembly comprises a front wheel set and a rear wheel set; the four motors are also included, and each motor independently controls one front wheel or one rear wheel; the power mechanism comprises a fixing piece, a power shaft and a motor; the fixing piece is fixed on the connecting shaft; the motor is arranged on the first roller shaft and is positioned at the joint of the first roller shaft and the connecting shaft; the cleaning mechanism comprises an installation part and a plurality of cleaning wires which are fixed on the installation part and are in scattering shapes, and the cleaning wires are convenient for cleaning and clearing the pipelines in more occasions.)

一种基于形状记忆合金的管道清堵装置

技术领域

本发明属于管道清堵领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的管道清堵装置。

背景技术

目前，国内外的管道运输业不仅规模庞大而且发展迅速，全世界仅油气运输管道就200多万公里，城市供水供热以及排水管道更是无法统计。所以，对于管道运输的安全管理是研究的重点，管道堵塞是影响运输安全的一个重要问题。检测管道堵塞的方式比较多样化，但大体可分为管道内部检测堵塞和经管道外部传感器检测两大类。相比于管道外部传感器检测堵塞，利用机器人进行内部直接清理，更加的准确高效，名称为《基于形状记忆合金驱动的蠕动微型车》，公开号为CN 1421302A的发明专利，通过形状记忆合金驱动的微型车，该车是蠕动前进的并且是靠磁性形状记忆合金提供驱动力，驱动力小。中国专利CN106764246B公开了一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，属于管道处理设备技术领域。所述机器人包括底盘，底盘表面固定有形状记忆合金热机，形状记忆合金热机连接皮带一端，皮带缠绕于皮带轮外周面上，皮带另一端连接回位弹簧，回位弹簧连接位于底盘表面上的固定轴，轮轴通过单向轴承连接皮带轮，车轮连接轮轴。

也有如中国专利CN108443642A公开的一种蠕动式管道疏堵清洗机器人，该机器人沿轴向依次固定连接的左行走支撑装置、清洗装置、辅助支撑装置、柔性丝杠总成、右行走支撑装置和疏堵装置，左行走支撑装置和右行走支撑装置用于支撑并带动所述的机器人沿管道行走，清洗装置用于在行走过程中对管道进行清洗，疏堵装置用于疏通管道，辅助支撑装置用于对整个机器人提供辅助支撑。

但上述方式均只适用于直管，对于变径管道不适用；另外，现有的疏堵装置适用于油管，但对于由于纤维状、发丝状物质造成堵塞的管道。

发明内容

为了方便更多场合的管道清洗、清堵，本申请提供一种基于形状记忆合金的管道清堵装置。

为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种基于形状记忆合金的管道清堵装置，包括滚轮组件、电加热组件、动力机构以及清洗机构；

所述滚轮组件包括前轮组与后轮组；前轮组包括两个采用第一滚轮轴安装于两端的两个前轮；所述第一滚轮轴采用形状记忆合金材质，第一滚轮轴内置有第一加热丝；所述第一滚轮轴形变后呈直线型，所述第一滚轮轴预热形变恢复时，两端向同一方向折弯；后轮组包括两个采用第二滚轮轴安装于两端的两个后轮；所述第二滚轮轴采用形状记忆合金材质，第二滚轮轴内置有第二加热丝；所述第二滚轮轴形变后呈直线型，所述第二滚轮轴预热形变恢复时，两端向同一方向折弯；还包括连接轴，所述连接轴连接于所述第一滚轮轴与第二滚轴；还包括四个电动机，每个电动机单独控制一个前轮或一个后轮；

所述加热组件包括电源，电源用于为所述第一加热丝与所述第二加热丝供电；所述电源设于连接轴上；

所述动力机构包括固定件、动力轴与电机；所述固定件固定于连接轴上；所述电机设于第一滚轮轴上，位于所述第一滚轮轴与所述连接轴的交接处；所述电机设有弹簧式开关，按下弹簧式开关，电机启动，松开弹簧式开关，电机停止；所述电机设有输出轴，电机启动时，电机驱动输出轴转动；

所述动力轴采用形状记忆合金，动力轴内置有第三加热丝，第三加热丝连接于第一动力轴形变后呈弯曲状，受热形变恢复后呈直线；动力轴的一端固定于固定件上，另一端在形变后与电机的开关错离，在形变恢复后动力轴的端头会压下弹簧式开关；

所述清洗机构包括安装部与固定于安装部上并呈散射状的若干根清洗丝；所述安装部固定于所述电机的输出轴上。

作为本申请改进的技术方案，所述第一滚轮轴与所述第二滚轮轴预热形变恢复时具有相同的折弯。

作为本申请改进的技术方案，所述第一滚轮轴在形变恢复时朝向清洗机构侧折弯。

作为本申请改进的技术方案，所述清洗机构还包括切割刀片，切割刀片设于安装部的边线上。

作为本申请改进的技术方案，所述切割刀片上设有锯齿。

作为本申请改进的技术方案，还包括控制器，控制器无线控制四个电动机与电源的开启/关闭。

作为本申请改进的技术方案，还包括控制器，所述第一滚轮轴与第二滚轮轴均自两端向中段呈不同的形变恢复温度，并且位于端部的形变恢复温度最低，中间段形变恢复温度最高。

作为本申请改进的技术方案，所述前轮包括轮毂与套于轮毂上的滚套；所述轮毂为塑料材质，所述滚套为硅胶套；所述后轮包括轮毂与套于轮毂上的滚套；所述轮毂为塑料材质，所述滚套为硅胶套。

作为本申请改进的技术方案，所述前轮与后轮均为轻质木材材质；前轮与后轮表面均涂有防水防腐涂料；所述防水防腐涂料包括如下重量份的各物质：

作为本申请改进的技术方案，所述防水防腐涂料是采用如下方式制备而成，在50-160℃下加热熔融石蜡，然后将配比量的氟化有机硅树脂、***胶加入熔融石蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物冷却至室温加入芭蕉油搅拌均匀；并且在使用前在70-80℃下保温1-2h，然后喷涂于前轮与后轮表面。

有益效果

本申请采用形状记忆合金材质制作前轮与后轮的滚轮轴，在用于不同管径时，只需控制电源加热滚轮轴，通过滚轮轴的折弯实现调整整个装置的宽度。

本申请采用若干根清洗丝在电机带动下转动实现清堵，清洗丝呈放射状，其能用于任何形式的堵塞。若存在纤维状物质，清洗丝卷起缠绕，后续切割刀片会对松动的纤维状物质进行切割，避免再次堵塞。

本申请的前轮与后轮分别单独控制，方便滚轮轴调整长度，以避免清堵装置在管道中前行。

综上，本申请的清堵装置结构简单，适用于各类管道清堵。

附图说明

图1本申请装置的结构示意图；

图2本申请第一滚轮轴的局部放大图；

图3本申请装置的另一状态的结构示意图。

图中，1.电源；2、第二滚轮轴；3、后轮；4、连接轴；5、固定件；6、动力轴；7、切割刀片；8、清洗丝；9、电机；10、第一滚轮轴；11、第一加热丝；12、电动机；13、前轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示一种基于形状记忆合金的管道清堵装置，包括滚轮组件、电加热组件、动力机构以及清洗机构；

所述滚轮组件包括前轮13组与后轮3组；前轮13组包括两个采用第一滚轮轴10安装于两端的两个前轮13；所述第一滚轮轴10采用形状记忆合金材质，如图1-2所示，第一滚轮轴10内置有第一加热丝11；所述第一滚轮轴10形变后呈直线型，所述第一滚轮轴10预热形变恢复时，两端向同一方向折弯；后轮3组包括两个采用第二滚轮轴2安装于两端的两个后轮3；所述第二滚轮轴2采用形状记忆合金材质，第二滚轮轴2内置有第二加热丝；所述第二滚轮轴2形变后呈直线型，所述第二滚轮轴2预热形变恢复时，两端向同一方向折弯；还包括连接轴4，所述连接轴4连接于所述第一滚轮轴与第二滚轴，以实现稳定整体结构。

为了实现稳定前行，不会出现卡死情况，还包括四个电动机12，每个电动机12单独控制一个前轮13或一个后轮3；图1为第一滚轮轴10与第二滚轮轴2形变后呈直线型的结构图；图3为第一滚轮轴10与第二滚轮轴2形变恢复后向同一方向折弯的结构图。

为了降低装置在管道中前行的阻力，前轮13与后轮3可采用如下方案的结构：

方案一，所述前轮13包括轮毂与套于轮毂上的滚套；所述轮毂为塑料材质，所述滚套为硅胶套；所述后轮3包括轮毂与套于轮毂上的滚套；所述轮毂为塑料材质，所述滚套为硅胶套。

方案二，所述前轮13与后轮3均为轻质木材材质；前轮13与后轮3表面均涂有防水防腐涂料；所述防水防腐涂料包括如下重量份的各物质：

为了便于防水防腐涂料在前轮13与后轮3上具有好的粘附效果，所述防水防腐涂料是采用如下方式制备而成，在50-160℃下加热熔融石蜡，然后将配比量的氟化有机硅树脂、***胶加入熔融石蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物冷却至室温加入芭蕉油搅拌均匀；并且在使用前在70-80℃下保温1-2h，然后喷涂于前轮13与后轮3表面。

其主要原理利用石蜡分散于其他有机物质中实现防水效果的，氟化有机硅树脂、***胶以及芭蕉油混合后实现防水以及防腐。

为了实现形变恢复，所述加热组件包括电源1，电源1用于为所述第一加热丝11与所述第二加热丝供电；所述电源1设于连接轴4上；

还包括控制器，控制器无线控制四个电动机12与电源1的开启/关闭。所述第一滚轮轴10与第二滚轮轴2均自两端向中段呈不同的形变恢复温度，并且位于端部的形变恢复温度最低，中间段形变恢复温度最高。优选是具有第一滚轮轴10从一端向另一端分为第一段至第五段，其中第一段与第五段具有相同的第一形变恢复温度，第二段与第四段具有相同的第二形变恢复温度。第三形变温度具有第三形变恢复温度。其中第一形变恢复温度小于第二形变恢复温度，第二形变恢复温度小于第三形变恢复温度。所述第一滚轮轴10与所述第二滚轮轴2预热形变恢复时具有相同的折弯。

为了节省空间，所述第一滚轮轴10在形变恢复时朝向清洗机构侧折弯。

所述动力机构包括固定件5、动力轴6与电机9；所述固定件5固定于连接轴4上；所述电机9设于第一滚轮轴上，位于所述第一滚轮轴与所述连接轴4的交接处；所述电机9设有弹簧式开关，按下弹簧式开关，电机9启动，松开弹簧式开关，电机9停止；所述电机9设有输出轴，电机9启动时，电机9驱动输出轴转动。

所述动力轴6采用形状记忆合金，动力轴6内置有第三加热丝，第三加热丝连接于第一动力轴6形变后呈弯曲状，受热形变恢复后呈直线；动力轴6的一端固定于固定件5上，另一端在形变后与电机9的开关错离，在形变恢复后动力轴6的端头会压下弹簧式开关。

所述清洗机构包括安装部与固定于安装部上并呈散射状的若干根清洗丝8；所述安装部固定于所述电机9的输出轴上。所述清洗丝8表面设有氮镍涂层以提高耐磨性以及高强度切割性。

所述清洗机构还包括切割刀片7，切割刀片7设于安装部的边线上。所述切割刀片7上设有锯齿。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。