基本信息
- 项目名称：
- 管道清洁小车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 此小车主要用于中央空调、化工、烟囱、钢铁、制药、生物等领域的密闭管道清洁工作。其主要特点是采用纯机械装置控制小车自动转向，能够在转弯角度不定的矩形等复杂管道中自动行驶。小车结构简单，操作轻便，成本低廉。 此小车利用四杆机构原理实现自动转向。当小车前进方向受阻时，撞击杆顶到管壁后通过两个连杆推动两侧的导向杆张开，一侧的导杆触及管壁后将小车推向另一侧，实现自动转向。
- 详细介绍：
- 由于环境、安全、容积狭小等多方面的原因，管道清洗一直是各项清洗、保洁工作的难点。专业化的管道清洗需要由远程控制机器人来完成，它的成本高，不利于推广普及。远程控制机器人如采用无线控制易受到金属屏蔽、信号干扰等问题的影响；如采用有线控制，则易造成导线卡住而影响其正常使用。本管道清洁小车在遇到障碍物时能自动转向，其自动转向采用纯机械控制原理，可较好地解决远程控制机器人的缺点，且成本低廉，具有广泛推广的价值。 本小车以前万向轮作为转向轮，以两后轮作为驱动轮，后轮及清洗机由蓄电池供电的直流电机驱动。撞击杆、左右连杆、左右导向杆之间通过铰链连接，左右连杆、左右导向杆组成四杆机构。当它直线行驶时，左、右导向杆受力是相等的，小车直线行驶不转向；当遇到弯曲道路时，撞击杆触及管壁后，通过连杆推动左、右导向杆向两侧张开；当需向左转向时，右导向杆会触及管壁，使左、右导向杆所受力不相等，右导向杆所受力大，推动小车向左转向；反之，则向右转向。其核心技术主要有三点：①撞击杆遇到障碍物时能克服弹簧弹力自动退后，使左、右导向杆张开，利用左、右导向杆受力不相等来实现自动转向；②撞击杆通过弹簧自动回位，左、右连杆与导向杆形成的四杆机构均匀、对称的向两侧伸展，可自动适应不同宽度的管道；③撞击杆、导向杆的前端都装有滚动轴承，将滑动摩擦变成滚动摩擦，减小了摩擦阻力，降低了磨损及功率消耗。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明的目的：此管道清洁小车主要用于中央空调、化工、烟囱、钢铁、制药、生物等领域的密闭管道清洁工作。 基本思路：利用纯机械结构实现自动转向功能，避免无线控制易受到金属屏蔽干扰的缺陷；避免有线控制易造成导线卡住而影响正常工作的问题。 创新点：此小车利用四杆机构原理实现自动转向。当小车前进方向受阻时，撞击杆顶到管壁后通过两个连杆推动两侧的导向杆张开，一侧的导杆触及管壁后将小车推向另一侧，实现自动转向。 技术关键：①撞击杆遇到障碍物时能克服弹簧弹力自动退后，使左、右导向杆张开，利用左、右导向杆受力不相等来实现自动转向；②撞击杆通过弹簧自动回位，左、右连杆与导向杆形成的四杆机构均匀、对称的向两侧伸展，可自动适应不同宽度的管道；③撞击杆、导向杆的前端都装有滚动轴承，将滑动摩擦变成滚动摩擦，减小了摩擦阻力，降低了磨损及功率消耗。
科学性、先进性
- 由于环境、安全、容积狭小等多方面的原因，管道清洗一直是各项清洗、保洁工作的难点。专业化的管道清洗需要由远程控制机器人来完成，它的成本高，不利于推广普及。远程控制机器人如采用无线控制易受到金属屏蔽、信号干扰等问题的影响；如采用有线控制，则易造成导线卡住而影响其正常使用。此管道清洁小车采用纯机械控制原理实现自动转向。它主要可用于中央空调、化工、烟囱、钢铁、制药、生物等领域的管道清洁工作，具有成本较低，非常实用的推广价值，其经济效益、社会效益、应用前景都较好。 该项技术还可应用到矿山、地震、核污染的救援、食品输送工作；也可用于考古、军事侦察、野外科普考察、爆破等方面；该技术还可应用到汽车安全技术方面，如将该装置布置到汽车的顶部，当汽车遭受正面及侧面碰撞时，汽车能自动转向，可减轻或避免汽车及人受到的伤害。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年9月参加中国发明协会、中国知识产权研究会、中国高等职业技术教育研究会组织的第四届全国高职高专“发明杯”大学生创新创业大赛，获“制作类”金奖。
作品所处阶段
- 完成模型制作。该项技术已获得专利授权批准，正处于专利推广与转让阶段。
技术转让方式
- 转让或技术入股。
作品可展示的形式
- 模型实物在模拟的管道中现场演示。模型实物、图片、视频展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本小车以前万向轮作为转向轮，以两后轮作为驱动轮，后轮及清洗机由蓄电池供电的直流电机驱动。撞击杆、左右连杆、左右导向杆之间通过铰链连接，左右连杆、左右导向杆组成四杆机构。当它直线行驶时，左、右导向杆受力是相等的，小车直线行驶不转向；当遇到弯曲道路时，撞击杆触及管壁后，通过连杆推动左、右导向杆向两侧张开；当需向左转向时，右导向杆会触及管壁，使左、右导向杆所受力不相等，右导向杆所受力大，推动小车向左转向；反之，则向右转向。 管道清洁小车主要用于中央空调、化工、烟囱、钢铁、制药、生物等领域的密闭管道清洁工作，成本较低，具有非常实用的推广价值，其经济效益、社会效益、应用前景都较好。 该项技术还可应用到矿山、地震、核污染的救援、食品输送工作；也可用于考古、军事侦察、野外科普考察、爆破等方面；还可应用到汽车安全技术方面，如将该装置布置到汽车的顶部，当汽车遭受正面及侧面碰撞时，汽车能自动转向，可减轻或避免汽车及人受到的伤害。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外的智能机器人广泛应用于探险、爆破、军事等用途，其共同特点是大量采用无线传感、微电子技术。它的制造成本高，难以在日常生活中得到广泛推广和应用；在一些特定场合或地点，由于无线信号具有易屏蔽或干扰的特点，也限制了它的使用范围。本管道清洁小车在遇到障碍物时能自动转向，其自动转向采用纯机械控制原理，避免了无线电控制的缺点。它既可用于中央空调、化工、烟囱、钢铁、制药、生物等领域的管道清洁工作，也可用于军事、爆破、探险等特定场合。其自动转向原理还可应用到汽车安全技术方面，如将该装置布置到汽车的顶部，当汽车遭受正面及侧面碰撞时，汽车能自动转向，可减轻或避免汽车及人受到的伤害。 总之，该项技术制作成本较低，具有非常实用的推广价值，其经济效益、社会效益、应用前景都较好。如能在相关领域进行扩展、应用，也将取得较好的社会效益及经济效益。 目前尚未有利用纯机械原理控制自动转向的清洁设备。
