产品简介 开发背景：

寒冷冬季，下水管道容易结冰堵塞，因受限于管道形状及其安装位置的复杂性，清理管道结冰工作多难以展开。为了解决管道内结冰所引起的堵塞问题，我们团队对现有装置无法破冰成因进行了细致分析，对现有装置刀头进行了创新性设计。

结构说明：

一种管道破冰装置，包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，所述支撑推进装置数量为两个，两个所述的支撑推进装置依次铰接，所述外工作装置包括负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端；一种破冰装置整体包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，实现有效的连接，同时保证掘进装置能够与支撑推进装置进行相对的弯折，所述支撑推进装置数量为二个，两个支撑推进装置依次铰接，通过与掘进装置进行组合，构成三节可以进行弯折的工作结构，同时支撑推进装置通过自身结构的特性为装置的前进提供蠕动动力。

功能与使用说明：

将装置水平置入管道内，控制第一部分的支撑推进装置中的第二步进电机工作，待支撑足严紧贴合管壁，第二步进电机停止工作，而后开启子电动机与主电动机，同时控制第一步进电机工作，向线圈输入脉冲电流，实现掘进装置的前后冲击震动，待步进电机推程达到最大，关闭子电动机与主电动机，同时第一步进电机反向转动，待丝扣返回到第一步进电机一端停止工作，第二步进电机反向转动，支撑足收缩，同一时刻控制第二部分的支撑推进装置中的结构重复第一部分支撑推进装置的工作，将前部组件向前推进，接着，开启子电动机与主电动机，通过两个支撑推进部分的工作，实现装置的渐进蠕动行进；

在工作期间，负压抽吸装置一直处于工作状态，不断将管道内冰屑抽离管道，实现彻底除污，防止二次堵塞，同时该装置控制信号与电力采用线导方式输入，同时在装置尾部安装曳线，防止装置出现故障卡死在管道当中，线圈与永磁体仅表示此处可配备微型电磁振动器，其所提供短促冲击将会给刀头以短时较大压力，有利于提高除冰能力。

设计说明 装置设计原理：

一种管道破冰装置，包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，其特征在于，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，所述支撑推进装置数量为二，两个支撑推进装置依次铰接，所述外工作装置包括负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端，所述电源控制箱独立电连接负压抽吸装置、支撑推进装置与掘进装置。

装置设计方案：

外工作装置包括吸污管、负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端，所述电源控制箱独立电连接负压抽吸装置、支撑推进装置与掘进装置。采用公转配合自转的双刀头倾斜式设计,提高破冰能力，降低过弯时对管道壁的切削，同时内置电磁震动冲击的设计，提高刀头切削冰体效率；内工作装置，是由多节铰接结构，实现弯道破冰，提高管道的适用性，而负压抽吸装置，配合吸污管，使得装置在破冰后，能及时排渣,降低二次结冰堵塞可能性，外置工作装置提供长足动力，其功率更大，工作时间更长。

掘进装置包括主电动机，为掘进装置中球形掘进头的公转提供动力，所述主电动机输出端卡装主轴旋转体，为上端连接的结构提供安装基础，所述主轴旋转体上端面一体成型有定位滑柱，配合连接筒对子电动机及其上结构进行安装，所述定位滑柱外侧的主轴旋转体上表面对称焊接有辅助定位柱，配合定位滑筒对连接筒进行转动限位，避免发生相对转动，导致动力无法传动，所述定位滑柱外端套装有连接筒，实现有效的连接，同时增加连接结构的抗扭能力，所述连接筒外周对称焊接有定位滑筒，配合辅助定位柱进行转动限位，所述定位滑筒套装辅助定位柱，所述辅助定位柱外侧卡装销钉，对连接筒的轴向滑动进行限位，所述销钉贯穿定位滑筒，其定位滑筒开设的定位孔长度大于销钉直径，使得能给进行轴向滑动，所述连接筒外周表面对称焊接有两个连接柱，为子电动机的安装提供基础，两个连接柱均固定安装子电动机，为球形掘进头的自传提供动力，所述子电动机输出端固定安装球形掘进头，通过自身结构对管道内冰体进行破碎，所述主电动机外壳上端固定安装导电滑环，使得主轴旋转体上的结构进行公转时，能给为子电动机提供持续的供电，所述子电动机电连接导电滑环。

两个子电动机转轴偏离主电机的主轴15°到20°，且两个子电动机的转轴反向偏离，所述子电动机的转轴轴向向主电动机的主轴轴向倾斜，两个掘进刀头的外弧近似相切，通过上述结构及角度的调整，使得球形掘进头能给更好的破冰效果，所述掘进刀头头端分为第一切削区域与第二切削区域，所述第一切削区域为切削速度极小区域，该区域在转动时，线速度极小，导致切削冰体极为不易，需增加压力，所述第二切削区域为切削速度正常区域，该区域在转动时，线速度适中，但区域较小，保证破冰效率的同时，避免阻力过大，造成卡死。

所述连接筒筒内上端固定安装永磁体，所述定位滑柱外周缠绕线圈，所述线圈电连接导电滑环。

所述支撑推进装置包括第一联轴器，所述第一联轴器下端焊接第一轮盘，所述第一轮盘下端面外周固定安装有三个均匀分布的抗扭活塞杆，所述抗扭活塞杆下端固定安装第二轮盘，所述抗扭活塞杆的内杆固定安装固定盘，所述固定盘通过螺栓安装第一步进电机上端，所述第一步进电机输出端固定安装丝杠，所述丝杠螺装丝扣，所述丝扣固定安装第二轮盘中部，所述第一步进电机下端固定安装第二联轴器，所述第二联轴器铰接第三联轴器，所述第三联轴器外周下端焊接有三个均匀分布的连接架，所述连接架铰接第一连杆上端，所述连杆下端铰接支撑足的内侧上角，所述支撑足内侧下角铰接第二连杆下端，所述第三联轴器下端固定安装第二步进电机，所述第二连杆上端铰接第二步进电机的外壳，所述第二步进电机输出端固定安装螺进杆，所述螺进杆螺装固定套筒，所述固定套筒外周上端铰接支撑杆一端，所述支撑杆的另一端铰接第二连杆中部，所述固定套筒下端焊接第四联轴器。

设计破冰装置刀头采取双刀头旋转切削的方式进行有效破冰，有效解决了现有刀头靠近旋转中心处速度低、工作效果不理想的缺点，以降低对于驱动装置与结构强度的要求，实现刀头安全有效过弯工作，以提高其适用于多种类型管道的破冰能力。

由于刀头在工作时保持螺旋前进，因而具有自动对中能力。为保证刀头在管道内稳定前进及有效清塞，该旋转体前端两球型刀头相切点与主电机后端中心点处在管道中心轴线上，在任意时刻，该旋转体同管道内壁无干涉则旋转体可以通过该弯道，即整个设计刀头可通过。

产品特色 与现有技术相比，本发明的先进性、实用性、创新性有：

  1.采用公转加自转的双刀头反向倾斜式设计,相对于现有刀头增大了可工作面积，提高了破冰能力，并且降低过弯时对管道壁的挤压摩擦和切削；

  2.掘进装置采用电磁震动冲击，提高刀头切削冰体效率。通过计算得出，在给定的驱动力下，双刀头相较于钻头型单刀头可提供更大压强，在面临同一工作需求时，双刀头可以降低对于装置结构强度的要求。由于单刀头无效工作区的存在，双刀头具有更加明显的优势；

  3.采用掘进装置、支撑推进装置的多节铰接结构，通过联轴器实现装置在作业过程中面临不同直径、不同角度的弯道情况时，该刀头能有效地通过弯道，实现弯道破冰，提高了装置的工作能效；

  4.采用外置电源设计，可连接正常家庭的插座使用，便于家庭推广。户外也可连接就近门店的电源。相较于装置携带独立电源，消除了紧急状态下电力不足的问题，最大程度为装置提供长足动力，其功率更大，工作时间更长，免去了对电源的维护，方便对机器的维修。

  5.采用负压抽吸装置，配合吸污管，使得装置在破冰后，能及时排出冰渣,排除了挤压装置和破坏装置的情况，降低二次堵塞可能性。