专利名称：管道自适应清理疏通装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要用于城市下水管道的清理疏通工作，能够替代人工完成作业，省时省力。提高了机械化、自动化程度，减轻了工人劳动强度，还能保障疏通人员在工作时的人身安全。
背景技术：
随着城市快速的发展，城市中的下水管道担负着越来越大的排污责任，下水管道因此经常堵塞，影响了城市卫生和发展。为了解决这个问题，目前市场上比较流行的典型管道疏通清理设备有节杆式管道疏通机，手摇式管道清理器，高压水射流管道清理机，通过观察与了解，可以知道，这些设备的工作主体在管外，运用螺杆的伸缩或高压水枪产生的水射流深入到管内进行疏通或清理。不难发现其中的弊端。1、由于属于管外操作，作用距离受到某种程度上的限制，可以想象不管是螺杆的长度还是高压水枪产生的水射流都有距离的限制，对于较长的管道这些设备则失去了其应有的作用；2、单单从以上三种设备的名称可以发现它们的功用仅是疏通或清理，没有完全意义上将两种功能融为一体，也不能实现除疏通清理以外功能上的拓展；3、需要人工长时间的跟踪控制耗时耗力，对操作工人的技巧要求较高，劳动强度大，作业不安全。显然这些设备已经不能满足现代社会的要求，急需设计出一种能够替代上述产品的新装置并通过实践检验，最终投入实际应用。
实用新型内容本实用新型的目的在于设计制造出一种能够在管道中自由活动，疏通管道中的堵塞物，并能够保障施工人员的人身安全和提高疏通效率的管道自适应清理疏通装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的。本实用新型包括驱动装置、清理装置、监测装置三部分，以及外接的电源，单片机， 驱动电路等。驱动装置与清理装置之间，驱动装置和监测装置之间是用螺栓联接；外接电源和单片机分别经过驱动电路联接到驱动装置、清理装置和监测装置，单片机控制整个装置的运动。在管道工作过程中驱动装置负责设备的移动，清理装置负责对管道进行清理疏通工作，监测装置则是观察管道内的情况。驱动装置与清理装置之间的联接螺栓，可以设置为不同长度规格，来调节刷头的对心位置。所述的驱动装置，包括驱动装置机箱和两套相同的驱动机构。其中每套驱动机构分别由驱动电机、齿轮减速机构、前轮轴、前轮、后轮轴、后轮和皮带组成。在每套驱动机构中，驱动电机依次与齿轮减速机构、后轮轴相联接，后轮轴再通过皮带与前轮轴联接，将驱动电机输出的动力传送到后轮，再通过皮带带动与前轮轴联接的前轮转动。两驱动电机分别连接到单片机。两对车轮安装在驱动装置的两侧，相对于驱动装置的中线对称布置，两侧车轮的转速分别由相对应的驱动电机控制。两侧驱动电机可以分别进行控制，使得两侧车轮产生速度差，以使设备能够在弯道中转弯。实现两侧车轮差速转弯的方法是通过单片机输出PWM 波来改变驱动电机转速。所述的清理装置由清理装置机箱、主电机、刷头执行机构组成。主电机通过电机轴与刷头执行机构联接，从而带动刷头执行机构转动，并通过刷头执行机构的刷头对管道进行清理疏通。而所述的刷头执行机构，包括刷头、刷头调节机构，刷头执行机构根据设备所在管道的管径发生变化时，通过刷头调节机构的自动微调机构改变弹簧的长度来适应管径的变化；如果管径变化大时，则可以通过刷头调节机构的手动调节机构来进行调节。通过驱动电路，可控制主电机实现不同的转速以及正反向转动。所述的监测装置，包括步进电机、摄像头托盘、摄像头。步进电机的电机轴跟摄像头托盘固联，摄像头固定在摄像头托盘上，通过带动摄像头托盘来带动摄像头进行360°的观察，不留死角。步进电机连接到单片机，步进电机通过单片机发送的脉冲波进行精密角度的转动，转动的角度可以通过改变程序设定来进行修改。本实用新型还可以设置为观察模式，在观察模式下，取下清理装置即可。在图6中，当装置遇到拐弯道时，通过摄像头发现前方情况，并由操作人员进行调整，改变两侧电机的转速，使得两侧车轮速度形成速度差，以差速方法转弯。由于两侧车轮的速度可以通过PWM波变速来调节，所以可以适应任何弯度的管道并顺利通过。本实用新型成本低，在管带中工作时能适应管道的管径和弯度变化的复杂情况， 提高管道清理疏通时的工作效率，适用于多样的管道环境。利用步进电机与摄像头托盘相连，达到精确控制摄像头移动与旋转的目的，全方面观察管内情况。模块化设计，能够搭配出不同的配合来实现不同的功能要求。摄像头能够观察管道内的情况，并实时将信息反馈给操作者，以做出相应调整。解放人力，避免安全事故发生，并能使管道清理自动化。本实用新型能延伸至其他清理疏通领域。
附图1是本实用新型的完整模式的示意图。附图2是本实用新型的观察模式的示意图。附图3是本实用新型驱动装置示意图。附图4是本实用新型清理装置示意图。附图5是本实用新型监测装置示意图。附图6是本实用新型转弯时的示意图。附图中，1为驱动装置，11为24V直流电机a，12为齿轮减速机构a，13为后轮轴 a, 14为后轮a，15为皮带a，16为前轮轴a，17为前轮a，18为前轮b，19为前轮轴b，110为皮带b，111为后轮b，112为后轮轴b，113为24V直流电机b，114为齿轮减速机构b，2为联接螺栓a，3为清理装置，31为24V直流电机，33为电机轴，34为刷头执行机构，341为刷头， 342为微调机构，343为手动调节机构，4为联接螺栓b，5为监测装置，51为步进电机，52为摄像头，53为摄像头托盘，6为外接电源，7为单片机，8为驱动电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。在图1中，本实用新型包括驱动装置1，清理装置3，监测装置5，以及外接的电源 6，单片机7，驱动电路8等。驱动装置1与清理装置3之间依靠联接螺栓a2来联接，联接螺栓a2的长度有三种规则，长度分别为10mm、20mm和30mm三种规格，来调节刷头341的对心位置。清理装置3和监测装置5之间是依靠联接螺栓b4联接的。在管道中驱动装置1负责设备的移动，清理装置3负责对管道进行清理疏通工作，监测装置5则是观察管道内的情况。在图2中，在观察模式下的设备包括驱动装置1，监测装置5，以及外接的电源6，单片机7，驱动电路8等。驱动装置1与清理装置3是通过联接螺栓b4联接的。监测装置5 负责观察管道内环境，驱动装置1则是负责设备的移动。在图3中，外接电源6输出24V直流电压经过驱动电路8的导线联接到驱动装置 1、清理装置3和监测装置5。其中在驱动装置1，下侧的24V直流电机all依次与齿轮减速机构al2，后轮轴al3相联接，将电机输出的动力传送到后轮al4，再通过皮带al5带动与前轮轴al6联接的前轮al7转动。上侧的24V直流电机bll3依次与齿轮减速机构bll4，后轮轴bll2相联接，将电机输出的动力传送到后轮bill，再通过皮带bllO带动由前轮轴bl9 联接的前轮bl8转动。两对车轮安装在装置的两侧，相对于驱动装置1中线对称布置，两侧车轮的转速分别由相对应的24V直流电机all和24V直流电机bll3控制。两侧电机可以进行分别控制，使得两侧车轮产生速度差，以使车体能够在弯道中转弯。实现两侧车轮差速转弯的方法是通过单片机7输出PWM波来改变电机转速。在图4中，清理装置3中主电机31，通过电机轴33带动刷头执行机构34转动，使刷头341对管道进行清理疏通。其中刷头执行机构34根据设备所在管道的管径发生变化时，可以通过自动微调机构342改变弹簧的长度来适应管径的变化。如果管径的变化超过 50mm的时候，则可以通过手动调节机构343来进行调节，同时还需要更换联接螺a2的规格， 即改变联接螺栓a2的长度来调节刷头执行装置34的中心位置与管道中心对齐。因此，该设备能够适应Φ400_ Φ600_的管道。电机通过驱动8的控制，可以实现不同的转速以及正反装的控制。在图5中，在监测装置5中步进电机51电机轴跟摄像头托盘53固联，通过带动摄像头托盘来带动摄像头进行360°的观察，不留死角。步进电机通过单片机7发送的脉冲波进行精密角度的转动，转动的角度可以通过改变程序设定来进行修改。在图6中，当车体遇到拐弯道时，通过摄像头发现前方情况，并由操作人员进行调整，改变两侧电机的转速，使得两侧车轮速度形成速度差，以差速方法转弯。由于两侧车轮的速度可以通过PWM波变速来调节，所以可以适应任何弯度的管道并顺利通过。
权利要求1. 一种管道自适应清理疏通装置，其特征是包括驱动装置、清理装置、监测装置，以及外接的电源，单片机，驱动电路；驱动装置与清理装置之间，驱动装置和监测装置之间是用螺栓联接；外接电源和单片机分别经过驱动电路联接到驱动装置、清理装置和监测装置；所述的驱动装置，包括驱动装置机箱和两套相同的驱动机构；每套驱动机构分别由驱动电机、齿轮减速机构、前轮轴、前轮、后轮轴、后轮和皮带组成，在每套驱动机构中，驱动电机依次与齿轮减速机构、后轮轴相联接，后轮轴再通过皮带与前轮轴联接，将驱动电机输出的动力传送到后轮，再通过皮带带动与前轮轴联接的前轮转动；两驱动电机分别连接到单片机，两对车轮安装在驱动装置的两侧，相对于驱动装置的中线对称布置；所述的清理装置由清理装置机箱、主电机、刷头执行机构组成；主电机通过电机轴与刷头执行机构联接，所述的刷头执行机构，包括刷头、刷头调节机构；刷头调节机构由自动微调机构和手动调节机构组成；所述的监测装置，包括步进电机、摄像头托盘、摄像头，步进电机的电机轴跟摄像头托盘固联，摄像头固定在摄像头托盘上，步进电机连接到单片机。
专利摘要一种管道自适应清理疏通装置，其特征是包括驱动装置、清理装置、监测装置，以及外接的电源，单片机，驱动电路；驱动装置与清理装置之间,驱动装置和监测装置之间是用螺栓联接;外接电源和单片机分别经过驱动电路联接到驱动装置、清理装置和监测装置。本实用新型成本低，能适用于多样的管道环境，提高管道清理疏通时的工作效率，能全方面观察管内情况，能使管道清实现自动化；采取模块化设计，能够搭配出不同的配合来实现不同的功能要求，并能延伸至其他清理疏通领域。
文档编号E03F9/00GK202108110SQ20112009554
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者徐春水, 杨浩坤, 杨湘杰, 胡宝 申请人:南昌大学