一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及管道清潔裝置，尤其涉及一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人。
【背景技術】
[0002]隨著城市規模的擴大和用水量的不斷增多，城市的生活廢水和工業廢水排放量日趨增長，針對污水輸送以及處理等技術發展的需求也日趨提高。在污水輸送過程中，通常采用管道輸送。經過長時間的使用，污水輸送管道壁上會沉積或黏著一定厚度的污泥，減小輸送管道的橫截面積，從而降低輸送管道的污水輸送量和污水的輸送效率。因此需要進行管道的清淤工作，由于排水管道的管徑越來越大，污水管道清污工作也日益繁重。
[0003]目前下水管網的維護有設備維護和人工下井維護。它們都有各自的缺點和不足:設備維護自動化程度比較低，應用的局限性突出；人工下井維護環境惡劣，安全性較差，危害工人的健康，甚至會危害工人的生命，且效率低下，勞動力成本將會逐漸突出。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人。
[0005]本發明采用的技術方案是:
一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人，包括輪式動力車、機械臂、粉碎機和主控器，機械臂設在輪式動力車的后端，粉碎機設在輪式動力車的前端，粉碎機的出口與輪式動力車設有垃圾容納腔相通，輪式動力車、機械臂和粉碎機分別與主控器電連接；
所述輪式動力車包括四個車輪，每個所述車輪由一車輪步進電機驅動；
所述機械臂包括第一節臂、第二節臂、第三節臂、指臂、節腕齒輪組和二個以上的傳動齒輪組，所述傳動齒輪組包括主動輪、隨動輪和從動輪，主動輪通過隨動輪與從動輪連接，每個所述主動輪由一傳動步進電機驅動；
所述第一節臂的一端通過一旋轉步進電機固定于輪式動力車后端，第一節臂的另一端通過第一傳動齒輪組與第二節臂的一端鉸接，第一傳動齒輪組的主動輪設置于第一節臂的另一端，第一傳動齒輪組的主動輪由第一傳動步進電機驅動，第一傳動齒輪組的從動輪固定在第二節臂的一端上；
第二節臂的另一端通過第二傳動齒輪組與第三節臂的一端鉸接，第二傳動齒輪組的主動輪設置于第二節臂的另一端，第二傳動齒輪組的主動輪由第二傳動步進電機驅動，第二傳動齒輪組的從動輪固定在第三節臂的一端上；
所述第三節臂的另一端通過節腕齒輪組連接指臂；
所述節腕齒輪組包括節腕主動輪、指臂隨動輪、下從動輪、上從動輪和節腕步進電機，節腕主動輪通過一指臂隨動輪與下從動輪連接，節腕主動輪通過二個指臂隨動輪與上從動輪連接，所述節腕主動輪由節腕步進電機驅動，所述節腕步進電機連接主控器；
所述指臂包括上指臂和下指臂，所述節腕主動輪設置在第三節臂的另一端，所述下從動輪固定在下指臂的一端，所述上從動輪固定在上指臂的一端。
[0006]所述管道機器人還包括信息采集裝置，所述的信息采集裝置設置在輪式動力車的前端，信息采集裝置與主控器電連接，信息采集裝置包括攝像頭和探照燈。
[0007]所述輪式動力車的前端兩側安裝有導向輪。
[0008]所述輪式動力車的底盤上安裝水平角度測量傳感器，水平角度測量傳感器連接主控器。
[0009]所述粉碎機包括傳感器、一級粉碎機構和二級粉碎機構，傳感器設在粉碎機進口處，傳感器與主控器連接，一級粉碎機構包括二個對向設置在粉碎機口的初級齒輪刀和二個低速步進電機，所述每個初級齒輪刀均由一個所述低速步進電機驅動，二級粉碎機構包括一次級齒輪刀和一超高速步進電機，次級齒輪刀由該超高速步進電機驅動。
[0010]所述上指臂包括第一指臂和第二指臂，所述下指臂包括第三指臂和第四指臂；第一指臂的一端與節腕齒輪組的下從動輪固定連接，第一指臂另一端通過第三傳動齒輪組與第二指臂的一端鉸接，第三傳動齒輪組的主動輪設置于第一指臂的另一端，第三傳動齒輪組的主動輪由第三傳動步進電機驅動，第三傳動齒輪組的從動輪固定在第二指臂的一端上；第三指臂的一端與節腕齒輪組的上從動輪固定連接，第三指臂另一端通過第四傳動齒輪組與第四指臂的一端鉸接，第四傳動齒輪組的主動輪設置于第三指臂的另一端，第四傳動齒輪組的主動輪由第四傳動步進電機驅動，第四傳動齒輪組的從動輪固定在第四指臂的一端上。
[0011]本發明采用以上技術方案，通過前方信息采集裝置捕捉管道內的視頻影像信息，并及時傳遞給主控器，主控器根據實際需要控制車輪步進電機帶動輪式動力車的運動，并結合旋轉步進電機、傳動步進電機及節腕步進電機控制機械臂抓取垃圾雜物，同時控制粉碎機的低速步進電機和高度步進電機工作，達到清除粉碎管道內垃圾的作用。本發明采用步進電機驅動各個組件，控制方便，并將粉碎機構與機械臂等結合，實現垃圾收集處理一體化。
【附圖說明】
[0012]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細說明；
圖1本發明一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人的結構示意圖；
圖2本發明一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人的俯視圖；
圖3本發明一種帶垃圾粉碎收集功能的管道機器人的攝像裝置的局部示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1-3之一所示，本發明包括輪式動力車1、機械臂2、粉碎機3和主控器(圖中未標示)，機械臂設2在輪式動力車I的后端，粉碎機3設在輪式動力車I的前端，粉碎機3的出口與輪式動力車I設有垃圾容納腔10相通，輪式動力車1、機械臂2和粉碎機3分別與主控器電連接；
所述輪式動力車包括四個車輪11，每個所述車輪由一車輪步進電機12驅動；
所述機械臂包括第一節臂21、第二節臂22、第三節臂23、指臂24、節腕齒輪組和二個以上的傳動齒輪組，所述傳動齒輪組包括主動輪、隨動輪和從動輪，主動輪通過隨動輪與從動輪連接，每個所述主動輪由一傳動步進電機驅動；
所述第一節臂21的一端通過一旋轉步進電機20固定于輪式動力車I后端，第一節臂21的另一端通過第一傳動齒輪組與第二節臂22的一端鉸接，第一傳動齒輪組的主動輪261設置于第一節臂21的另一端，第一傳動齒輪組的主動輪261由第一傳動步進電機13驅動，第一傳動齒輪組的隨動輪262位于第一節臂21與第二節臂22的鉸接中心處，第一傳動齒輪組的從動輪263固定在第二節臂22的一端上；
第二節臂22的另一端通過第二傳動齒輪組與第三節臂23的一端鉸接，第二傳動齒輪組的主動輪271設置于第二節臂22的另一端，第二傳動齒輪組的主動輪271由第二傳動步進電機14驅動，第二傳動齒輪組的隨動輪272位于第二節臂22和第三節臂23的鉸接中心處，第二傳動齒輪組的從動輪273固定在第三節臂23的一端上；
所述第三節臂23的另一端通過節腕齒輪組連接指臂24。
[0014]所述節腕齒輪組包括節腕主動輪281、指臂隨動輪、下從動輪283、上從動輪284和節腕步進電機15，節腕主動輪281通過一指臂隨動輪與下從動輪283連接，節腕主動輪281通過二個指臂隨動輪與上從動輪284連接，所述節腕主動輪281由節腕步進電機15驅動，所述節腕步進電機15連接主控器；
所述指臂24包括上指臂和下指臂，所述節腕主動輪281設置在第三節臂23的另一端，所述下從動輪283固定在下指臂的一端，所述上從動輪284固定在上指臂的一端。
[0015]所述上指臂包括第一指臂243和第二指臂244，所述下指臂包括第三指臂245和第四指臂246 ;第一指臂243的一端與節腕齒輪組的下從動輪283固定連接，第一指臂243另一端通過第三傳動齒輪組與第二指臂244的一端鉸接，第三傳動齒輪組的主動輪291設置于第一指臂243的另一端，第三傳動齒輪組的主動輪291由第三傳動步進電機19驅動，第三傳動齒輪組的從動輪293固定在第二指臂244的一端上；第三指臂245的一端與節腕齒輪組的上從動輪284固定連接，第三指臂245另一端通過第四傳動齒輪組與第四指臂246的一端鉸接，第四傳動齒輪組的主動輪301設置于第三指臂245的另一端，第四傳動齒輪組的隨動輪302設置于第三指臂245的另一端，第四傳動齒輪組的主動輪301由第四傳動步進電機20驅動，第四傳動齒輪組的從動輪303固定在第四指臂246的一端上。
[0016]進一步地，如圖2或圖3所示，所述管道機器人還包括信息采集裝置，所述的信息采集裝置設置在輪式動力車I的前端，信息采集裝置與主控器電連接，信息采集裝置包括攝像頭4和探照燈。進一步地，為了保證攝像角度的寬闊性，避免有遺漏的死角，攝像頭通過一旋轉底座41設置于輪式動力車I前端，旋轉底座41由一攝