[发明专利]一种在管道内部作业的通用机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种在管道内部作业的通用机器人，属于管道加工及施工技术领域。

背景技术

工程上，大量管道内部都需要进行喷砂除锈、喷涂液体、气体切割、钢轮除锈、化学除锈和无损探伤等处理，而在管道的加工及施工现场，也经常会遇到内壁不规则，如椭圆形的管道加工需求。经过对现有的处理管道问题装置的研究，目前，有部分管道机器人已经成功将电磁铁轮同时作为动力轮和克服重力在管道外壁行走的机构，如磁力管道切割机，但对于管道内壁机器人领域，电磁铁技术尚未应用于处理管道内壁问题的机器人中。而现有的管道内壁机器多为超大型的悬臂式结构，这类机器结构庞大且制造成本很高，基本不能处理内径500mm以下的管道。另外一些移动式的管道内壁打磨机器人由于采用伸缩支撑机构等方式适应不同内径的管道，故可适应管径范围十分有限，且这类机器人体积与质量会随着目标管道内径的增大而增加，故应用范围受限。

发明内容

本发明针对现有的技术和缺陷，目的是提供一种在管道内部作业的通用机器人，解决了结构过大和管道半径变化大这两大难题，并能保证处理质量良好，不损害管道内壁。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种在管道内部作业的通用机器人，包括四个橡胶轮、车架、限位轮、执行机构输出部件、四个电磁铁轮、驱动部件、夹持架、夹持架基板、可升降基座、手动丝杆、丝杆、电机、导向杆、弹簧、可升降轮架和套筒；所述橡胶轮安装在车架的四角上，在机器人的轴向移动过程中，橡胶轮与管壁接触，所述电磁铁轮安装在可升降轮架上的四角上，在机器人周向移动移动过程中，电磁铁轮与管壁接触；所述弹簧安装在导向杆末端，弹簧上端顶在可升降轮架下表面，所述导向杆穿过可升降轮架及固连在其上的套筒安装在车架上，套筒与导向杆滑动配合，可升降轮架能够沿着导向杆上下运动；所述电机安装在车架顶板上，电机的输出轴连接丝杆，丝杆与可升降基座通过丝套连接，所述夹持架和夹持架基板固连在一起，所述夹持架基板与可升降基座固连在一起；所述驱动部件安装于夹持架上，执行机构输出部件安装在驱动部件的输出轴上；所述手动丝杆安装于可升降基座上，其输出端与夹持架基板通过丝套连接，用于调节夹持架基板与可升降基座之间的距离；所述限位轮安装在夹持架的末端。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：

本发明应用前景广阔，由于其体积小，工作速度快这两个特点，可应用于不同管径、不同类型的铁磁类金属管道内壁的处理工作如气体切割、除锈、喷涂和探伤等工作，且防尘性能和移动性能很好。本发明采取轴向移动和周向移动分别驱动能实现精确和快速的轴向定位和轴向定位，能在一定程度上提高本装置工作速度和效率。本发明采取可更换执行机构输出部件与机身同时在管壁上运动的方法进行周向处理，故即使管道半径变化，本打磨机器人也基本不需要放大机构，故体积较小，重量较轻。另外，本发明利用限位轮限位方式，可以保证在机器工作时不出现管壁被过度损害和执行机构输出部件与管壁刚性碰撞的现象；本发明还利用丝杆顶伸提供执行机构输出部件径向位移的动力或稳定的执行力，可以保证可更换执行机构输出部件在处理工作时，与管壁保证稳定距离，保证处理质量。

附图说明

图1为本发明实施例1为管道内壁喷涂磁悬液装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1承重部件图。

图3为本发明实施例1轴向行进状态图。

图4为本发明实施例1周向工作状态图。

图5为本发明实施例2为管道内壁钢轮除锈装置的系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。

实施例1