CN103260493B - 用于清洁铁金属结构的机器人设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于清洁铁金属结构的机器人设备，所述机器人设备包括两个对称的清洁臂部（100、200）和履带式牵引器设备（300），履带式牵引器设备（300）借助于磁性履在所述机器人履带的带上移动；其中，所述臂部（100、200）借助于多个结构成型件连接至牵引器设备（300）并且主要包括清洁滚筒（1）和多个喷嘴，每个清洁滚筒（1）通过连接至所述滚筒（1）的齿轮电机（4）来致动。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人清洁设备，该机器人清洁设备在大型铁磁结构比如风力发电机塔的表面和外部部分或内部部分上使用。
背景技术
在现有技术中，对铁磁结构的表面或部分的处理和/或作业在对需要定期清洁和/或涂漆的摩天大楼、船舶和其他大型结构的维护中是常见的。此外，具有大型穹顶的建筑物的维护对于操作者而言是不易完成的并且仅通过使用脚手架才能实施。
现在，这项工作利用移动式桥来实现，移动式桥沿着结构的整个表面上升、下降和运动，这对桥上的工作人员带来危险。
还已知的是风力发电机需要定期维护，风力发电机必须定期地清洁以防止由于从风力发电机自身落下的油脂所导致的阻塞，这种阻塞甚至可以导致驳船（barge）卡住。这些任务必须通过取得资格的人员以及适当的材料和用于高空作业的装备来执行。需要这些是因为沿着表面位于高空的工作人员始终暴露在遭受意外事故和掉落的风险中。而且，这种类型的工作需要在执行清洁时暂时停止风力发电机，而这随之产生了生产力的损失。
例如，在专利EP1650116中所描述的磁性履带式机器人是已知的，这种磁性履带式机器人包括两个相对以及独立的电机，这两个电机远离地并且独立地控制两个相对的履带。这样，机器人能够通过使机器人的履带中的任一个移动而沿任何方向移动。
这些类型的机器人的问题在于机器人难以沿任何方向均衡地移动。
为了解决这个问题，引入欧洲专利EP1924487，该专利描述了一种用于对大型铁磁结构的表面或外部部分进行处理和/或作业的机器人，其中，所述机器人是履带式的，该机器人利用磁性履在所述履带式机器人的带上移动，并且包括两个独立的致动单元，这两个致动单元中的每一个首先利用允许相对于中心体旋转的球接头来连接，横向地并且随后地通过纵向铰接件连接，纵向铰接件由于其允许致动单元中的每一个横向地以及纵向地转动，因此允许相对于另一个带的高自由度。
在每个单元的后部已安装臂部，具有磁性带的臂部中的每一个均自由地运送并且通过自由旋转轮支承。
然而，这种机器人缺乏一种不仅允许运动而且允许对机器人行进过的表面进行清洁的清洁系统。
发明内容
本发明中所描述的在铁磁结构外部或内部使用的机器人清洁设备包括两个对称的清洁臂部和履带式牵引器设备，履带式牵引器设备通过磁性履在所述履带式机器人的带上移动，履带式牵引器设备包括在两侧上使用纵向铰接件的两个独立的致动单元，其中，一个致动单元和另一个致动单元相对于侧向铰接件处于中间位置，所述侧向铰接件至少包括具有中间纵向轴线的中间纵向铰接件，中间纵向铰接件基本能够允许一个单元相对于另一个单元侧向地以及横向地振荡，并且侧向铰接件还包括横向铰接件，其中，所述横向铰接件包括基本能够允许一个单元相对于中心体转动的横向旋转联接件，并且臂部安装在每个单元的后部，每个臂部通过相应的自由旋转轮支承；并且每个清洁臂部的特征在于，所述臂部利用结构成型件部分共同地附接至牵引器设备，并且所述臂部基本包括清洁滚筒和多个喷嘴，清洁滚筒中的每一个均通过联接至所述滚筒的减速电机来操作，多个喷嘴构造成用于将纯的以及稀释形式（根据需要）的化学产品喷洒在待清洁的表面上。化学产品定量配给利用计量泵来执行。该过程通过下述方式执行，使化学品作用所需的时间并且随后以合适的方向使用滚筒系统，同时使用来自位于地面的容器的水进行冲洗。该系统包括安装在喷嘴上的管，喷嘴能够用于喷洒化学品以及水。管的使用取决于需要；管能够被向上地和向下地使用，以喷洒化学产品或冲洗水。
滚筒包括橡胶件，橡胶件构造成使得当滚筒正在清洁时，使得清洁过程中出现的污垢、水残留物和化学产品被向外推动。该橡胶件位于履带和滚筒罩之间。
该构型解决了由机器人牵引器设备与用于清洁的装置的连接所带来的技术问题，该构型允许独立地对铁磁表面进行清洁，而之前对铁磁表面的清洁需要取得资格的操作人员来完成。
在整个说明书和权利要求书中，措辞“包含”及其同义词并不旨在将其他技术特征、附加物、部件或步骤排除在外。对于本领域的专业人员而言，该发明的其他目的、优点和特征将部分地源自说明书并且部分地源自将发明付诸于实践。下列示例和附图提供例示并且并非旨意在对本发明进行限制。此外，本发明包含本文中所指出的特别和优选的实施方式的所有可能的组合。
附图说明
图1示出对称的臂部中的一个臂部的视图，对称的臂部包括清洁装置并且是在本发明中所描述的机器人铁磁结构清洁装置的组成部分。
图2示出图1所示出的臂部的仰视图。
图3示出在本发明中所描述的机器人铁磁结构清洁装置组件的视图。
图4示出图3的组件的视图，其中，仅示出致动单元和一个臂部。
具体实施方式
如附图所示，结合在本发明中所描述的机器人设备中的清洁装置基本包括如图1所示的两个对称的臂部（100、200），两个对称的臂部共同地附接至牵引器设备或机器人300，牵引器设备或机器人300借助于皮带和磁体的系统行进并且构造用于清洁金属表面、去除油脂和油斑以及在诸如例如风力发电机塔或其他金属表面的大铁磁结构中出现的任何污垢。
所述磁体包括一种类型的PVC“底托”，PVC“底托”减小了磁体与金属表面的冲角，这有助于机器人的操作。
附图示出清洁臂部（100、200）基本如何包括清洁滚筒1和多个喷嘴14，清洁滚筒1中的每一个滚筒通过联接至所述滚筒1的减速电机4来操作，多个喷嘴14联接至管12和13并且构造成用于提供：
-用于冲洗表面的水。
-纯的形式以及用水稀释的化学产品。
化学产品通过计量泵来配给并且从化学产品箱行进至化学产品管13。
在清洁臂部（100、200）的正常操作中，这些清洁臂部（100、200）联接至如在图2中能够观察到的牵引机300，并且被划分到两个独立的致动单元（301、302）中；其中，这些致动单元（301、302）中的每一个借助于允许相对于中心体横向地旋转的球接头而彼此连接，并且还通过允许每个致动单元横向地以及纵向地转动的纵向铰接件来连接；并且在每个致动单元（301、302）的后部，臂部101以每个致动单元至少一个的方式安装，其中，每个臂部101通过相应的自由旋转轮102来支承。
随后，水泵被打开，该水泵将水从外部箱泵出并且能够使喷嘴14将水和以纯的形式或稀释形式的化学产品喷洒在金属表面上。
然后，滚筒1通过其相应的减速电机4来致动，使得所述滚筒1开始转动。因此，牵引机300由于安装在牵引器链303上的磁体而确实地粘附至铁磁表面，这能够使组件在所述结构上运动。
在运动开始时，连接至清洁流体箱的计量泵起动，使得包含在所述箱中的化学清洁产品能够流过连接至分配管的软管，分配管在水设施中是常用的，并且所述管被容置在滚筒罩11的内侧。
结构连接成型件6构造成用于连接位于结构成型件6的端部处的滚筒1—电机4组件。所述滚筒1的保持成型件6借助于两个附接点附接至牵引器系统，即一个普通点5和另一个带螺纹点5a，这两个附接点能够根据滚筒1紧固至金属表面所使用的所需强度来调节。
一旦滚筒1旋转并因此清洁待处理的表面，水被喷洒在所述滚筒1上，滚筒1将冲洗已被清洁的表面并且将水连同从处理表面去除的过量化学产品和污垢移除。
化学产品、水和残渣的这种清洁通过位于滚筒1与牵引器300的履带之间的中部的橡胶件来实现。
臂部101通过用作撬杆的支承轮102安装在滚筒位置的后侧，这样使得当处于操作位置时，支承轮102补偿所述滚筒的重量并且有助于牵引器设备300的推动作用。
用于清洁风力发电机塔的设备的使用
在本发明中所描述的机器人设备的非限制性应用为风力发电机塔的清洁，这允许在不需要停止风力发电机塔的操作的情况下对塔进行清洁。这种清洁可以向上执行也可以向下执行。在该特定应用中，设备的操作顺序描述如下：
1）将所有的电气连接件以及水和化学产品管连接件进行连接。起动邻近外部水箱的外部泵。
2）执行循环，该循环根据清洁风力发电机的需要重复多次。
3）步骤1.喷洒
-致动位于管13上的化学产品喷嘴14，随着牵引器300向上行进可以根据所述化学产品的干燥过程而变化的距离，将产品喷涂在塔上。
4）步骤2.冲洗-喷洒
-冲洗：当达到牵引器300的所期望的位置时，起动用于滚筒1的减速电机4，滚筒1通过从水管12喷洒的水弄湿；当滚筒1爬移时，滚筒1的持续的摩擦将对表面进行清洁，将污垢以及化学产品向外推动。
-喷洒：同时，金属表面经由位于化学产品管13上的喷嘴被喷洒化学产品，以便在重新开始冲洗循环之前开始对表面进行处理。
-去除残留物：当滚筒旋转时，通过橡胶件将脏的水和化学产品残留物推向侧部以防止残留物落在磁体上，否则将导致粘附损失。
5）在这两个步骤完成时，我们发现我们自身处于比步骤1中的位置更高的位置中，并且这将是我们重新开始循环的时刻。
6）当我们达到风力发电机的顶部时，我们将稍微倾斜地下降以便到达我们能够重新开始循环的位置。
7）这些步骤将被重复直到风力发电机已被完全地清洁为止。
8）断开外部泵。
9）断开所有电气系统以及水管和化学产品管。
Claims (12)
1.一种在铁磁结构上使用的机器人清洁设备，包括两个对称的清洁臂部(100、200)和履带式牵引器设备(300)，所述履带式牵引器设备(300)利用磁性履在所述履带式牵引器设备的履带上移动，所述履带式牵引器设备包括两个独立的致动单元(301、302)；其中，这些致动单元(301、302)中的每一个借助于允许相对于中心体横向旋转的球接头以及还通过能够使每个致动单元横向地以及纵向地转动的纵向铰接件连接在一起，其中，在每个致动单元(301、302)的后部安装有至少一个臂部(101)，并且每个臂部(101)借助于相应的自由旋转轮(102)支承，其特征在于，
支承清洁滚筒(1)的结构连接成型件(6)与每个臂部(101)对齐，所述清洁滚筒(1)中的每一个通过联接至所述清洁滚筒(1)的减速电机(4)操作，并且多个管构造成用于通过多个喷嘴(14)喷洒水和喷洒化学产品，使得纯的以及稀释形式的所述化学产品的喷洒物被喷洒在铁磁表面上。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述化学产品的定量配给利用计量泵执行，使所述计量泵运转合适的时间，然后使所述清洁滚筒沿合适的方向运转，接着利用来自位于地面上的箱中的水进行冲洗。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个喷嘴(14)由所述水和所述化学产品共用，所述多个管根据需要来使用，并且所述多个管能够被向上地和向下地使用，以喷洒化学产品或用于冲洗的水。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述水取自外部箱，所述水利用外部电动泵泵出，所述外部电动泵供给连接至所述多个管的外部管。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个管包括化学产品管(13)和水管(12)，其中，所述化学产品管(13)位于所述清洁滚筒(1)的前面，而所述水管(12)位于所述清洁滚筒(1)的后面，其中，水或化学产品的进口是可互换的。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述化学产品管(13)和所述水管(12)容置在壳体(11)的内侧，所述壳体(11)在所述清洁滚筒(1)的外部。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述结构连接成型件(6)构造成用于将位于所述结构连接成型件(6)的第一边缘上的清洁滚筒-减速电机组件与包括所述臂部(101)的其余部件连接；以及，电动阀连接至所述结构连接成型件，所述电动阀容置在为了容置所述电动阀而安装的盒子的内部。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述结构连接成型件(6)构造成用于将位于所述结构连接成型件(6)的第一边缘上的清洁滚筒-减速电机组件与清洁流体箱和位于所述清洁流体箱的出口处的所述计量泵连接。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述结构连接成型件(6)借助于可调节的带螺纹接头和通用内置式接头连接至所述履带式牵引器设备(300)。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，由于将污垢从金属表面移除的所述清洁滚筒的作用，残留物借助于将所有所述残留物向外推动的橡胶件而向外导出。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的设备，其特征在于，所述清洁臂部(100、200)与包括自由旋转轮(102)的所述臂部(101)对齐，所述自由旋转轮(102)位于所述清洁滚筒(1)的后侧上，由此使得当处于操作位置时，所述自由旋转轮(102)补偿所述清洁滚筒的重量并且有助于所述履带式牵引器设备(300)的推动作用。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述履带(303)自身联接至防止所述履带脱开的小齿轮，并且所述履带(303)还包括结合有多个PVC部件的多个磁体，所述多个PVC部件减小所述磁体与金属表面的冲角。
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