一种用于城市管道清淤机械人的履带式驱动机构的制作方法

本实用新型涉及市政处理设备技术领域，具体指一种用于城市管道清淤机械人的履带式驱动机构。

背景技术：

随着我国城市化逐渐的加快城市排水系统的规模也逐渐扩大，然而大多数的排水管道随着长时间的淤泥沉积开始出现管道堵塞污水溢流的情况，污染了环境，给社会经济造成了巨大损失。城市排水系统相当于我们城市的命脉，必须定期清理排水管道，对于保护城市环境、避免污染、维护市容市貌、提高人民生活质量，有着极其重要的意义。因此，为保证排水系统的正常运转，就必须对排水管道进行定期疏通、清理。然而，排水管道中环境恶劣，还有一些有毒气体，靠人工清理难度较大，且容易对人身安全造成危害，于是排水管道清淤机器人应运而生。城市排水管道清淤机器人是一种可在操作人员的通过计算机遥控控制下，在排水管道内部自动行走，完成一系列管道清淤作业的机器人。

目前，国内外许多大学和研究机构都在进行管道清淤机器人的研究，并且取得了较大的进展，其中有些研究成果在现实生活中已经得到了应用。这些管道清淤机器人按行走机构主要分为蠕动式、脚式、轮式等。

(l)蠕动式管道清淤机器人的运动空间较小，能够在管道直径比较小的管道内行走，但这种行走方式为间歇性直线运动，移动速度缓慢，且结构比较复杂，难以实现，不能满足实际需要，因此应用较少。

(2)脚式管道清淤机器人便于在各种形状的管道内行走，能够轻松的越过障碍物，但是其支撑足的伸展受到空间的限制，运动能力较差，移动速度缓慢，仅仅进行了理论研究，难以进行实际应用。

(3)轮式管道清淤机器人由于轮式管道清淤机器人的中心与排水管道中心相重合，使得机器人运动平稳性较好。具有结构简单、运动能力强、便于控制特点，也是现实应用最多的一种机器人。但是轮式管道清淤机器人附着能力差、越障能力差。尤其是地下管道内有障碍物，轮式管道清淤机器人容易受到阻碍。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足，提出一种用于城市管道清淤机械人的履带式驱动机构，适应环境能力强，具有附着能力好。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种用于城市管道清淤机械人的履带式驱动机构，包括安装架，还包括安装在安装架上的履带机构、调节机构、驱动机构、传动机构和连接器，所述安装架上呈中心对称机构安装有至少三组履带机构，所述驱动机构包括电机、第一离合器和第二离合器，所述第一离合器和第二离合器分别安装在电机的两端，所述电机动力分别输出至第一离合器和第二离合器，所述调节机构设置于第一离合器与履带机构之间，所述第一离合器动力输出至调节机构，所述传动机构设于第二离合器与履带机构之间，所述第二离合器动力输出至传动机构，所述连接器安装在传动机构上。

作为优选，所述履带机构包括履带安装架、履带、前支撑杆和后支撑杆，所述履带安装履带安装架上，所述前支撑杆和后支撑杆的一端分别可转动连接至履带安装架的两端，所述前支撑杆和后支撑杆的另一端分别铰接至安装架，所述传动机构包括蜗杆、蜗轮和传动带，所述蜗杆的一端连接至第二离合器，所述蜗轮安装在安装架上且与蜗杆啮合，所述蜗轮上设有同心传动轮，所述履带安装架的一端安装有传动轮，所述传动带绕接在同心传动轮和传动轮上，所述传动轮动力输出至履带，所述连接器安装在蜗杆的另一端。

作为优选，所述调节机构包括丝杆、滑块和丝杆螺母，所述丝杆的一端连接至第一离合器，所述滑块内设有通孔，所述丝杆的另一端贯穿通孔，所述丝杆螺母安装在通孔内，所述丝杆螺母螺纹连接至丝杆上，所述滑块与后支撑杆之间设有连杆，所述连杆的两端分别铰接至后支撑杆的中间位置以及滑块上。

作为优选，所述丝杆螺母外侧设有卡环，所述卡环固定在滑块上。

作为优选，所述通孔内设有弹簧，所述弹簧套接在丝杆上，所述弹簧的两端分别抵住丝杆螺母的内壁以及通孔的孔口。

作为优选，所述安装架与滑块之间设有导杆，所述导杆的一端固定至固定架，所述导杆的另一端贯穿滑块且与滑块可滑动连接。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，操作简单，通过调节能够适应多种直径的管道，通用性强；适应环境能力强，履带式能产生更大的摩擦力，拖缆行走能力强，在污染较为严重的管道环境中也有较强的通过能力，至少需要三组履带。三组以上的履带可以增加行走机构在管道内壁的有效支撑，有利于提高机器人在管道内壁行走姿态的稳定性，增强机器人的驱动能力和牵引能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1中调节机构的结构示意图。

图中，1-履带机构、2-调节机构、3-驱动机构、4-连接器、5-第一离合器、6-前支撑杆、7-第二离合器、8-电机、9-蜗杆、10-蜗轮、11-履带安装架、12-后支撑杆、13-滑块、14-丝杆、15-传动带、16-履带、17-丝杆螺母、18-卡环、19-导杆、20-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种用于城市管道清淤机械人的履带式驱动机构，如图1和图2所示，包括安装架，还包括安装在安装架上的履带机构1、调节机构2、驱动机构3、传动机构和连接器4，所述安装架上呈中心对称机构安装有至少三组履带机构1，所述驱动机构包括电机8、第一离合器5和第二离合器7，所述第一离合器5和第二离合器7分别安装在电机8的两端，所述电机8动力分别输出至第一离合器5和第二离合器7，所述调节机构2设置于第一离合器5与履带机构1之间，所述第一离合器5动力输出至调节机构2，所述传动机构设于第二离合器7与履带机构1之间，所述第二离合器7动力输出至传动机构，所述连接器4安装在传动机构上。

上述技术方案中，通过电机8的运动，通过传动机构动力输出至履带机构1，从而实现机械人的移动，履带式能产生更大的摩擦力，拖缆行走能力强，在污染较为严重的管道环境中也有较强的通过能力，三组以上的履带机构1可以增加行走机构在管道内壁的有效支撑，有利于提高机器人在管道内壁行走姿态的稳定性，增强机器人的驱动能力和牵引能力。但同时也增加了零件数量，使中心支撑部分强度降低。本申请中优选采用三组履带机构1。

可以理解的，连接器4用于安装清理机构。其中第一离合器5和第二离合器7还能起到减速机的作用。

具体的，如图2所示，所述履带机构1包括履带安装架11、履带16、前支撑杆6和后支撑杆12，所述履16带安装履带安装架11上，所述前支撑杆6和后支撑杆12的一端分别可转动连接至履带安装架11的两端，所述前支撑杆6和后支撑杆12的另一端分别铰接至安装架，所述传动机构包括蜗杆9、蜗轮10和传动15带，所述蜗杆9的一端连接至第二离合器7，所述蜗轮10安装在安装架上且与蜗杆9啮合，所述蜗轮10上设有同心传动轮，所述履带安装架11的一端安装有传动轮，所述传动带15绕接在同心传动轮和传动轮上，所述传动轮动力输出至履带16，所述连接器4安装在蜗杆9的另一端。

上述技术方案中，通过第二离合器7的运行，从而带动蜗杆9的转动，从而带动蜗轮10的转动，从而通过蜗轮10的转动带动同心传动轮的转动，进而通过传动带15带动传动轮转动，可以理解的，履带安装架11上设有与传动轮同心的从动轮，传动轮的转动带动从动轮的转动，从而带动履带16的转动。

进一步的，如图3所示，所述调节机构包括丝杆14、滑块13和丝杆螺母17，所述丝杆14的一端连接至第一离合器5，所述滑块13内设有通孔，所述丝杆14的另一端贯穿通孔，所述丝杆螺母17安装在通孔内，所述丝杆螺母17螺纹连接至丝杆14上，所述滑块13与后支撑杆12之间设有连杆，所述连杆的两端分别铰接至后支撑杆的中间位置以及滑块13上。所述丝杆螺母17外侧设有卡环18，所述卡环18固定在滑块13上。所述通孔内设有弹簧20，所述弹簧20套接在丝杆14上，所述弹簧20的两端分别抵住丝杆螺母17的内壁以及通孔的孔口。所述安装架与滑块之间设有导杆19，所述导杆19的一端固定至固定架，所述导杆19的另一端贯穿滑块且与滑块可滑动连接。

上述技术方案中，通过电机的运行，从而带动丝杆14的转动，从而丝杆14与丝杆螺母17相配合，实现滑块13的滑动，从而通过连杆推动后支撑杆，实现履带机构与电机之间距离的调整，通过调节能够适应多种直径的管道，通用性强。

可以理解的，电机将动力传送至丝杆，经由丝杆螺母传到弹簧。弹簧推动滑块向右运动。在丝杆螺母和滑块之间设置弹簧使伞状机构有一定弹性，防止由于管道内径轻微变化或杂物而卡死机器人。同时弹簧与滑块接触面设有压力传感器，在弹簧完全压紧后压力超过一定大小则反馈信息给控制系统，丝杆反转，释放压力。卡环固定在滑块上，限制丝杆螺母只能做横向微小的滑动，且不能滑出滑块。电机端装有编码器时时检测电机转速用于计算机械人行走速度，同时防止电机卡死烧毁。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。