本發(fā)明涉及一種機器人，特別是涉及一種城市雨水管道清理機器人，屬于城市雨水管道清理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

雨水管道是城市排水系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，雨水管道由于其管徑較小，一般為300mm，深度較淺，為無壓力管道，依靠管道設(shè)計坡度及雨水自身重力排放，容易淤積泥沙、建筑垃圾、植物殘骸等，加上地表樹木根部容易伸入管道，管道堵塞的情況極易發(fā)生，管道內(nèi)水泥堆積減少排水面積，樹根盤繞阻擋固體垃圾，最后數(shù)種垃圾和淤泥形成極難清理的障礙物，嚴重影響管道的排水功能。

目前，國內(nèi)主要的雨水管道清理方法是疏通為主，清理次之，主要力量仍然是人工清理，工人將高壓水槍插進雨水管道，使用高壓水噴射疏通淤泥等雜物，人工掏取垃圾輔之，但是目前雨水管道的清理方式存在以下一些缺點：

1、清理的雜物范圍有限，高壓水槍只能起到疏通淤泥的作用，對植物殘骸比如卡在管道內(nèi)的樹枝，沉積在管壁的建筑垃圾如水泥塊等雜物的清理效果不佳；

2、高壓水槍只能起到疏通作用，無法將垃圾取出，這也導致了雨水管道清理頻率居高不下，工人們急需一種治標更能治本的清理方法；

3、需要人力較多，成本較高，尤其是樹枝樹根的清理工作需要工人進入下水管口使用桿類工具進行掏取，又臟又累，并且對工具長度夠不到的深部管道里的垃圾無可奈何，隨著勞動力成本的上升，社會對各種各樣機器人的需求也日漸增加；

4、伸入管道的樹根非常堅韌，目前的清理方案難以解決，而且雨水管道一般都會經(jīng)過馬路上種植的樹木下方，樹根伸入管道的情況極為普遍，如果不能解決這個問題，那么隨著樹根的進一步生長，雨水管道堵塞的情況只會越來越嚴重。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有了多種雨水管道探測機器人，這些機器人具備led燈和小型攝像頭，可以進入雨水管道進行拍攝，但是這些機器人功率低，力量小，即使進行改造也無法對雨水管道進行清理，因此，急需一種能夠代替人工，深入雨水管道進行清理工作的大功率機器人。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是為了解決目前城市雨水管道清理過程中存在的清理困難大、清理不到位、清理成本高的問題，提供一種城市雨水管道清理機器人。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達到：

一種城市雨水管道清理機器人，包括高速射流機構(gòu)、引流機構(gòu)、加速機構(gòu)、排污機構(gòu)、稀釋沖洗機構(gòu)、防水機身、行走機構(gòu)和磨削刀具機構(gòu)；所述磨削刀具機構(gòu)按照順時針螺旋順序安裝在所述加速機構(gòu)上；所述高速射流機構(gòu)設(shè)置在所述引流機構(gòu)和所述加速機構(gòu)內(nèi)，所述引流機構(gòu)設(shè)置在所述加速機構(gòu)的前端；所述排污機構(gòu)設(shè)置在所述加速機構(gòu)的后端，并與所述稀釋沖洗機構(gòu)的前端連接，所述稀釋沖洗機構(gòu)設(shè)置在所述防水機身內(nèi)；所述行走機構(gòu)對稱的設(shè)置在所述防水機身兩側(cè)。

優(yōu)選的方案是，所述磨削刀具機構(gòu)為鋸齒型磨削刀具機構(gòu)，所述鋸齒型磨削刀具機構(gòu)安裝在刀盤上，所述刀盤為傾斜面結(jié)構(gòu)，所述鋸齒型磨削刀具機構(gòu)的表面設(shè)有圓角。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述磨削刀具機構(gòu)由磨削刀具口、刀具連接軸和連接螺紋組成，所述磨削刀具口設(shè)置在所述刀具連接軸的前端，所述刀具連接軸與所述刀盤連接，所述連接螺紋設(shè)置在所述刀具連接軸的表面。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述引流機構(gòu)由引流機構(gòu)本體、連接體和引流槽組成，所述引流機構(gòu)本體設(shè)置在所述連接體內(nèi)，所述引流槽設(shè)置在所述引流機構(gòu)本體內(nèi)，所述引流槽與所述高速射流機構(gòu)連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接體上設(shè)有多個連接孔，所述引流機構(gòu)本體上設(shè)有多個安裝孔，所述高速射流機構(gòu)上設(shè)有多個出水孔。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述加速機構(gòu)為圓筒狀加速機構(gòu)，所述圓筒狀加速機構(gòu)的前端與所述引流機構(gòu)之間通過螺栓連接，所述圓筒狀加速機構(gòu)的內(nèi)表面為粗糙的螺旋面。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述加速機構(gòu)由加速機構(gòu)本體、內(nèi)腔、螺旋面和螺旋頭組成，所述內(nèi)腔設(shè)置在所述加速機構(gòu)本體內(nèi)，所述螺旋面設(shè)置在所述加速機構(gòu)本體的內(nèi)表面，所述螺旋頭設(shè)置在所述螺旋面上。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述排污機構(gòu)由中心軸、內(nèi)圈、中間靜止部分和外圈定向排污部分組成，所述中間靜止部分設(shè)有多個連接軸，所述中心軸設(shè)置在所述內(nèi)圈內(nèi)，所述內(nèi)圈設(shè)置在所述中間靜止部分內(nèi)，所述中間靜止部分設(shè)置在所述內(nèi)圈與所述外圈定向排污部分之間。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述行走機構(gòu)由行走機構(gòu)本體、驅(qū)動軸、滾輪和防滑條組成，所述驅(qū)動軸和所述滾輪均設(shè)置在所述行走機構(gòu)本體上，所述防滑條設(shè)置在所述滾輪上，所述防滑條沿所述驅(qū)動軸的徑向設(shè)置，所述滾輪的內(nèi)傾角的曲率半徑與雨水管道管壁的曲率半徑相同，所述滾輪的內(nèi)輪的直徑大于所述滾輪的外輪的直徑。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述防水機身的尾部設(shè)有掛扣。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

1、按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明提供的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明針對雨水管道中的難清理的堵塞物，特別是該堵塞物中有非常硬的水泥塊，也有比較軟的樹根甚至枯枝爛葉和小塑料袋，制作了鋸齒形刀具，該道具安裝在刀盤上，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)，可對較硬的水泥塊進行磨削，也可以對樹根進行刮削，能夠較好的應(yīng)對雨水管道中的復(fù)雜工況，同時也解決只能疏通管道不能去除堵塞物的治標不治本的普通高壓射流方式。

2、按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明提供的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明刀盤采用傾斜面引流結(jié)構(gòu)，并且在刀盤中間部位添加了高速射流裝置，經(jīng)過精準計算制造出來的引流傾斜面能夠較好地把磨屑混合物引流到加速機構(gòu)中，這樣解決了磨屑物排不出去而造成積壓，影響磨屑效果甚至會繳斷刀具的難題。

3、按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明提供的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明采用螺旋式圓筒加速機構(gòu)，根據(jù)內(nèi)筒壁的摩擦粗糙度與旋轉(zhuǎn)速度計算處螺旋圈數(shù)，使流體在最短的加速圓筒中得到最高加速，利用離心力原理，通過加速磨屑混合物使其在高速中甩出去，解決了全自動化去除堵塞物的難題，也避免堵塞物積壓對機器人前進造成的阻礙。

4、按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明提供的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明的排污裝置采用復(fù)合機構(gòu)，它由內(nèi)圈，中間靜止部分和外圈定向排污部分，雙軸承的使用解決如何在高速旋轉(zhuǎn)并且封閉的機構(gòu)中通入管道的問題。

5、按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明提供的城市雨水管道清理機器人，本發(fā)明的行走機構(gòu)采用外小內(nèi)大的輪式機構(gòu)，其中輪子的內(nèi)傾角的曲率半徑與管壁的曲率半徑相同，使其更好地貼合管壁前進，解決了普通輪式或者是履帶式在管道中行走無法完全貼合管壁所造成的不穩(wěn)定問題。

附圖說明

圖1為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，該實施例可以是與圖1相同的實施例，也可以是與圖1不同的實施例；

圖3為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的整體結(jié)構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2相同的實施例，也可以是與圖1或圖2不同的實施例；

圖4為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的磨削刀具機構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3不同的實施例；

圖5為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的磨削刀具機構(gòu)側(cè)視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4不同的實施例；

圖6為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的引流機構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5不同的實施例；

圖7為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的引流機構(gòu)側(cè)視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6不同的實施例；

圖8為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的加速機構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7不同的實施例；

圖9為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的排污機構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8不同的實施例；

圖10為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的排污機構(gòu)側(cè)視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9不同的實施例；

圖11為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的行走機構(gòu)前視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9或圖10相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9或圖10不同的實施例；

圖12為按照本發(fā)明的城市雨水管道清理機器人的一優(yōu)選實施例的行走機構(gòu)側(cè)視圖，該實施例可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9或圖10或圖11相同的實施例，也可以是與圖1或圖2或圖3或圖4或圖5或圖6或圖7或圖8或圖9或圖10或圖11不同的實施例。

圖中：1-高速射流機構(gòu)，2-引流機構(gòu)，3-加速機構(gòu)，4-排污機構(gòu)，5-稀釋沖洗機構(gòu)，6-防水機身，7-行走機構(gòu)，8-掛扣，9-磨削刀具機構(gòu)，21-引流機構(gòu)本體，22-連接體，23-引流槽，24-連接孔，25-安裝孔，31-加速機構(gòu)本體，32-內(nèi)腔，33-螺旋面，34-螺旋頭，41-中心軸，42-內(nèi)圈，43-中間靜止部分，44-外圈定向排污部分，45-連接軸，71-行走機構(gòu)本體，72-驅(qū)動軸，73-內(nèi)輪，74-外輪，75-防滑條，91-磨削刀具口，92-刀具連接軸，93-連接螺紋。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚和明確本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1、圖2和圖3所示，本實施例提供的一種城市雨水管道清理機器人，包括高速射流機構(gòu)1、引流機構(gòu)2、加速機構(gòu)3、排污機構(gòu)4、稀釋沖洗機構(gòu)5、防水機身6、行走機構(gòu)7和磨削刀具機構(gòu)9；所述磨削刀具機構(gòu)9按照順時針螺旋順序安裝在所述加速機構(gòu)3上；所述高速射流機構(gòu)1設(shè)置在所述引流機構(gòu)2和所述加速機構(gòu)3內(nèi)，所述引流機構(gòu)2設(shè)置在所述加速機構(gòu)3的前端；所述排污機構(gòu)4設(shè)置在所述加速機構(gòu)3的后端，并與所述稀釋沖洗機構(gòu)5的前端連接，所述稀釋沖洗機構(gòu)5設(shè)置在所述防水機身6內(nèi)；所述行走機構(gòu)7對稱的設(shè)置在所述防水機身6兩側(cè)，所述防水機身6的尾部設(shè)有掛扣8。

進一步的，在本實施例中，如圖4和圖5所示，所述磨削刀具機構(gòu)9為鋸齒型磨削刀具機構(gòu)，所述鋸齒型磨削刀具機構(gòu)安裝在刀盤上，所述刀盤為傾斜面結(jié)構(gòu)，所述鋸齒型磨削刀具機構(gòu)的表面設(shè)有圓角，所述磨削刀具機構(gòu)9由磨削刀具口91、刀具連接軸92和連接螺紋93組成，所述磨削刀具口91設(shè)置在所述刀具連接軸92的前端，所述刀具連接軸92與所述刀盤連接，所述連接螺紋93設(shè)置在所述刀具連接軸92的表面。

進一步的，在本實施例中，如圖6和圖7所示，所述引流機構(gòu)2由引流機構(gòu)本體21、連接體22和引流槽23組成，所述引流機構(gòu)本體21設(shè)置在所述連接體22內(nèi)，所述引流槽23設(shè)置在所述引流機構(gòu)本體21內(nèi)，所述引流槽23與所述高速射流機構(gòu)1連接，所述連接體22上設(shè)有多個連接孔24，所述引流機構(gòu)本體21上設(shè)有多個安裝孔25，所述高速射流機構(gòu)1上設(shè)有多個出水孔。

進一步的，在本實施例中，如圖8所示，所述加速機構(gòu)3為圓筒狀加速機構(gòu)，所述圓筒狀加速機構(gòu)的前端與所述引流機構(gòu)2之間通過螺栓連接，所述圓筒狀加速機構(gòu)的內(nèi)表面為粗糙的螺旋面，所述加速機構(gòu)3由加速機構(gòu)本體31、內(nèi)腔32、螺旋面33和螺旋頭34組成，所述內(nèi)腔32設(shè)置在所述加速機構(gòu)本體31內(nèi)，所述螺旋面33設(shè)置在所述加速機構(gòu)本體31的內(nèi)表面，所述螺旋頭34設(shè)置在所述螺旋面33上。

進一步的，在本實施例中，如圖9和圖10所示，所述排污機構(gòu)4由中心軸41、內(nèi)圈42、中間靜止部分43和外圈定向排污部分44組成，所述中間靜止部分43設(shè)有多個連接軸45，所述中心軸41設(shè)置在所述內(nèi)圈42內(nèi)，所述內(nèi)圈42設(shè)置在所述中間靜止部分43內(nèi)，所述中間靜止部分43設(shè)置在所述內(nèi)圈42與所述外圈定向排污部分44之間。

進一步的，在本實施例中，如圖11和圖12所示，所述行走機構(gòu)7由行走機構(gòu)本體71、驅(qū)動軸72、滾輪和防滑條75組成，所述驅(qū)動軸72和所述滾輪均設(shè)置在所述行走機構(gòu)本體71上，所述防滑條75設(shè)置在所述滾輪上，所述防滑條75沿所述驅(qū)動軸72的徑向設(shè)置，所述滾輪的內(nèi)傾角的曲率半徑與雨水管道管壁的曲率半徑相同，所述滾輪的內(nèi)輪73的直徑大于所述滾輪的外輪74的直徑。

在本實施例中，雨水管道清理機器人的主要工作過程：當工作時機器人按照原先設(shè)定好的特定速度向前前進，該速度決定刀具機構(gòu)磨削的進給量，同時刀具機構(gòu)、刀盤、加速機構(gòu)和排污機構(gòu)組成的整體進行高速旋轉(zhuǎn)，首先刀具機構(gòu)將堵塞物磨削成碎片形成液體混合物，該混合物在刀盤的引流作用下會進入加速圓筒中，然后稀釋裝置對混合物進行進一步稀釋，接著被稀釋的混合物會在加速圓筒中加速到高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，最后從排污口中甩出去。

在本實施例中，刀具機構(gòu)口做成鋸齒狀并且采用較大的圓角減小不必要的摩擦力，該道具安裝在刀盤上，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)，可對較硬的水泥塊進行磨削，也可以對樹根進行刮削，能夠較好的應(yīng)對雨水管道中的復(fù)雜工況。

在本實施例中，引流機構(gòu)采用傾斜面引流結(jié)構(gòu)，并且在引流機構(gòu)中間部位添加了高速射流機構(gòu)，經(jīng)過精準計算制造出來的引流傾斜面能夠較好地把磨屑混合物引流到加速機構(gòu)中，這樣解決了磨屑物排不出去而造成積壓問題。

在本實施例中，加速機構(gòu)采用螺旋式圓筒加速機構(gòu)，根據(jù)內(nèi)筒壁的摩擦粗糙度與旋轉(zhuǎn)速度計算處螺旋圈數(shù)，使流體在最短的加速圓筒中得到最高加速。利用離心力原理，通過加速磨屑混合物使其在高速中甩出去，解決了全自動化去除堵塞物的難題。

在本實施例中，排污機構(gòu)采用復(fù)合機構(gòu)，它由內(nèi)圈，中間靜止部分和外圈定向排污部分，在工作過程中，主軸從內(nèi)圈軸承穿過帶動整個除泥機構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)，外圈與除泥機構(gòu)一體，主要承擔排污作用，中間靜止部分主要用于接通管道，雙軸承的使用解決如何在高速旋轉(zhuǎn)并且封閉的機構(gòu)中通入管道的問題。

在本實施例中，行走機構(gòu)采用外小內(nèi)大的輪式機構(gòu)，其中輪子的內(nèi)傾角的曲率半徑與管壁的曲率半徑相同，使其更好地貼合管壁前進，解決了普通輪式或者是履帶式在管道中行走無法完全貼合管壁所造成的不穩(wěn)定問題。

綜上所述，在本實施例中，按照本實施例的城市雨水管道清理機器人，本實施例提供的城市雨水管道清理機器人，本實施例針對雨水管道中的難清理的堵塞物，特別是該堵塞物中有非常硬的水泥塊，也有比較軟的樹根甚至枯枝爛葉和小塑料袋，制作了鋸齒形刀具，該道具安裝在刀盤上，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)，可對較硬的水泥塊進行磨削，也可以對樹根進行刮削，能夠較好的應(yīng)對雨水管道中的復(fù)雜工況，同時也解決只能疏通管道不能去除堵塞物的治標不治本的普通高壓射流方式。

本實施例刀盤采用傾斜面引流結(jié)構(gòu)，并且在刀盤中間部位添加了高速射流裝置，經(jīng)過精準計算制造出來的引流傾斜面能夠較好地把磨屑混合物引流到加速機構(gòu)中，這樣解決了磨屑物排不出去而造成積壓，影響磨屑效果甚至會繳斷刀具的難題。

本實施例采用螺旋式圓筒加速機構(gòu)，根據(jù)內(nèi)筒壁的摩擦粗糙度與旋轉(zhuǎn)速度計算處螺旋圈數(shù)，使流體在最短的加速圓筒中得到最高加速，利用離心力原理，通過加速磨屑混合物使其在高速中甩出去，解決了全自動化去除堵塞物的難題，也避免堵塞物積壓對機器人前進造成的阻礙。

本實施例的排污裝置采用復(fù)合機構(gòu)，它由內(nèi)圈，中間靜止部分和外圈定向排污部分，雙軸承的使用解決如何在高速旋轉(zhuǎn)并且封閉的機構(gòu)中通入管道的問題。

本實施例的行走機構(gòu)采用外小內(nèi)大的輪式機構(gòu)，其中輪子的內(nèi)傾角的曲率半徑與管壁的曲率半徑相同，使其更好地貼合管壁前進，解決了普通輪式或者是履帶式在管道中行走無法完全貼合管壁所造成的不穩(wěn)定問題。

以上所述，僅為本發(fā)明進一步的實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明的保護范圍。