管道清理装置的制作方法

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1.本公开涉及管道清理装置技术领域，具体地，涉及一种管道清理装置。

背景技术：

2.目前锅炉集箱检测方案主要是内窥镜检测。通过集箱手孔，将内窥镜放入集箱内部进行检测。手孔的尺寸一般为直径80-120mm，内窥镜包括镜头、照明灯、收放线缆盘、监视器组成。集箱内部没有光源，内窥镜头部有照明灯，提供照明。内窥镜的线缆比较硬，在集箱内部的运动方向相对单一，主要沿着集箱方向移动，查看和检测的轨迹和角度受限。发现异物后，确定异常点的位置，对异常点进行管路切割，人工异物清理，清理完成后焊接恢复管路。异物一般包括焊渣焊瘤、焊条头、脱落的氧化皮、饼状氧化团、脱落的螺栓等。目前的处理方案，必须在停机后进行内窥镜检查，较大的异物，需要切割管路，集箱一般位于锅炉是上方，施工较为不便，施工难度大，维修周期长，费时费力。

技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种管道清理装置，该管道清理装置能够至少部分的解决相关技术中存在的技术问题。
4.为了实现上述目的，本公开提一种管道清理装置，所述清理装置包括：
5.装置主体；
6.行走组件，安装在所述装置主体两侧的侧壁上；
7.第一动力组件，安装在所述装置主体上并用于为所述行走组件提供驱动力；
8.清洁组件，包括夹爪和机械臂，其中，所述机械臂一端可转动地安装在所述装置主体的顶盖上，另一端连接所述夹爪，其中，所述机械臂包括多个依次可转动连接的支架，和固定在相邻两个所述支架中的一者并用于驱动另一者转动的第一舵机，所述夹爪安装在位于末端的支架上，所述机械臂通过位于根部的支架可转动地安装在所述装置主体的顶盖上；
9.第二动力组件，安装在所述装置主体上并用于为所述机械臂相对于所述装置主体的转动提供驱动力；以及
10.摄像组件，安装在末端的支架上且靠近所述夹爪设置。
11.可选地，相邻两个所述支架的相对转动方向与所述机械臂相对于所述顶盖的转动方向异面。
12.可选地，所述清理装置包括基座，所述基座用于将位于根部的所述支架安装到所述顶盖，所述基座构造为圆形板面结构，所述顶盖开设有供所述基座沿轴向方向嵌入的安装孔，所述安装孔的内径不小于所述基座的外径，所述第二动力组件包括容纳在所述装置主体内部的第二舵机，所述第二舵机连接于所述基座，以使所述基座在所述第二舵机的驱动下，带动所述机械臂相对于所述顶盖转动。
13.可选地，所述摄像组件包括可转动地连接在在所述支架上的镜头支座、固定在所
述镜头支座上的摄像头以及驱动所述镜头支座转动的驱动器。
14.可选地，所述摄像组件还包括安装在所述摄像头两侧的照明模块。
15.可选地，所述机械臂的末端的所述支架上设置有第三舵机，所述夹爪包括两个抓取杆，所述抓取杆的一端设置有齿轮，另一端用于抓取物品，两个所述齿轮相啮合，且其中的一者同轴固定到所述第三舵机的输出轴，另一者通过中心轴可转动地连接到所述支架上。
16.可选地，所述机械臂的位于中间位置的所述支架包括容纳部和从所述容纳部延伸出的叉臂部，所述第一舵机容纳在所述容纳部中，所述叉臂部架设并可转动地连接在相邻所述支架的容纳部的两侧，所述第一舵机的输出轴穿出所述容纳部，以连接到相邻所述支架的所述叉臂部上。
17.可选地，所述清理装置还包括控制组件，所述控制组件包括：
18.主控制板，设置在所述装置主体中，所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述摄像组件以及所述清洁组件分别与所述主控制板电连接；
19.电源驱动器，设置在所述装置主体中，用于为所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述摄像组件以及所述清洁组件供电。
20.可选地，所述清理装置还包括设置在所述装置主体的后方的控制线缆，所述控制线缆的一端与所述主控制板电连接，另一端用于与外部电路电连接。
21.可选地，所述行走组件包括通过车轴连接到所述侧壁的行走轮，所述第二动力组件包括电机，所述车轴连接到所述电机的输出端，其中，所述装置主体的两侧分别设置有至少两个所述行走轮，且两侧的所述行走轮对称设置。
22.可选地，所述侧壁开设有通孔，所述通孔中安装有轴承座以及安装到轴承座中的轴承，所述车轴被所述轴承支撑，所述轴承座的位于所述轴承两端的位置设置有防护油封。
23.可选地，所述清理装置还包括设置在所述装置主体底部用于检测所述清理装置水平状态的倾角传感器。
24.可选地，所述清理装置还包括设置在所述装置主体底部的惯性导航和位移传感器。
25.可选地，所述装置主体的后方设置有能够将所述清理装置拉出到所述管道外侧的牵引组件。
26.通过上述技术方案，本公开提供的管道清理装置，在使用时，首先通过第一动力组件驱动行走组件，使清理装置在管道中移动，行进过程中摄像组件对管道内部信息进行采集，以获取异物位置，待发现异物时，第二动力组件驱动机械臂朝靠近异物的方向转动，第一舵机驱动支架转动，以使得夹爪移动到异物的位置，然后对异物进行夹取清理。有效地提高了对管道例如锅炉管道内清理的效率，能够对异物进行精准的抓取，实现了清理和巡检的一体化，降低了人工成本和维修成本，解决了相关技术中对于集箱管道清理工作费时费力的问题。
27.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
28.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具
体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
29.图1是本公开示例性实施方式提供的管道清理装置的结构示意图；
30.图2是本公开示例性实施方式提供的管道清理装置的侧视图；
31.图3是本公开示例性实施方式提供的管道清理装置的局部结构示意图。
32.附图标记说明
33.10-装置主体；11-顶盖；12-侧壁；20-第二动力组件；20a-第二舵机；30-行走组件；31-行走轮；32-车轴；40-清洁组件；41-夹爪；41a-抓取杆；41b-齿轮；42-机械臂；42a-支架；42a'-容纳部；42a"-叉臂部；42b-第一舵机；42c-第三舵机；50-摄像组件；51-镜头支座；52-摄像头；60-基座；70-控制线缆。
具体实施方式
34.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
35.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的；使用的方位词如“上”“下”“顶”“底”是基于图2定义的。本公开中所使用的术语如“第一”“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。
36.参照图1-图3，本公开提供了一种管道清理装置，该清理装置可以包括装置主体10、第一动力组件、第二动力组件20、行走组件30以及清洁组件40和摄像组件50。其中，行走组件30可以安装在装置主体10两侧的侧壁12上，第一动力组件可以安装在装置主体10上，并可以用于为行走组件30提供驱动力，驱动清理装置在管道内行走。清洁组件40可以包括夹爪41和机械臂42。其中，机械臂42的一端可以可转动地安装在装置主体10的顶盖11上，第二动力组件20可以安装在装置主体10上，可以用于为机械臂42相对于装置主体10的转动提供驱动力，机械臂42的另一端可以连接于夹爪41，以调整夹爪41的夹取位置。其中，机械臂42可以包括支架42a和第一舵机42b。支架42a的数量可以为多个，这里需要说明的是本公开对支架42a的数量不做限定，支架42a的数量可以根据具体的需求适应性调整，多个支架42a可以依次可转动的连接，以使得夹爪41能够具有不同的夹取方向。第一舵机42b可以固定在相邻两个支架42a中的一者并用于驱动另一者转动，以使得支架42a的转动方向能够被第一舵机42b调节和控制，使得支架42a可以根据需求进行转动调节。夹爪41可以安装在末端的支架42a上，机械臂42通过位于根部的支架42a可转动地安装在装置主体10的顶盖11上使得夹爪41可以通过多个支架42a的转动角度具有较大的调节范围，进而提高清洁装置的通用性。摄像组件50可以用于采集管道内的图像以检测异物位置，在本公开提供的实施例中，摄像组件50可以安装在末端的支架42a上，使得摄像组件50具有较大的拍摄范围，同时摄像组件50可以靠近夹爪41设置，以使得摄像组件50拍摄角度与夹爪41的移动角度相匹配，以实时监控夹爪41的工作状态。
37.通过上述技术方案，本公开提供的管道清理装置在使用时，首先通过第一动力组件驱动行走组件30，使清理装置在管道中移动，行进过程中摄像组件50对管道内部信息进行采集，以获取异物位置，待发现异物时，第二动力组件驱动机械臂42朝靠近异物的方向转动，第一舵机42b驱动支架42a转动，以使得夹爪41移动到异物的位置，然后对异物进行夹取
清理。有效地提高了对管道例如锅炉管道内清理的效率，能够对异物进行精准的抓取，实现了清理和巡检的一体化，降低了人工成本和维修成本，解决了相关技术中对于集箱管道清理工作费时费力的问题。
38.参照图1-图3，相邻两个支架42a的相对转动方向与机械臂42相对于顶盖11的转动方向异面。根据本公开提供的一些实施例，参照图2，机械臂42可以朝垂直纸面向内或向外的方向转动，第一舵机42b可以驱动支架42a朝纸面向左右或上下的方向移动，这样，由此可以使得夹爪41具有较大的夹取范围，有效地提高了使得清理装置的通用性和对异物的清理效果，保证清理装置能够满足使用需求。
39.参照图1-图3，清理装置可以包括基座60，基座60可以用于将位于机械臂42根部的支架42a安装到顶盖11上，根据本公开提供的一些实施例，支架42a可以与顶盖11通过螺栓紧固件可拆卸地连接，保证机械臂42与基座60之间的连接强度，同时便于机械臂42和基座60的检修维护。基座60可以构造为圆形板面结构，顶盖11可以开设有供基座60沿轴向方向嵌入的安装孔，使得基座60可以朝如图2所示的垂直纸面向内或向外的方向转动360
°
，且可以不论在基座60转动时还是非工作状态，均不会沿轴向方向凸出于顶盖11，从而使得基座60和机械臂42的安装不需要占用额外的空间，提高了空间利用率，使部件之间的布局更加结构、整体性更强，进而减小了整个清理装置对管道内空间占用，从而可以保证清理装置在管道内能够更加灵活的运动。安装孔的内径可以不小于基座60的外径，以使基座60能够转动。第二动力组件20可以包括容纳在装置主体10内部的第二舵机20a，第二舵机20a可以连接于基座60，以使基座60在第二舵机20a的驱动下，带动机械臂42相对于顶盖11转动，一方面能够保证第二舵机20a对基座60的驱动效果，另一方面通过将第二舵机20a容纳在装置主体10内部，有效地提高了空间利用率，使得部件之间布局更加紧凑整体性更强。
40.参照图1和图3，摄像组件50可以包括镜头支座51和摄像头52和驱动器。摄像头52固定在镜头支座51上，驱动器可以驱动镜头支座51可转动地连接在在支架42a，根据本公开提供的一些实施例，镜头支座51可以在一个平面内转动或者通过万向节等实现万向转动，使得摄像头52能够多角度拍摄锅炉管道内的画面。
41.进一步地，根据本公开提供的一些实施例，摄像组件50还可以包括安装在摄像头52两侧的照明模块，以使得摄像头52在昏暗的环境下能够拍摄出较为清晰的图像，使得清理装置能够适应不同的夹取环境，同时，也可以确保夹爪41夹取异物的精准度。
42.参照图1和图3，机械臂42的末端的支架42a上可以设置有第三舵机42c，夹爪41可以包括两个抓取杆41a，抓取杆41a的一端可以设置有齿轮41b，另一端可以用于抓取物品，两个齿轮41b可以相啮合，这样可以通过两个齿轮的相对运动，使得两个抓取杆41a的抓取物品的一端能够相互靠近或远离，进而抓取物品并释放。根据本公开提供的一些实施例，两个抓取杆41a其中的一者可以同轴固定到第三舵机42c的输出轴上，另一者通过中心轴可转动地连接到支架42a上，以使得第三舵机42c能够根据使用需求控制两个抓取杆41a的转动角度，进而保证清理装置对异物的清理效果。
43.参照图1和图3，机械臂42的位于中间位置的支架42a可以包括容纳部42a'和从容纳部42a'延伸出的叉臂部42a"。支架42a可以为一体成型结构，使得支架42a具有较强的稳定性。第一舵机42b可以容纳在容纳部42a'中，能够减小对空间的占用，使得部件之间更加紧凑，叉臂部42a"可以架设并可转动地连接在相邻支架42a的容纳部42a'的两侧，第一舵机
42b的输出轴穿出容纳部42a'，以连接到相邻支架42a的叉臂部42a"上，使得第一舵机42b靠近叉臂部42a"设置，能够保证第一舵机42b对支架42a的驱动效果，同时叉臂部42a"和容纳部42a'可以构造为包围结构，保证了第一舵机42b安装位置的可靠性，确保第一舵机42b驱动支架42a转动过程的稳定性，进而保证清理装置对异物的清理效果。
44.类似地，机械臂42中位于根部的支架42a可以具有容纳部42a'，但不具有叉臂部42a"，位于末端的支架可以具有叉臂部42a"，但不具有容纳部42a'。
45.根据本公开提供的一些实施例，清理装置还可以包括控制组件，控制组件可以包括设置在装置主体10中的主控制板和电源驱动器。第一动力组件、第二动力组件20、摄像组件50以及清洁组件40可以分别与主控制板电连接，主控制板可以根据清理装置的使用环境，异物位置等信息对第一动力组件、第二动力组件20、摄像组件50以及清洁组件40进行相应的调控，实现清理装置的远程控制，便于异物的清理夹取，降低了工作人员的工作难度。电源驱动器可以用于为第一动力组件、第二动力组件20、摄像组件50以及清洁组件40供电。
46.进一步地，参照图1和图3，清理装置还包括设置在装置主体10的后方的控制线缆70，控制线缆70的一端与主控制板电连接，另一端用于与外部电路电连接，以用于数据传输或通电。根据本公开提供的一些实施例，控制线缆70可以为七孔航空插头，外部电路可以为图像智能分析装置，控制线缆70可以连接图像智能分析装置的图像传输信号线，以向外传输摄像组件上获取的图像图信号，进行实时记录，方便后期进行异物及缺陷分析，便于后续开展预防工作，通过对管道内的视频和照片的进一步处理、分析，做到预防早于发生，提前发现问题。外部电路还可以包括taj1050模块，控制线缆70可以连接can总线，以提高信号传输距离和速度。
47.参照图1和图3，根据本公开提供的一些实施例，行走组件30可以包括行走轮31和车轴32。行走轮31可以通过车轴32连接到侧壁12上，第二动力组件20可以包括电机，车轴32可以连接到电机的输出端，其中，装置主体10的两侧分别设置有至少两个行走轮31，且两侧的行走轮31对称设置。根据本公开提供的一些实施例，装置主体10的两侧可以分别对称设置有两个行走轮31，可以保证清理装置能够稳定地在管道内行进，需要说明的是，在其他实施例中，行走轮31的数量例如可以为6个或8个等，本公开提供的行走轮31可以根据具体的需求适应性调整。
48.进一步地，侧壁12可以开设有通孔，通孔中可以安装有轴承座以及安装到轴承座中的轴承，车轴32可以被轴承支撑，通过设置轴承减小了车轴32和行走轮31之间的摩擦，使得行走轮31的转动更加顺畅，保证清理装置运动过程的稳定性。轴承座的位于轴承两端的位置可以设置有防护油封，有效地提高了行走组件30的可靠性。
49.根据本公开提供的一些实施例，清理装置还可以包括设置在装置主体10底部用于检测清理装置水平状态的倾角传感器，使得工作人员能够根据传感器数据获得机器人在管道内的姿态数据，确保清理工作的稳定进行。
50.根据本公开提供的一些实施例，清理装置还可以包括设置在装置主体底部的惯性导航和位移传感器，以用于获取清理装置的运动参数，例如可以通过惯性导航获取清理装置的运动速度，通过可以位移传感器获取清理装置在管道中的位置，当上述摄像组件50发现异物时，惯性导航和位移传感器可以记录清理装置的当前位置。
51.根据本公开提供的一些实施例，清理装置主体10的后方可以设置有能够将清理装
置拉出到管道外侧的牵引组件。牵引组件可以包括安装在装置主体10末端的拉环和能够与拉环配合的牵引绳，以在清理装置出故障时或清理完成时将清理装置从管道拉出。
52.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
53.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
54.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

技术特征：

1.一种管道清理装置，其特征在于，所述清理装置包括：装置主体；行走组件，安装在所述装置主体两侧的侧壁上；第一动力组件，安装在所述装置主体上并用于为所述行走组件提供驱动力；清洁组件，包括夹爪和机械臂，其中，所述机械臂包括多个依次可转动连接的支架，和固定在相邻两个所述支架中的一者并用于驱动另一者转动的第一舵机，所述夹爪安装在位于末端的支架上，所述机械臂通过位于根部的支架可转动地安装在所述装置主体的顶盖上；第二动力组件，安装在所述装置主体上并用于为所述机械臂相对于所述装置主体的转动提供驱动力；以及摄像组件，安装在末端的支架上且靠近所述夹爪设置。2.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，相邻两个所述支架的相对转动方向与所述机械臂相对于所述顶盖的转动方向异面。3.根据权利要求1或2所述的管道清理装置，其特征在于，所述清理装置包括基座，所述基座用于将位于根部的所述支架安装到所述顶盖，所述基座构造为圆形板面结构，所述顶盖开设有供所述基座沿轴向方向嵌入的安装孔，所述安装孔的内径不小于所述基座的外径，所述第二动力组件包括容纳在所述装置主体内部的第二舵机，所述第二舵机连接于所述基座，以使所述基座在所述第二舵机的驱动下，带动所述机械臂相对于所述顶盖转动。4.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述摄像组件包括可转动地连接在在所述支架上的镜头支座、固定在所述镜头支座上的摄像头以及驱动所述镜头支座转动的驱动器。5.根据权利要求4所述的管道清理装置，其特征在于，所述摄像组件还包括安装在所述摄像头两侧的照明模块。6.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述机械臂的末端的所述支架上设置有第三舵机，所述夹爪包括两个抓取杆，所述抓取杆的一端设置有齿轮，另一端用于抓取物品，两个所述齿轮相啮合，且其中的一者同轴固定到所述第三舵机的输出轴，另一者通过中心轴可转动地连接到所述支架上。7.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述机械臂的位于中间位置的所述支架包括容纳部和从所述容纳部延伸出的叉臂部，所述第一舵机容纳在所述容纳部中，所述叉臂部架设并可转动地连接在相邻所述支架的容纳部的两侧，所述第一舵机的输出轴穿出所述容纳部，以连接到相邻所述支架的所述叉臂部上。8.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括控制组件，所述控制组件包括：主控制板，设置在所述装置主体中，所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述摄像组件以及所述清洁组件分别与所述主控制板电连接；电源驱动器，设置在所述装置主体中，用于为所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述摄像组件以及所述清洁组件供电。9.根据权利要求8所述的管道清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括设置在所述
装置主体的后方的控制线缆，所述控制线缆的一端与所述主控制板电连接，另一端用于与外部电路电连接。10.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述行走组件包括通过车轴连接到所述侧壁的行走轮，所述第二动力组件包括电机，所述车轴连接到所述电机的输出端，其中，所述装置主体的两侧分别设置有至少两个所述行走轮，且两侧的所述行走轮对称设置。11.根据权利要求10所述的管道清理装置，其特征在于，所述侧壁开设有通孔，所述通孔中安装有轴承座以及安装到轴承座中的轴承，所述车轴被所述轴承支撑，所述轴承座的位于所述轴承两端的位置设置有防护油封。12.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括设置在所述装置主体底部用于检测所述清理装置水平状态的倾角传感器。13.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括设置在所述装置主体底部的惯性导航和位移传感器。14.根据权利要求1所述的管道清理装置，其特征在于，所述装置主体的后方设置有能够将所述清理装置拉出到所述管道外侧的牵引组件。

技术总结

本公开涉及一种管道清理装置，清理装置包括：装置主体；行走组件，安装在装置主体两侧的侧壁上；第一动力组件，安装在装置主体上并用于为行走组件提供驱动力；清洁组件，包括夹爪和机械臂，其中，机械臂一端可转动地安装在装置主体的顶盖上，另一端连接夹爪，其中，机械臂包括多个依次可转动连接的支架，和固定在相邻两个支架中的一者并用于驱动另一者转动的第一舵机，夹爪安装在位于末端的支架上，机械臂通过位于根部的支架可转动地安装在装置主体的顶盖上；第二动力组件，安装在装置主体上并用于为机械臂相对于装置主体的转动提供驱动力；以及摄像组件，安装在末端的支架上且靠近夹爪设置。夹爪设置。夹爪设置。