CN106734026A - 一种清罐机器人自动换区和定位装置及其方法 - Google Patents

一种清罐机器人自动换区和定位装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种清罐机器人自动换区和定位装置，包括定位装置（1）、机架（2）、脚轮（11）、x轴齿条（6）、y轴驱动装置（4）、y轴滑轨（3—3）、x轴滑轨Ⅰ（5）、x轴滑轨Ⅱ（10）、x轴驱动装置（3）、机架中心定位座（7）以及中心旋转装置(8），机架（2）下部安装有中心旋转装置(8)、脚轮（11）和定位装置（1），机架（2）上部安装有x轴齿条（6）、x轴滑轨（5）、x轴滑轨Ⅱ（10），x轴驱动装置（3）上的滑块与机架（2）上的x轴滑轨（5）和x轴滑轨Ⅱ（10）连接。本发明能自动分区、换区和定位。

Description

一种清罐机器人自动换区和定位装置及其方法
技术领域
本发明涉及清洗设备技术领域，尤其是一种清罐机器人自动换区和定位装置及其方法。
背景技术
列管式加热器广泛应用于化工、制糖、生物医药等行业，列管式加热器的加热管数量多，直径大，较大型的列管式加热器的直径约4-8米，清洗起来较为费时费力。现有的自动清洗设备的换区和定位装置制造安装复杂，不仅成本高，长期使用后可靠性降低，故障较多。本申请人现有的列管式加热器全自动清洗设备的顶杆式自动换区和定位装置(专利号:ZL201310161993.6),需要在蒸发罐内焊接定位圈和挡板，制造和安装工艺复杂，定位圈和挡板在罐内蒸煮时容易变形和积垢，需人工清理，维护麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种清罐机器人自动换区和定位装置，能自动分区、换区和定位；本发明还提供了一种使用该装置自动换区和定位的方法。
为解决上述技术问题，本发明的基本构思是：利用装置上的中心旋转装置、机架中心定位座、定位装置、伸缩杆装置和加热器平面上的定位孔和加热器罐壁进行自动分区、换区和定位。
作为实现本发明基本构思的技术方案，其包括定位装置、机架、脚轮、x轴齿条、y轴驱动装置、y轴滑轨、x轴滑轨Ⅰ、x轴滑轨Ⅱ、x轴驱动装置、机架中心定位座以及中心旋转装置，机架下部安装有中心旋转装置、脚轮和定位装置，机架上部安装有x轴齿条、x轴滑轨、x轴滑轨Ⅱ，x轴驱动装置上的滑块与机架上的x轴滑轨和x轴滑轨Ⅱ连接，y轴驱动装置上的滑块与x轴驱动装置上的y轴滑轨连接， y轴驱动装置下部安装有铰接装置和伸缩杆装置。
定位装置为带定位板的气缸、油缸或电动推杆。
定位板为柔软性材料。
铰接装置由铰接座、铰接连杆和转轴组成。
伸缩杆装置由圆锥定位头和伸缩装置组成，伸缩装置为气缸、油缸或电动推杆，圆锥定位头连接于伸缩装置的输出端。
清罐机器人自动换区和定位装置的换区和定位方法，包括下述几个步骤：第一步在加热器圆周平面上选取一个区域作为清洗初始区域，任意选定一个定位孔为基准定位孔，并沿圆周方向标记一系列定位孔，每两个定位孔之间的间距小于y轴驱动装置在x轴驱动装置上沿y轴滑动有效范围，第二步y轴驱动装置和x轴驱动装置在机架上滑动，将y轴驱动装置下部的铰链装置和伸缩杆装置移动到基准定位孔的上方，伸缩杆装置的圆锥定位头对准并插入基准定位孔中，定位装置的定位板伸出顶在加热器的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架的基准定位；第三步需要换区时，y轴驱动装置和x轴驱动装置在机架上滑动，将y轴驱动装置下部的伸缩杆装置移动到定位孔的上方，伸缩杆装置将圆锥定位头插入定位孔中；第四步机架上定位装置的定位板脱离加热器的罐壁面；第五步y轴驱动装置带动伸缩杆装置沿换区方向的相反方向滑动，此时，伸缩杆装置的圆锥定位头在定位孔中，无法移动，同时铰接装置带动伸缩杆装置在x轴方向摆动，和y轴驱动装置的直线运动组合成圆弧运动，从而迫使机架下部的中心旋转装置绕加热器的加热管中心的机架中心定位座圆周转动，当机架转动到设定的位置后，y轴驱动机构停止滑动；第六步定位装置的定位板伸出顶在加热器的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架的定位。铰接装置步骤重复第三步到第六步的步骤，可以实现装置在列管式加热器圆周方向上的自动换区和定位。
本发明的有益效果是：无需在罐内焊接定位圈和挡板，具有体积小、重量轻，结构简单，安装方便，成本低，可靠性好。用二个动力实现x、y坐标和圆周运动，能自动分区、换区和定位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明清罐机器人自动换区和定位装置的结构示意图。
图2本发明清罐机器人自动换区和定位装置的使用状态图。
图中1.定位装置，2.机架，3.x轴驱动装置，3—1.齿轮，3—2.x轴动力机，3—3.y轴滑轨，3—4.y轴齿条，3―5.x轴底梁，4.y轴驱动装置，4―1.y轴动力机，4―2.y轴座板，4―3.齿轮，5.x轴滑轨Ⅰ，6.x轴齿条，7.机架中心定位座，8.中心旋转装置，9.伸缩杆装置，10.x轴滑轨Ⅱ，11.脚轮，12.加热器，13.定位孔，14.铰接装置，15.基准定位孔。
具体实施方式
参阅图1、图2，在加热器12圆周上选取一个区域作为清洗初始区域，标记基准定位孔15，用于机架2在圆周上初始区域的基准定位。选取并标记一系列定位孔13，将加热器12的加热管分为若干清洗区域。定位孔13的间距小于y轴驱动装置4在x轴驱动装置3上y轴向滑动有效范围。初始清洗区域上的定位孔13可单独设置，也可和基准定位孔15重合。
机架中心定位座7焊接在加热器12的加热管中心。机架2由型材制成，机架2一端的中间的下部安装有中心旋转装置8并联接在机架中心定位座7上，机架2通过中心旋转装置8可绕加热器12中心上的机架中心定位座7转动。机架2另一端的下部安装有脚轮11，可绕加热器12边缘的圆环平面上转动，同时安装有定位装置1，定位装置1为带定位板的气缸、油缸或电动推杆，定位板为橡胶板、塑料板等柔软性材料。
划分清洗区域后，伸缩杆装置9将机架2定位在加热器12的基准定位孔15中，定位装置1的定位板伸出顶在加热器12的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架2的基准定位。
机架2上部安装有x轴滑轨5、x轴滑轨10、x轴齿条6。在x轴底梁3—5上安装y轴滑轨3—3、y轴齿条3—4、x轴动力机3—2、齿轮3—1、滑块制成x轴驱动装置3。x轴驱动装置3的x轴底梁3—5上的滑块与机架2上的x轴滑轨5和x轴滑轨10连接。x轴驱动装置3上的齿轮3—1与机架2上的x轴齿条6啮合传动，带动x轴驱动装置3在机架2上沿x轴往复滑动。在y轴座板4—2上安装y轴动力机4—1、齿轮4—3、滑块制成y轴驱动装置4，y轴驱动装置4的y轴座板4—2上的滑块与x轴驱动装置3的x轴底梁3—5上的y轴滑轨3—3连接。y轴驱动装置4的y轴座板4—2下部安装有铰接装置14，铰接装置14由铰接座、铰接连杆和转轴组成。铰接连杆下部安装有伸缩杆装置9，伸缩杆装置9由圆锥定位头和伸缩装置组成，伸缩杆装置9为气缸、油缸或电动推杆，圆锥定位头设于伸缩杆装置9的输出端。y轴驱动装置4上的齿轮4—3与x轴驱动装置3上的y轴齿条3—4啮合传动，带动y轴驱动装置4在x轴驱动装置3上沿y轴往复滑动。至此，x轴驱动装置3和y轴驱动装置4在机架2上作x轴和y轴往复滑动，到达区域内的任一加热管。
本发明的自动换区和定位方法可采取如下的步骤完成：第一步在列管式加热器12圆周平面上选取一个区域作为清洗初始区域，任意选定一个定位孔为基准定位孔15，并沿圆周方向标记一系列定位孔13，每两个定位孔13之间的间距小于y轴驱动装置4在x轴驱动装置3上y轴向滑动有效范围，初始清洗区域上的定位孔13可单独设置，也可和基准定位孔15重合；第二步y轴驱动装置4和x轴驱动装置3在机架2上滑动，将y轴驱动装置4下部的铰接装置14和伸缩杆装置9移动到基准定位孔15的上方，伸缩杆装置9的圆锥定位头对准并插入基准定位孔15中，定位装置1的定位板伸出顶在加热器12的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架2的基准定位；第三步需要换区时，y轴驱动装置4和x轴驱动装置3在机架2上滑动，将y轴驱动装置4下部的伸缩杆装置9移动到定位孔13的上方，伸缩杆装置9将圆锥定位头插入定位孔13中；第四步机架2上定位装置1的定位板在定位驱动装置的带动下，脱离加热器12的罐壁面；第五步y轴驱动装置4带动伸缩杆装置9沿换区方向的相反方向滑动，此时，伸缩杆装置9的圆锥定位头在定位孔13中，无法移动，同时铰接机构14带动伸缩杆装置9在x轴方向摆动，和y轴驱动装置4的直线运动组合成圆弧运动，从而迫使机架2下部的中心旋转装置8绕加热器12的加热管中心的机架中心定位座7圆周转动，当机架2转动到设定的位置后，y轴驱动机构5停止滑动；第六步定位装置1的定位板伸出顶在加热器12的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架2的定位。铰接机构步骤重复第三步到第六步的步骤，可以实现装置在列管式加热器圆周方向上的自动换区和定位。

Claims (6)

1.一种清罐机器人自动换区和定位装置，其特征在于：包括定位装置（1）、机架（2）、脚轮（11）、x轴齿条（6）、y轴驱动装置（4）、y轴滑轨（3—3）、x轴滑轨Ⅰ（5）、x轴滑轨Ⅱ（10）、x轴驱动装置（3）、机架中心定位座（7）以及中心旋转装置(8），机架（2）下部安装有中心旋转装置(8)、脚轮（11）和定位装置（1），机架（2）上部安装有x轴齿条（6）、x轴滑轨（5）、x轴滑轨Ⅱ（10），x轴驱动装置（3）上的滑块与机架（2）上的x轴滑轨（5）和x轴滑轨Ⅱ（10）连接，y轴驱动装置（4）上的滑块与x轴驱动装置（3）上的y轴滑轨（3—3）连接， y轴驱动装置（4）下部安装有铰接装置（14）和伸缩杆装置（9）。
2.根据权利要求1所述的清罐机器人自动换区和定位装置，其特征在于：定位装置（1）为带定位板的气缸、油缸或电动推杆。
3.根据权利要求2所述的清罐机器人自动换区和定位装置，其特征在于：定位板为柔软性材料。
4.根据权利要求1所述的清罐机器人自动换区和定位装置，其特征在于：铰接装置（14）由铰接座、铰接连杆和转轴组成。
5.根据权利要求1所述的清罐机器人自动换区和定位装置，其特征在于：伸缩杆装置（9）由圆锥定位头和伸缩装置组成，伸缩装置为气缸、油缸或电动推杆，圆锥定位头连接于伸缩装置的输出端。
6.一种清罐机器人自动换区和定位装置的换区和定位方法，其特征在于:包括下述几个步骤：第一步在加热器（12）圆周平面上选取一个区域作为清洗初始区域，任意选定一个定位孔为基准定位孔（15），并沿圆周方向标记一系列定位孔（13），每两个定位孔（13）之间的间距小于y轴驱动装置（4）在x轴驱动装置（3）上沿y轴滑动有效范围，第二步y轴驱动装置（4）和x轴驱动装置（3）在机架（2）上滑动，将y轴驱动装置（4）下部的铰链装置（14）和伸缩杆装置（9）移动到基准定位孔（15）的上方，伸缩杆装置（9）的圆锥定位头对准并插入基准定位孔（15）中，定位装置（1）的定位板伸出顶在加热器（12）的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架（2）的基准定位；第三步需要换区时，y轴驱动装置（4）和x轴驱动装置（3）在机架（2）上滑动，将y轴驱动装置（4）下部的伸缩杆装置（9）移动到定位孔（13）的上方，伸缩杆装置（9）将圆锥定位头插入定位孔（13）中；第四步机架（2）上定位装置（1）的定位板脱离加热器（12）的罐壁面；第五步y轴驱动装置（4）带动伸缩杆装置（9）沿换区方向的相反方向滑动，此时，伸缩杆装置（9）的圆锥定位头在定位孔（13）中，无法移动，同时铰接装置（14）带动伸缩杆装置（9）在x轴方向摆动，和y轴驱动装置（4）的直线运动组合成圆弧运动，从而迫使机架（2）下部的中心旋转装置（8）绕加热器（12）的加热管中心的机架中心定位座（7）圆周转动，当机架（2）转动到设定的位置后，y轴驱动机构（4）停止滑动；第六步定位装置（1）的定位板伸出顶在加热器（12）的罐壁面，通过定位板和罐壁之间的摩擦力，实现机架（2）的定位，铰接装置（14）步骤重复第三步到第六步的步骤，可以实现装置在列管式加热器圆周方向上的自动换区和定位。
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