本发明涉及管道清淤机器人，特别是涉及一种管道清淤机器人。
背景技术：
1、首先，珠三角是冲刷平原地带，地基比较软，顶管机头比较重，在顶管铺管的过程当中，还存在一个起伏的过程，因为维护井的位置是固定的，维护井和维护井之间的地下管道往往是不平整的，比如弧线状、凹凸不平状，这些弧底或凹底具备先天性的淤积条件，淤积产生就会使管径的过水断面减少，需要定期进行清理和维护。
2、其次，国内的污水管道只有一条主干管，没有备用管，没有备用管的话，铺设管道时，用顶管设备用整个机头进行顶管铺管道，大型管道都是顶管的顶管的坡度是大概是5度一直往下走，导致管道与管道之间或多或少都存在一定的先天性的连接错位，容易形成错口淤积。
3、还有，地下管道铺设以后并非是静止不变的，它会随着地质环境的变化而变化，经久使用后，管道自然下沉也是经常发生，它会导致接口与接口的脱节容易形成错位淤积。污水管道参考施工环境的地下水海平面标高，如果污水高于海平面的话，污水往地下走就污染地下水源；如果污水低于于海平面，地下水就会往管道走导致地下水倒灌管道。
4、有鉴于此，对于管道的定期维护尤其重要，如图1所示，在城市交通要道铺设有地下管道，比如用于排污，如某段地下管道发生积淤，比如2号井到3号井段为清淤作业段，常规的作业方式是潜水员下井，供氧泵为潜水员提供氧气，在2号井底一侧，3号井底一侧分别在管道内加塞封堵气囊，然后用大流量污水渣浆泵/抽水泵将管道内的积水即抽作业段的水抽走或引到其他地方，比如引到1号井桥接过水，等水抽完了再下井进行清淤作业。
5、传统的工艺是操作员下井，操作高压水枪和吸淤头抵达积淤处，地面的吸淤车打开真空泵和高压水泵，真空泵连接吸淤管，高压水泵连接高压水枪，吸淤管连接吸淤头，控制高压水枪在前面冲击积淤处将其冲散冲稀为淤泥，操作员控制吸淤头插入淤泥中，操控吸淤头吸-抬-吸-抬循环往复，以减少输送阻力。首先，由于需操作员进到地下管道进行作业，管道内空气环境极差，还可能存在有害易燃中毒气体、且存在坍塌的可能性，这些不良环境因素极度影响人身安全；其次，由于真空泵的吸污力度有定额的，负载的增加，会导致介质在清淤管内的流速变慢，就会导致比重较大的介质在清淤管内沉淀，加大输送阻力，人工作业存在节奏把控不规律的情形，比如，某次吸泥动作过长将导致吸淤管某一段介质单位体积饱满，介质在管道内的横向输送阻力加大，介质输送缓慢，有限的吸污力度很难支持吸淤管长距离作业；最后，介质从井底到井口的垂直输送难度更大，经常会在这一段无法顺利上升；一旦吸淤不顺畅，就需要对清淤管进行清理，传统工艺在清淤过程中经常堵塞吸淤管的情形发生，需要人工先清理清淤管再继续作业，拖慢清淤进度。
技术实现思路
1、本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种管道清淤机器人以及清堵控流多级助推的清淤装置。本发明，在清淤过程中，兼具清除吸淤管堵塞、助推介质往地面输送以及控制介质在吸淤管内的流量，降低介质在吸淤管内的输送阻力，提高输送速度，也解决了介质在维护井垂直输送段的垂直输送问题。
2、本发明的上述目的通过如下技术手段实现：
3、一种地下管道清淤机器人，包括能够行驶于地下管道的机器人，所述机器人受控于控制台，
4、机器人连接有吸淤管2a和高压气管2c，所述吸淤管2a连接有真空泵2b，所述高压气管2c连接有高压空气泵2d；
5、机器人还设有吸淤头1和中空的空气发生器3，空气发生器3连接所述高压气管2c；
6、机器人还设有清堵控流助推器4，清堵控流助推器4从左至右包括相互连接的前阀41、所述空气发生器3以及后阀42，前阀41连接所述吸淤头1，后阀42连接所述吸淤管2a；
7、空气发生器3设有若干个吹向所述后阀42的气流喷射孔34；
8、所述控制台控制所述真空泵2b、高压空气泵2d的启闭，所述前阀41以及后阀42皆受控于所述控制台。
9、可选的，前阀41通过连接管43连接所述吸淤头1，后阀42通过连接管43连接所述吸淤管2a。
10、进一步的，所述空气发生器3由外管和内部的导风件31组成，导风件31与所述外管围合成的空间形成导风环32；
11、该导风环32外部设有空气接入口33，该空气接入口33接入所述高压气管2c，所述导风件31设有按圆周规则排列的所述若干个气流喷射孔34。
12、又进一步的，所述导风件31设有与所述气流喷射孔34数量相匹配的风道35。
13、再进一步的，所述风道35为能够在管道内产生直风的直流导向风道35a。
14、更进一步的，所述风道35为能够在管道内产生旋风的螺旋导向风道35b。
15、优选的，所述机器人包括具有驱动轮51的行驶驱动装置5，所述行驶驱动装置5设于底盘52，所述清堵控流助推器4设于所述底盘52上，并以密封盖53盖合所述清堵控流助推器4。
16、可选的，所述行驶驱动装置5是由步进电机或伺服电机四轮驱动的行驶驱动装置5；
17、所述行驶驱动装置5还包括设于所述底盘52的电机控制器54，所述电机控制器54用于控制所述机器人行驶，电机控制器54电连接并受控于所述控制台。
18、优选的，所述行驶驱动装置5还包括受控于所述电机控制器54的左电机55a和右电机55b，所述左电机55a和右电机55b通过减速机56、传动涡轮57、传动齿轮58、传动轴59以及所述驱动轮51对所述机器人进行四轮驱动。
19、优选的，所述机器人前方设有泥水铲6和控制所述泥水铲6升降的气缸61；
20、所述气缸61通过支管连接到所述高压气管2c，所述机器人设有控制所述气缸61伸缩的控制阀，该控制阀受控于所述控制台；
21、所述吸淤头1前端伸入所述泥水铲6设置，所述吸淤头1用于吸入泥水铲6内的介质或者从该吸淤头1吐出已吸入的介质。
22、进一步的，所述机器人设有主水管71，主水管71连接有高压水管72，高压水管72另一端连接有高压水泵7，所述控制台控制所述及高压水泵7的启闭。
23、又进一步的，所述泥水铲6前上方设有从所述机器人前方伸出的高压水枪头2e，所述高压水枪头2e通过支管连接到所述主水管71；所述机器人设有控制所述高压水枪头2e启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
24、又进一步的，所述泥水铲6上方设有一个以上的冲洗头2j，所述冲洗头2j通过支管连接到所述主水管71；所述机器人设有控制所述冲洗头2j启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
25、又进一步的，所述驱动轮51的一侧设有冲洗头2j，所述冲洗头2j通过支管连接到所述主水管71；所述机器人设有控制所述冲洗头2j启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
26、可选的，所述机器人前方设有机械手，该机械手包括机械臂8，该机械臂8为多轴全自由机械臂8；
27、所述机械臂8上设有机械爪81，或者所述机械臂8设有高压水枪头2e，或者所述机械臂8上设有具有高压水枪头2e的机械爪81；
28、所述机器人设有控制所述高压水枪头2e启闭的控制阀；
29、所述控制阀、所述机械臂8、机械爪81皆受控于所述控制台。
30、优选的，所述机器人上还设有可旋转摄像头2f和/或声纳探头2g，所述摄像头2f和/或声纳探头2g信号连接所述控制台。
31、本发明还公开一种清堵控流多级助推的清淤装置，包括所述的机器人，所述吸淤管2a还间隔设有若干个所述空气发生器3，每一个空气发生器3分别通过支管连接到所述高压气管2c，每一个空气发生器3皆设有控制空气输出大小和/或启闭的控制阀，每个控制阀皆受控于所述控制台。
32、优选的，还包括地面的吸淤车2h，所述吸淤车2h设有所述真空泵2b、所述高压空气泵2d以及连接所述真空泵2b的吸淤罐2i。
33、采用上述技术方案所产生的有益效果：
34、1).在清淤过程中，介质进入中空的空气发生器3向后阀42方向输送过程中，气流喷射孔34喷射出来的空气向后阀42方向吹，吹风方向与吸淤管2a的吸附方向一致，清堵控流助推器4从后面助推介质，降低介质在吸淤管2a内的输送阻力，提高输送速度；介质在维护井段垂直提升的过程当中，如有质量较大的大颗粒介质(如石头)，如果输送速度不够，质量较大的大颗粒介质会在吸淤管2a内的输送过程中重新掉落至井底抽不上来，清堵控流助推器4从气流喷射孔34喷射出来的空气具备了助推作用提高了输送速度，较快的输送速度有助于大颗粒介质从垂直的维护井顺利抽出地面；
35、2).由于清堵控流助推器4在输送介质过程中向吸淤管2a灌入了空气，使吸淤管2a内的介质参杂了一定比例的空气，经过清堵控流助推器4的介质被降低单位体积的质量，进一步降低介质在吸淤管2a内的输送阻力，进一步提高输送速度；
36、3).当控制前阀41关闭，后阀42常开时清堵控流助推器4将介质阻挡在前阀41之前暂停介质进入，从气流喷射孔34喷射出来的空气被前阀41所堵截，越来越多在空气发生器4积蓄的空气仅只能推向后阀42方向，此时清堵控流助推器4从后面助推介质推力更大，又进一步降低介质在吸淤管2a内的输送阻力，又进一步提高输送速度；
37、4).通过控制前阀41间歇性的启闭，新进介质将与前介质保持一定距离，吸淤管2a内输送中的介质呈一段一段的有规律间距的介质状态而达到控流(吸淤管内控制介质流量)目的，进一步降低单位体积的质量，又一步降低介质在吸淤管2a内的输送阻力，又进一步提高输送速度；
38、5).吸淤管2a在真空吸介质的过程中，通过控制清堵控流助推器4对吸淤管2a加入空气，达到对吸淤管2a进行控流、助推介质的目的；
39、6).当有如长条物和/或纤维物和/或片状物和/或块状物等易堵的非目标介质等易堵的非目标介质堵塞吸淤头1使目标介质无法顺利进入，此时，可控制前阀41常开而后阀42关闭，从气流喷射孔34喷射出来的空气被后阀42所堵截，越来越多在空气发生器4积蓄的空气仅只能推向前阀41方向，将进入空气发生器3、前阀41、连接管43、吸淤头1的目标介质连同非目标介质一并清退出吸淤头1，达到清堵的目的。
40、7).空气发生器3的空气经直流导向风道35a引导从气流喷射孔34喷出紧贴管道内壁的贴壁直风，这种贴壁直风可以切开(断开)介质在吸淤管2a内的吸附，可以使大部分管道内截面的介质产生离壁(吸淤管2a内壁)输送效果，又一步降低介质在吸淤管2a内的输送阻力，又进一步提高输送速度。
41、8).空气发生器3的空气经螺旋导向风道35b引导从气流喷射孔34喷出紧贴管道内壁的贴壁旋风，这种贴壁旋风可以切开(断开)介质在吸淤管2a内的吸附，使介质产生离壁(吸淤管2a内壁)输送效果的同时，管道内的介质受旋扭力的影响，介质将在管道内形成旋流输送效果，其输送效果相比于直风输送效果更进一步提高输送速度；随着介质不断远离空气发生器3，其离壁输送效果将越来越弱直至消失但旋流输送效果还有延续。
42、9).本发明，介质被收集到泥水铲6，方便伸入泥水铲6的吸淤头1集中吸介质。
43、10).本发明，可利用高压水枪头打散淤积处，控制台控制高压水枪头2e朝固化段的段面喷出高压的水，固化的泥沙介质被高压水冲击下不断变成较稀的淤泥介质，带水的介质被收集到泥水铲6，伸入泥水铲6的吸淤头1吸起介质。
44、11).本发明，泥水铲6在管道内经过一段时间的使用，淤泥介质容易粘附堆积其上，可定期启动冲洗头2j冲洗掉粘附堆积于泥水铲6的淤泥。
45、12).本发明，驱动轮51在管道内行驶过程中容易粘附淤泥或卡积块状介质，可定期启动或常开冲洗头冲掉粘附或卡积的介质。
46、13).本发明，机械手可抓取、分解非目标介质；定点冲击淤积点；可结合上述第10点“利用高压水枪头打散淤积处”，做到管道内无死角全面清淤。
47、14).本发明，淤积处如有大石块，大石块被机械爪分解后仍残留于该淤积处，直接用机械爪上的高压水枪头2e对其分解后的残留石块进行冲击，使其残留石块掉落。
48、15).本发明可进行可视化作业：用可旋转摄像头2f将实时拍摄信息传回控制台，操作员在地面控制机器人作业。
49、16).本发明可进行可视化作业：用声纳探头2g将实时探测到的信息传回控制台，操作员在地面控制机器人作业。
50、17).本机器人具备长距离作业的能力：当机器人从维护井内去到远至几十甚至上百米的地下管道去抽介质，介质流经吸淤管2a在地下管道的横向输送距离很长，仅仅依靠一个真空泵和清堵控流助推器4根本不足以将介质顺利抽上地面，尤其是介质在维护井垂直输送过程更加困难，因此，给吸淤管2a间隔设置足够数量的空气发生器3以解决吸淤管2a长距离输送介质的问题；通过控制每个空气发生器3的空气输出的大小可调节输送速度和控流(吸淤管2a内单位体积的介质含量)；通过控制空气发生器3的大小和启闭控制瞬间的助推力度，比如，在临近维护井的井底处设置其中一个空气发生器3，间歇性地控制这个空气发生器3的启闭和加大给气量，有助于介质顺利垂直输送上井。
51、18).本发明，吸淤车2h可装载吸淤罐2i、真空泵2b、高压空气泵2d，当然，还可以装载高压水泵7，并为这些设备提供相应的工作电源。
52、19).控制台可以设于吸淤车2h的控制面板，也可以离车连接。
1.一种地下管道清淤机器人，包括能够行驶于地下管道的机器人，所述机器人受控于控制台，其特征在于，
2.如权利要求1所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述空气发生器(3)由外管和内部的导风件(31)组成，导风件(31)与所述外管围合成的空间形成导风环(32)；
3.如权利要求2所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述导风件(31)设有与所述气流喷射孔(34)数量相匹配的风道(35)。
4.如权利要求3所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述风道(35)为能够在管道内产生直风的直流导向风道(35a)。
5.如权利要求3所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述风道(35)为能够在管道内产生旋风的螺旋导向风道(35b)。
6.如权利要求1所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述机器人包括具有驱动轮(51)的行驶驱动装置(5)，所述行驶驱动装置(5)设于底盘(52)，所述清堵控流助推器(4)设于所述底盘(52)上，并以密封盖(53)盖合所述清堵控流助推器(4)。
7.如权利要求6所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述行驶驱动装置(5)是由步进电机或伺服电机四轮驱动的行驶驱动装置(5)；
8.如权利要求7所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述行驶驱动装置(5)还包括受控于所述电机控制器(54)的左电机(55a)和右电机(55b)，所述左电机(55a)和右电机(55b)通过减速机(56)、传动涡轮(57)、传动齿轮(58)、传动轴(59)以及所述驱动轮(51)对所述机器人进行四轮驱动。
9.如权利要求6所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述机器人前方设有泥水铲(6)和控制所述泥水铲(6)升降的气缸(61)；
10.如权利要求9所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述机器人设有主水管(71)，主水管(71)连接有高压水管(72)，高压水管(72)另一端连接有高压水泵(7)，所述控制台控制所述及高压水泵(7)的启闭。
11.如权利要求10所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述泥水铲(6)前上方设有从所述机器人前方伸出的高压水枪头(2e)，所述高压水枪头(2e)通过支管连接到所述主水管(71)；所述机器人设有控制所述高压水枪头(2e)启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
12.如权利要求10所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述泥水铲(6)上方设有一个以上的冲洗头(2j)，所述冲洗头(2j)通过支管连接到所述主水管(71)；所述机器人设有控制所述冲洗头(2j)启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
13.如权利要求10所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述驱动轮(51)的一侧设有冲洗头(2j)，所述冲洗头(2j)通过支管连接到所述主水管(71)；所述机器人设有控制所述冲洗头(2j)启闭的控制阀，该控制阀受控于所述控制台。
14.如权利要求10所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述机器人前方设有机械手，该机械手包括机械臂(8)，该机械臂(8)为多轴全自由机械臂(8)；
15.如权利要求1-14任意一项所述的地下管道清淤机器人，其特征在于，所述机器人上还设有可旋转摄像头(2f)和/或声纳探头(2g)，所述摄像头(2f)和/或声纳探头(2g)信号连接所述控制台。
16.一种清堵控流多级助推的清淤装置，其特征在于，包括权利要求1-14任意一项所述的机器人，所述吸淤管(2a)还间隔设有若干个所述空气发生器(3)，每一个空气发生器(3)分别通过支管连接到所述高压气管(2c)，每一个空气发生器(3)皆设有控制空气输出大小和/或启闭的控制阀，每个控制阀皆受控于所述控制台。
17.如权利要求16所述的清堵控流多级助推的清淤装置，其特征在于，还包括地面的吸淤车(2h)，所述吸淤车(2h)设有所述真空泵(2b)、所述高压空气泵(2d)以及连接所述真空泵(2b)的吸淤罐(2i)。
