CN103776295B - 一种用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置，包括机械臂连接装置、喷头定位装置、传感装置和复位弹簧；机械臂连接装置一端设有通孔，喷头定位装置、传感装置设于该通孔内；喷头定位装置包括管体和设于管体一端的喷嘴头；管体内部设有卡簧二，外部套有卡簧一；传感装置包括固定结构件和接近传感器；固定结构件和复位弹簧套于管体上；卡簧一、固定结构件、复位弹簧和喷头定位装置依次相互抵触；接近传感器固定设于固定结构件近喷嘴头的一端；清洗喷头设于喷头定位装置的管体内；清洗喷头的一端呈台阶状，当清洗喷头收回时，卡簧二与该台阶侧面相抵触。本发明喷头夹具装置结构紧凑、密封良好、控制可靠，对喷头具有夹持和定位的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷头夹具装置，具体涉及一种用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置。
背景技术
凝气器清洗机器人是用于火电厂凝汽器清洗的一种自动化装置，通过该装置对凝汽器进行清洗，可以有效地提高发电效率、降低人工清洗的风险以及避免凝汽器停机造成的损失，同时延长凝汽器的使用寿命。高压水管进入凝汽器冷凝管进行清洗是一种常用的清洗方式，除了对高压水管的收放和定位控制有严格的要求外，喷头的夹持和定位结构也是清洗机器人系统中不可缺少的重要组成部分。
凝汽器清洗机器人工作过程中，由控制系统控制高压水管的驻停、前进与后退。在完成凝汽器中一个冷凝管的清洗后，高压水管被拉回，喷头被拉回至原始位置，等待进入凝汽器中下一个冷凝管清洗的环节。因此在高压水管的前进与后退时，要求喷头的夹持与定位结构对高压水管的运动无干预或小摩擦；在高压水管拉回后或拉出前，要求喷头的夹持与定位结构响应及时并且限位可靠。因此，需要设计一款具以上功能的喷头夹具装置，以满足清洗机器人系统的使用需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种对高压水管运动无干预、且对高压水管的拉回能有效响应的喷头夹持装置。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置，该装置用于夹持清洗喷头，包括机械臂连接装置、喷头定位装置、传感装置和复位弹簧；机械臂连接装置一端设有通孔，喷头定位装置、传感装置设于该通孔内；喷头定位装置包括管体和设于管体一端的喷嘴头；喷嘴头上设有与管体同轴的通孔，且通过该通孔与管体相连通；管体的另一端内部设有卡簧二，外部套有卡簧一；传感装置包括固定结构件和接近传感器；固定结构件和复位弹簧套于喷头定位装置的管体上；卡簧一、固定结构件、复位弹簧和喷嘴头依次相互抵触；接近传感器固定设于固定结构件近喷嘴头的一端；清洗喷头设于喷头定位装置的管体内；清洗喷头的一端呈台阶状；当清洗喷头收回时，卡簧二与清洗喷头一端的台阶处相抵触。
对本发明的进一步改进在于：喷嘴头近接近传感器的一端具有一个感应平面。
喷头定位装置的喷嘴头优选为圆锥状结构，上述感应平面为该圆锥底面；喷嘴头的圆锥底面外周向内延伸设有环状挡片；喷嘴头伸出机械臂连接装置的通孔，且通过环状挡片套于机械臂连接装置上。
传感装置与所述机械臂连接装置密封相连。
其中，传感装置还包括轴套；固定结构件包括连接管、前板和后板；连接管通过轴套套于喷头定位装置的管体上；前板、后板中间设有与连接管同轴的通孔；前板、后板分别设于连接管的两端；固定结构件分别通过前板、后板与机械臂连接装置固定相连；前板上设有安装通孔；接近传感器固定在安装通孔内；前板、后板与机械臂连接装置的接触面分别设有O型圈。
上述接近传感器可设置多个，沿连接管轴线均匀分布于前板上。
喷嘴头与管体的接合处设有环形凸块；环形凸块的纵截面呈台阶状；复位弹簧与环形凸块的台阶上端相抵触。
或喷头定位装置的喷嘴头与管体的接合处设有环形凸块；环形凸块上设有环形卡槽；复位弹簧一端设于该环形卡槽内。环形凸块的纵截面优选呈台阶状，上述环形卡槽设于环形凸块的上端台阶处。
机械臂连接装置优选T型管道状结构，上端水平设置的管道贯通腔体形成上述安装传感装置的通孔。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明利用卡簧对清洗喷头收回时的收紧力进行传递，同时利用接近传感器进行感应传递至控制系统，能有效的对高压水管收回到位进行及时响应。且利用接近传感器对喷嘴头感应平面进行感应，使感应距离为一定值，不会碰撞和远离，提高了喷头控制的耐用性和可靠性。
2、本发明利用传感装置与机械臂连接装置形成一个密封的腔体，在进行在线清洗时保证了接近传感器和信号线良好的工作环境，提高了管件零件的寿命。
3、本发明利用设于管体内的卡簧二对清洗喷头起到限位保护作用；利用喷嘴头的环状凸块对复位弹簧的位移进行限定，能够有效确定接近传感器的感应距离；同时利用复位弹簧对收管后的夹具装置进行有效复位。
4、本发明用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置结构紧凑、密封良好、控制可靠，对喷头具有夹持和定位的功能。本发明配合凝汽器清洗机器人使用，促使凝汽器清洗过程向简单、有效、节约、智能方向迈进。
附图说明
图1为本发明用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置的结构示意图；
图2为图1中机械臂连接装置的结构示意图；
图3为图1中喷头定位装置的结构示意图；
图4为图1中传感装置的结构示意图。
图中，1-机械臂连接装置，2-喷头定位装置，2.1-卡簧一，2.2-卡簧二，2.3-喷头定位结构件；3-传感装置，3.1-接近传感器，3.2-O型圈，3.3-轴套，3.4-结构固定件，3.5-压板；4-清洗喷头；5-复位弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置包括机械臂连接装置1、喷头定位装置2、传感装置3和复位弹簧5。其中，机械臂连接装置1如图2所示为一种T型管道状腔体结构，水平设置的管道腔体与垂直设置的管道腔体相连通。上端水平设置的管道用于安装喷头定位装置2和传感装置3；下端垂直设置的管道用于连接机械臂，同时方便传感装置3与清洗机器人系统的通信连接。传感装置3如图4所示，包括接近传感器3.1、O型圈3.2、轴套3.3、固定结构件3.4、压板3.5，其固定结构件3.4由同轴通孔结构的前板、连接管、后板组成，前板设有一个或多个传感器安装孔，安装接近传感器3.1，轴套3.3用压板3.5固定安装在固定结构件3.4的通孔内，压板3.5固定方式通常为螺栓固定。喷头定位装置2如图3所示，包括卡簧一2.1、卡簧二2.2、喷头定位结构件2.3，其喷头定位结构件2.3设有通孔，包括前端的喷嘴头和后端的管体（该喷头定位结构件2.3可采用一体成型），管体末端设有的轴用卡环槽、孔用卡环槽，卡簧一2.1、卡簧二2.2分别装配于其中。喷嘴头呈圆锥状，其圆锥底面为接近传感器3.1的感应平面，且圆锥底面与管体接合处设有至少一个大于管体外径的回转阶梯立面。当清洗喷头收回时，利用该阶梯立面使感应平面与接近传感器3.1之间形成一定的距离（喷嘴头可采用其他形状，只需保证底面的感应平面与接近传感器3.1在清洗喷头4收回时具有一定的距离）。该阶梯立面的上端设有环状卡槽，利用该环状卡槽更好地固定复位弹簧5。
如图1所示，传感装置3通过固定结构件3.4上的前板、后板固定装配于机械臂连接装置1的上端管道状腔体内，两者的接触面设有O型圈3.2实现密封；清洗喷头4设置于喷头定位装置2中的喷头定位结构件2.3的管体内，且位于卡簧二2.2的前端，清洗喷头4朝向卡簧二2.2的一端包括大于卡簧二2.2内孔的接触面结构；复位弹簧5和传感装置4依次套装在喷头定位装置2中的喷头定位结构件2.3的管体上，且位于卡簧一2.1前端；复位弹簧5一端伸入喷嘴头阶梯立面的环状卡槽内；卡簧一2.1、传感装置3、复位弹簧5、喷头定位装置2相互抵触。
本发明的工作原理是：在本喷头夹具装置的清洗喷头4在完成凝汽器一个冷凝管的清洗后，凝汽器清洗机器人系统即进入收回高压水管的过程，清洗喷头4被收回到喷头定位装置2中喷头定位结构件2.3的管体内，并在极限位置碰到卡簧二2.2而停止运动，清洗喷头4通过卡簧二2.2将收紧力传递给喷头定位装置2，喷头定位装置2在力的作用下压紧复位弹簧5并发生一小段位移，设置于传感装置3的接近传感器3.1感应到喷嘴头的感应平面（圆锥底面）后输出信号给凝汽器清洗机器人系统，停止高压水管的收回运动，由于清洗喷头4不再受到高压水管的拉力，此时本发明喷头夹具装置的复位弹簧5复位，为凝汽器清洗机器人系统实现本装置的下一个移动、定位、清洗、送收管的清洗周期做准备。
Claims (9)
1. 一种用于凝汽器清洗机器人系统的喷头夹具装置，该装置用于夹持清洗喷头；其特征在于：所述喷头夹具装置包括机械臂连接装置、喷头定位装置、传感装置和复位弹簧；所述机械臂连接装置一端设有通孔，所述喷头定位装置、传感装置设于该通孔内；所述喷头定位装置包括管体和设于管体一端的喷嘴头；所述喷嘴头上设有与所述管体同轴的通孔，且通过该通孔与管体相连通；所述管体的另一端内部设有卡簧二，外部套有卡簧一；所述传感装置包括固定结构件和接近传感器；所述固定结构件和复位弹簧套于所述喷头定位装置的管体上；所述卡簧一、固定结构件、复位弹簧和喷嘴头依次相互抵触；所述接近传感器固定设于所述固定结构件近喷嘴头的一端；所述清洗喷头设于所述喷头定位装置的管体内；所述清洗喷头的一端呈台阶状；当清洗喷头收回时，所述卡簧二与清洗喷头的台阶处相抵触。
2. 根据权利要求1所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述喷嘴头近接近传感器的一端具有一个感应平面。
3. 根据权利要求2所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述喷头定位装置的喷嘴头呈圆锥状，所述感应平面为该圆锥底面；所述喷嘴头的圆锥底面外周向内延伸设有环状挡片；所述喷嘴头伸出机械臂连接装置的通孔，且通过所述环状挡片套于机械臂连接装置上。
4. 根据权利要求1所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述传感装置与所述机械臂连接装置密封相连。
5. 根据权利要求4所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述传感装置还包括轴套；所述固定结构件包括连接管、前板和后板；所述连接管通过轴套套于喷头定位装置的管体上；所述前板、后板中间设有与所述连接管同轴的通孔；所述前板、后板分别设于连接管的两端；所述固定结构件分别通过前板、后板与机械臂连接装置固定相连；所述前板上设有安装通孔；所述接近传感器固定在所述安装通孔内；所述前板、后板与机械臂连接装置的接触面分别设有O型圈。
6. 根据权利要求1所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述喷嘴头与管体的接合处设有环形凸块；所述环形凸块的纵截面呈台阶状；所述复位弹簧与环形凸块的上端台阶处相抵触。
7. 根据权利要求1所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述喷头定位装置的喷嘴头与管体的接合处设有环形凸块；所述环形凸块上设有环形卡槽；所述复位弹簧一端设于所述环形卡槽内。
8. 根据权利要求7所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述环形凸块的纵截面呈台阶状；所述环形卡槽设于环形凸块的上端台阶处。
9. 根据权利要求1至8任一所述的喷头夹具装置，其特征在于：所述机械臂连接装置内设有T型管道状腔体，上端水平设置的管道腔体形成所述机械臂连接装置的通孔。
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