管道清淤机器人的研究

排水管网系统是现代化城市不可缺少的基础设施，是城市污水排放和城市排渍、排涝、防洪的骨干工程。随着我国各省级经济和城市建设的快速发展，城市排水系统所暴露出的问题也突显出来。排水不畅，小则影响居民日常生活，严重时会打乱整个城市的正常节奏。城市排水设施不仅是维护城市生态物质代谢功能的重要前提，也是保护城市水质资源和生活环境的重要措施。
排水管道系统常年有污水存在，管壁非常湿滑，而且管道内部空间小，空气流动较慢，可能存在大量易燃、易爆和有毒有害的气体，人工进行清淤不但工作强度大，而且存在较大的危险性威胁，所以，急需能够代替人工进行清淤的机器人。目前，机器人技术的应用十分广泛，但管道清淤方面的机器人还比较少研制与应用。因此，我们此次设计下水管道清淤机器人参考资料较少，除了考虑其在管道中的工作环境和满足工作条件的要求，使其可以在管道中自动的行走，可以用机械设备对其中的杂物和钙化物等进行清理，还将考虑机器人自身的防水、防滑和自适应一定范围管径的要求等一系列的问题。

管道机器人的工作环境由于是在常年有水并有污物存在的地下管道中，所以轮式的行走机构难免出现摩擦力过小打滑的现象，为保证在这种情况下机器人还能够正常工作，打滑纠正机构的研究与设计是十分必要的，并且要求此机构亦能适应不同管径的管道。打滑纠正机构的设计概念就是当机器人车轮出现打滑而无法前进的情况时，控制系统立即启动打滑纠正机构的电机，打滑纠正机构运动，增加与管壁之间的摩擦力，使管道机器人能够继续正常前进工作。在此，打算采用平行四边形压杆压紧机构。此机构的基本组成部分有：电机、联轴器、滚珠丝杠副、压杆、压轮、连杆、支承结构等压紧机构的设计，我初步有两个方案：单压杆压紧，双压杆压紧。单压杆压紧这种结构更简单节约空间，而且丝杠的长度可比双压杆压紧短些，且载体上只需固定一点，体积小。但是，只有一个压杆，压紧效果不如双压杆效果好，甚至达不到压紧要求，且对压杆的要求更严格。所以，单压杆机构不适用。双压杆机构比单压杆结构稍复杂，电机运转带动丝杠转动，丝杠螺母左右直线运动，带动连接压杆的连杆运动，从而压杆绕固定点转动，压轮即可到达不同高度，以适应不同管径的管道压紧。这种结构可达到要求的压紧效果，故采用。