管道机器人自动巡检清淤装置及清淤方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108266594A(43)申请公布日2018.07.10(21)申请号201711361603.4F16L101/12(2006.01)(22)申请日2017.12.18(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人刘送永谢奇志崔新霞程诚李伟江红祥沈刚唐玮周达倪鸣星(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人吴学明(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L55/24(2006.01)F16L101/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称管道机器人自动巡检清淤装置及清淤方法(57)摘要本发明公开了一种管道机器人自动巡检清淤装置，包括清淤单元、视频单元和巡检驱动单元，清淤单元设置在巡检驱动单元前端，视频单元固定在清淤单元内，视频单元与巡检驱动单元同轴设置；刮淤刀组和退淤刀组连接在中空盘架上；中空盘架连接在巡检驱动单元上，并可以绕巡检驱动单元的轴心自由旋转；换位驱动器固定在巡检驱动单元上，同步带轮固定在中空盘架上，同步带设置在换位驱动器与同步带轮之间；上述通过摄像头的视觉检测，以及步进电机带动刮淤刀组和退淤刀组的协调配合作用，实现一个步进电机对刮淤刀组和退淤刀组的位置控制，提高管道清理效率和管道清理的精准性；集巡检、刮淤与退淤功能于一体，提高对管道环境的针对性和适应性。CN108266594ACN108266594A权利要求书1/1页1.管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：包括清淤单元、视频单元和巡检驱动单元，所述清淤单元设置在巡检驱动单元前端，视频单元固定在清淤单元内，视频单元与巡检驱动单元同轴设置；所述清淤单元包括刮淤刀组、中空盘架、退淤刀组和刮於驱动组件；刮淤刀组和退淤刀组连接在中空盘架上；中空盘架连接在巡检驱动单元上，并可以绕巡检驱动单元的轴心自由旋转；刮於驱动组件包括换位驱动器、同步带和同步带轮，换位驱动器固定在巡检驱动单元上，同步带轮固定在中空盘架上，同步带设置在换位驱动器与同步带轮之间。2.根据权利要求1所述的管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：所述中空盘架为双层筒体结构，包括内筒体和外筒体；内筒体的长度是外筒体长度的1.5～1.6倍。3.根据权利要求1所述的管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：所述退淤刀组与刮淤刀组在巡检驱动单元的轴线方向上的距离为退淤刀组厚度的0.1～0.3倍。4.根据权利要求3所述的管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：所述退淤刀组包括单向变形板，该单向变形板只能向后翻折。5.根据权利要求1所述的管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：所述视频单元包括防护罩、清洗喷头和防水摄像机；所述防水摄像机设置在中空盘架内，防护罩固定在防水摄像机的前端，清洗喷头固定在在防护罩的外侧。6.根据权利要求1所述的管道机器人自动巡检清淤装置，其特征在于：所述巡检驱动单元包括伸缩支撑架、驱动轮组和驱动电机；所述驱动电机固定在伸缩支撑架内，驱动轮组对称设置在支架外侧。7.管道机器人自动巡检清淤方法，其特征在于，包括以下步骤：a．将管道机器人放入待巡检管道中，通过视频单元确定管道内淤积物的形貌特征；b.驱动机器人向淤积物方向移动，同时启动换位驱动器带动刮淤组件往复运动将管道内的淤积物刮落；c.判断淤积物的刮落量，决定是否将管道机器人退出；d.如决定将管道机器人退出，首先通过换位驱动器将退淤刀组调整至刮落淤积物位置，驱动管道机器人后退；否则继续进行刮削操作；e.重复步骤a至步骤d至管道中的淤积物清理干净。2CN108266594A说明书1/3页管道机器人自动巡检清淤装置及清淤方法技术领域[0001]本发明涉及管道清淤机器人技术领域，尤其是一种基于刮退淤一体联动协调作用的管道机器人自动巡检清淤装置及清淤方法，能在水平管道内实现检测和清淤功能。背景技术[0002]在清管作业过程中，管道机器人在清理管道时，大多采用遍历式清淤方式，清淤针对性和目标性不强，管壁上清理下的泥垢在水流不足的情况下，不能被及时带走，容易造成二次沉积和堵塞。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种管道机器人自动巡检清淤装置及防护方法，通过摄像头的视觉检测，以及步进电机带动刮淤刀组和退淤刀组的协调配合作用，实现一个步进电机对刮淤刀组和退淤刀组的位置控制，提高管道清理效率和管道清理的精准性。[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管道机器人自动巡检清淤装置，包括清淤单元、视频单元和巡检驱动单元，所述清淤单元设置在巡检驱动单元前端，视频单元固定在清淤单元内，视频单元与巡检驱动单元同轴设置；所述清淤单元包括刮淤刀