一种下水管道除淤机器人及其除淤方法

本发明涉及一种除淤方法及其装置相关领域，尤其涉及一种下水管道除淤机器人及其除淤方法。

背景技术：

1、目前市面上主流的除淤方法包括高压水射流法、冲刷除淤法、绞车除淤法、通沟机法、管道机器人除淤法等。在暗涵除淤工程中，人工除淤存在着诸多问题，如难度大、效率低、人身安全危险隐患大以及容易造成二次污染等。这些问题难以满足现代工程对安全文明施工的要求。引入除淤机器人后，在很大程度上解决了这些问题。除淤机器人能够高效、可靠地完成管道清理任务，不仅提高了除淤作业的效率，还减少了人员的安全风险和二次污染的可能性。因此，本课题选择除淤机器人法作为除淤方法，以确保工程的安全、高效和环保。通过引入除淤机器人，可以有效提升暗涵除淤工程的施工质量，满足现代工程对安全文明施工的要求，为管道清理作业提供了可靠的技术支持。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种下水管道除淤机器人及其除淤方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种下水管道除淤机器人，包括：前车，以及与前车铰接的后车，前车和后车上均设置有负载传感器，负载传感器用于实时监测负载差值，确保负载差值始终位于(a,b)；

3、前车包括：行走机构，设置于行走机构中间的水箱，以及设置于行走机构一侧的车铲；车铲内部开设有若干用于吸取淤积物的吸取孔；行走机构顶部还设置有机械臂；

4、后车包括：收集箱，设置于收集箱内的输出泵，以及与输出泵连接的输出管；输出管与水箱连通。

5、本发明一个较佳实施例中，机械臂包括若干伺服电机和连接杆，若干伺服电机和连接杆连接设置，机械臂用于对下水管道内壁淤积物进行冲击，使之脱离。

6、本发明一个较佳实施例中，行走机构包括若干滚轮、履带以及驱动电机，若干滚轮和履带啮合，驱动电机与滚轮固定连接；行走机构对称设置有两个，分别设置于水箱两侧。

7、本发明一个较佳实施例中，水箱包括箱体、设置于箱体底部的水泵以及与水泵连接的出水管；出水管贯穿机械臂。

8、本发明一个较佳实施例中，车铲整体类似于等腰三角形设置，吸取孔均垂直于车铲的其中一条边设置。

9、本发明一个较佳实施例中，前车还包括检测摄像头，检测摄像头固定连接于水箱顶部。

10、本发明一个较佳实施例中，收集箱中间位置处设置有过滤槽，过滤槽的体积为收集箱的体积的2/3，过滤槽内设置有淤积泵。

11、一种下水管道除淤方法，基于下水管道除淤机器人的除淤方法，包括以下步骤：

12、s1：在水箱与收集箱中均加入水，使得前车和后车负载差值不超过负载差值范围；

13、s2：除淤机器人驶入下水管道，水箱与收集箱内的水通过机械臂对下水管道内壁进行冲洗；

14、s3：在s2冲洗过程中，除淤机器人持续驶入下水管道，后车通过吸取孔对淤积物进行吸取；

15、s4：在s2冲洗过程中，负载传感器实时监测负载差值，并将所检测的数据传输至负载调配器，负载调配器对负载进行调配。

16、本发明一个较佳实施例中，在s2和s3中，冲洗过程和吸取过程，前车和后车负载差值始终维持动态平衡状态。

17、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

18、(1)本发明为一种下水管道除淤机器人及其除淤方法，通过摄像头检测对下水管道的淤积物进行识别，并使用前车内水进行冲洗，同时将淤积物抽吸至后车，在冲洗抽吸的过程中维持机器人的动态平衡，相较于现有技术，本申请通过机器人内部的水流循环进行负载调配，维持机器人的动态平衡，提高了除淤机器人在圆环形管道内的动态平衡，从而提高了工作效率。

19、(2)本发明为一种下水管道除淤机器人及其除淤方法，通过前车和后车的负载调节，使得机器人能够在工作过程中自动维持前后车之间的负载平衡。当前车排放水而减轻重量，后车收集淤积物而增加重量时，负载调控装置会启动，调整负载分配，确保前后车的重量差值保持在设定的范围(20,60)内，这种设计显著提高了机器人在管道中的稳定性和工作效率。

技术特征：

1.一种下水管道除淤机器人，包括：前车，以及与所述前车铰接的后车，其特征在于，所述前车和后车上均设置有负载传感器，所述负载传感器用于实时监测负载差值，确保负载差值始终位于(a，b)，其中a为负载差值下限，b为负载差值上限，b-a的值为35-45kg；

2.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述机械臂包括若干伺服电机、连接杆以及机械爪，所述连接杆依次转动连接，所述伺服电机设置于若干所述连接杆连接处，并对所述连接杆进行传动，所述机械臂用于对下水管道内壁淤积物进行冲击，使之脱离。

3.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述行走机构包括若干滚轮、履带以及驱动电机，若干所述滚轮和所述履带啮合，所述驱动电机与所述滚轮固定连接；所述行走机构对称设置有两个，分别设置于所述水箱两侧。

4.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述水箱包括箱体、设置于所述箱体底部的水泵以及与所述水泵连接的出水管；所述出水管贯穿机械臂。

5.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述车铲整体类似于等腰三角形设置，所述吸取孔均垂直于车铲的其中一条边设置。

6.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述前车还包括检测摄像头，所述检测摄像头固定连接于所述水箱顶部。

7.根据权利要求1所述的一种下水管道除淤机器人，其特征在于：所述收集箱中间位置处设置有过滤槽，所述过滤槽的体积为所述收集箱的体积的2/3，所述过滤槽内设置有淤积泵。

8.一种下水管道除淤方法，基于权利要求1-6所述的下水管道除淤机器人的除淤方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种下水管道除淤方法，其特征在于：在所述s2和所述s3中，所述冲洗过程和所述吸取过程，前车和后车负载差值始终维持动态平衡状态。

技术总结本发明公开了一种下水管道除淤机器人及其除淤方法，包括：前车，以及与前车铰接的后车，前车和后车上均设置有负载传感器，负载传感器用于实时监测负载差值；前车包括：行走机构，设置于行走机构中间的水箱，以及设置于行走机构一侧的车铲；车铲内部开设有若干用于吸取淤积物的吸取孔；行走机构顶部还设置有机械臂；后车包括：收集箱，设置于收集箱内的输出泵，以及与输出泵连接的输出管；输出管与水箱连通；以此提高了除淤机器人在圆环形管道内的动态平衡，从而提高了工作效率。技术研发人员：陈小岗,刘登峰,韦文煜,韩雨衫,刘盛涛,顾宇航受保护的技术使用者：淮阴工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5