[发明专利]一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人

说明书

本发明涉及管道喷涂机器人技术领域，更具体地，涉及一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人。该机器人具体包括主架体、运动机构和喷涂机构，所述主架体作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构固定于主架体的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构设于主架体，随主架体运动；所述运动机构包括变径装置和驱动轮组件，变径装置设于主架体外侧面，用于调节驱动轮组件的伸展距离；所述驱动轮组件通过变径装置安装于主架体外侧面，驱动机器人行驶。本发明可适应不同管径的管道，沿管道内壁平稳行走，喷涂均匀，适应性强、喷涂效率相对较高、结构简单可应用于各类管道喷涂作业。

技术领域

本发明涉及管道喷涂机器人技术领域，更具体地，涉及一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人。

背景技术

管道作为重要的海洋资源运输工具，在天然气、核工业、石油、等国民经济核心行业中都起重要的作用。为了增强管道的耐腐蚀性，科研工作者们研发涂料、缓蚀剂的物质涂覆在材料表面来较少管道腐蚀现象，在喷涂应用中，常常利用人工和简单喷头进行喷涂，在长距离管道喷涂中，人工喷涂困难，喷涂时间较长，因此，管道内壁喷涂机器人的研发意义重大。目前，市场上存在一些解决管道喷涂的机器人，但是该类机器人还存在一些不足，例如行走不平稳，只能适应单一的管径，涂料喷涂不均匀，二次喷涂时难以清扫管道等问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，可适应不同管径的管道，沿管道内壁平稳行走，喷涂均匀，且可进行管道清扫。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，自适应管径的管道内壁喷涂机器人，包括主架体、运动机构和喷涂机构，所述主架体作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构固定于主架体的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构设于主架体，随主架体运动；所述运动机构包括变径装置和驱动轮组件，变径装置设于主架体外侧面，用于调节驱动轮组件的伸展距离；所述驱动轮组件通过变径装置安装于主架体外侧面，驱动机器人行驶。

其中，本喷涂机器人具有明显的对称性，平稳支撑行走。变径装置用于改变驱动轮组件的伸展距离，从而调整机器人的行走直径，适应不同管径的管道。机器人在管道内壁行走运动的同时，进行喷涂作业，径向和轴向运动促使喷涂机构尽可能喷涂完整。

优选地，所述主架体包括主管道、连接支杆和至少两个支撑环，所述支撑环平行对齐设置，主管道贯穿各支撑环圆心，并通过连接支杆与各支撑环连接固定。主架体各构件均为空心件，以减轻机器人整体重量，方便行走。

优选地，所述变径装置包括移动座、支撑座、V型交叉撑杆、丝杠、固定架和第一电机，所述丝杠平行于主管道，并活动固定于支撑环外径；所述第一电机位于丝杠一端，其输出端与丝杠相接，所述第一电机通过固定架固定于支撑环；所述V型交叉撑杆一端通过支撑座固定于支撑环，另一端通过移动座固定于丝杠，V型交叉撑杆与支撑座、移动座均转动连接；所述移动座与丝杠螺纹连接，随丝杠转动而进行滑动，调节V型交叉撑杆的展开夹角，改变驱动轮组件伸展距离，提高适应性。

V型交叉撑杆为目前常规的交叉撑杆，由两根杆体铰接组成，两端撑杆活动展开，改变V型夹角大小。V型交叉撑杆的两端撑杆分别固定于支撑座和移动座。第一电机启动，其输出轴带动丝杠转动，由于移动座与丝杠螺纹连接，因此移动座随丝杠转动发生滑动，从而使V型交叉撑杆的V型夹角改变，改变驱动轮组件伸展距离。另外，控制丝杠的旋转方向，可使V型交叉撑杆的V型夹角变大或变小，夹角增大即驱动轮组件适应的管径变小，夹角减小即驱动轮组件适应的管径变大。

优选地，所述驱动轮组件包括轮体、轮座、第二电机和第三电机，所述轮体、第二电机、第三电机均固定于轮座，第二电机用于驱动轮体转动，第三电机用于驱动轮座转动；所述轮座通过第三电机的输出端连接于V型交叉撑杆的夹角端，驱动轮组件整体随交叉撑杆活动；所述轮体还设有用于检测轮体压力的压力传感器。