CN106989245A - 一种紫外光固化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紫外光固化机器人，包括车架，车架上设有行走轮，车架上还设有调整行走轮与管壁接触压力的压力调节装置；压力调节装置包括设置在车架上的下滑套，下滑套内设有滑杆孔，滑杆孔内滑动设有滑杆，滑杆远离下滑套的一端设有上滑套，上滑套上固定有调节轮；滑杆上固定有调节座，调节座位于上滑套和下滑套之间；调节座上设有电动伸缩杆，电动伸缩杆铰接有上连接杆和下连接杆，上连接杆与上滑套铰接，下连接杆与下滑套铰接；下滑套与车架之间设有压力传感器，调节座上安装有紫外灯。调节伸缩杆可实现调节轮和行走轮与管壁接触压力的调整；紫外灯设置在调整座上，调整伸缩杆时紫外灯保持在管道的中心区域，照射均匀、固化效果好。

Description

一种紫外光固化机器人

技术领域

本发明涉及机器人，尤其涉及一种紫外光固化机器人。

背景技术

运营数十年的排水管道极易被腐蚀、产生管身强度下降、断裂、错位及污水渗漏，待地层逐渐被淘空，就会出现我们经常会遇到的地面塌陷等市政事故，造成巨大的生命、财产损失。现场原位固化成型的CIPP技术主要有软管翻转法和软管拉入法两种安装工艺。由于以玻璃纤维浸渍树脂为主体材料的软管拉入法修复技术属有机无机复合材料，具有极高的抗拉、抗弯强度和弹性模量，与聚酯纤维毡等合成纤维制成的软管翻转法技术相比较，所能承受的负载要高很多，同等管线修复时软管拉入法的内衬层设计厚度要比软管翻转法低很多。所以，近年来玻璃纤维浸渍树脂的软管拉入法修复技术得到了市场广泛认同。在玻璃纤维浸渍树脂的软管拉入法修复施工中的树脂固化采用的工法有：紫外线(UV)固化工艺、加热固化工艺两大类。其中紫外线(UV)固化工艺与其他的热固化工艺相比，紫外线(UV)固化法具固化时间短，可低温固化等优点，称为新一代绿色工艺。因此，研发一款适合管道内衬紫外线固化工艺的机器人是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适于不同直径的管道，与管道接触压力可控且便于操作、专用于管道内衬固化的紫外光固化机器人。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种紫外光固化机器人，包括车架，所述车架上设有行走装置，所述行走装置包括设置在所述车架上的行走轮组；所述车架上还设有调整所述行走轮组与管壁接触压力的压力调节装置，所述压力调节装置包括设置在车架上的下滑套安装孔，所述下滑套安装孔的上端滑动配合有下滑套，所述下滑套包括伸出所述车架的上连接部和伸入所述下滑套安装孔的下连接部，所述上连接部的外径大于所述下连接部的外径且所述下连接部的外径与所述下滑套安装孔相适应；所述下滑套内设有滑杆孔，所述滑杆孔内滑动设有滑杆，所述滑杆远离所述下滑套的一端设有上滑套，所述上滑套上固定有调节轮；所述滑杆上固定有调节座，所述调节座位于所述上滑套和所述下滑套之间；所述调节座上设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆远离所述调节座的一端铰接有上连接杆和下连接杆，所述上连接杆远离所述电动伸缩杆的一端与所述上滑套铰接，所述下连接杆远离所述电动伸缩杆的一端与所述下滑套铰接；所述下滑套与所述车架之间设有压力传感器，所述调节座上安装有紫外灯。

作为优选的技术方案，所述调节座内设有调节腔，所述调节座上转动安装有传动杆，所述传动杆的延伸方向垂直于所述电动伸缩杆的延伸方向；所述传动杆的两端穿过所述调节腔的侧壁并伸出所述调节腔，所述传动杆位于所述调节腔内的部分固定有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮啮合有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮固定在第一伺服电机的输出轴上；所述传动杆伸出所述调节腔的两端为设有外螺纹的螺杆，所述螺杆的外侧套装有螺套，所述紫外灯固定在所述螺套远离所述调节座的一端；所述螺套的外侧套装有防止所述螺套转动的防转套，所述防转套固定在所述调节座上。

作为优选的技术方案，所述防转套的内侧壁上设有防转槽，所述螺套的外侧壁上设有放转台，所述放转台伸入所述防转槽内。

作为优选的技术方案，还包括位于所述滑杆下端且对所述滑杆支撑的支撑装置，所述支撑装置包括转动安装在所述滑杆下端的顶紧块，所述顶紧块上设有外螺纹，所述下滑套安装孔内设有与所述顶紧块相配合的内螺纹，所述顶紧块旋合在所述下滑套安装孔内；所述滑杆内设有内腔，所述内腔内转动安装有驱动轴，所述驱动轴转动安装在所述调整座上，所述驱动轴伸入所述调整腔内的一端设有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮固定在第二伺服电机的输出轴上。

作为优选的技术方案，所述下滑套和所述上滑套上设有温度传感器，至少所述上滑套上固定有摄像头；还包括微机控制系统，所述摄像头、所述温度传感器、所述压力传感器、所述第一伺服电机、所述第二伺服电机及驱动所述电动伸缩杆的第三伺服电机均与所述微机控制系统连接；所述微机控制系统依据所述压力传感器的信号来控制第三伺服电机的运行，实现所述电动伸缩杆伸缩控制，调整所述行走轮组和所述调节轮与管壁之间的接触压力；所述微机控制系统依据所述温度传感器的数据控制行走轮的转动速度。

作为优选的技术方案，所述紫外灯为圆柱形灯管。

作为优选的技术方案，所述上连接杆和所述下连接杆的长度相等，所述上连接杆的上铰接端与所述滑杆的距离等于所述下连接杆的下铰接端与所述滑杆的距离。

作为优选的技术方案，所述车架的前端设有照明灯。

作为优选的技术方案，所述行走轮组包括位于所述车架前端的前轮组和位于所述车架后端的后轮组，所述前轮组包括分别位于所述车架两侧的两前轮，所述后轮组包括分别位于所述车架两侧的两后轮，所述后轮的外径大于所述前轮的外径。

由于采用了上述技术方案，一种紫外光固化机器人，通过调节伸缩杆可实现上滑套和下滑套之间距离调整，进而促使调节轮和行走轮以更合适的压力与管壁接触；同时，位于车架两侧的行走轮及调节轮的设置使得机器人在管道内运行平稳。紫外灯设置在调整座上，当上滑套和下滑套的距离变大时，调整座相对下滑套的距离也变大，使得紫外灯保持在管道的中心区域，紫外灯对管道整个周向上的照射均匀，固化效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中A区域的放大视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图3中B区域的放大视图。

图中：1-前轮；2-后轮；3-车架；4-下滑套；5-调节座；6-滑杆；7-上滑套；8-调节轮；9-上连接杆；10-电动伸缩杆；11-下连接杆；12-顶紧块；13-驱动轴；14-传动杆；15-紫外灯；16-螺套；501-第二驱动齿轮；502-第二伺服电机；503-第二从动齿轮；504-第三伺服电机；505-第三驱动齿轮；506-第三从动齿轮；507-第一从动齿轮；508-第一驱动齿轮；509-第一从动齿轮。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，一种紫外光固化机器人，包括车架3，所述车架3的前端设有照明灯，照明灯为机器人行驶照明。所述车架3上设有行走装置，所述行走装置包括设置在所述车架3上的行走轮组，所述行走轮组包括位于所述车架3前端的前轮组和位于所述车架3后端的后轮组，所述前轮组包括分别位于所述车架3两侧的两前轮1，所述后轮组包括分别位于所述车架3两侧的两后轮2，所述后轮2的外径大于所述前轮1的外径。1前轮是引导机器人前进方向的,前轮1做得小且窄,方便机器人调整方向。后轮2做得宽且大,与管道内壁的接触面大,动力性能好。行走装置由设置在车架3上的电动机驱动，最好为后驱式。

所述车架3上还设有调整所述行走轮组与管壁接触压力的压力调节装置，所述压力调节装置包括设置在车架3上的下滑套安装孔，所述下滑套安装孔的上端滑动配合有下滑套4，所述下滑套4与所述车架3之间设有压力传感器。所述下滑套4包括伸出所述下滑套安装孔的上连接部和伸入所述下滑套安装孔的下连接部，所述上连接部的外径大于所述下连接部的外径且所述下连接部的外径与所述下滑套安装孔相适应；所述压力传感器位于所述上连接部与车架的上表面之间。所述下滑套4内设有滑杆孔，所述滑杆孔内滑动设有滑杆6，所述滑杆6远离所述下滑套4的一端设有上滑套7，所述上滑套7上固定有调节轮8。所述滑杆6上固定有调节座5，所述调节座5位于所述上滑套7和所述下滑套4之间；所述调节座5上设有电动伸缩杆10，电动伸缩杆10通过第三从动齿轮506和第三驱动齿轮505与第三伺服电机504连接，由第三伺服电机504驱动电动伸缩杆10的伸缩。所述电动伸缩杆10远离所述调节座5的一端铰接有上连接杆9和下连接杆11，所述上连接杆9远离所述电动伸缩杆10的一端与所述上滑套7铰接，所述下连接杆11远离所述电动伸缩杆10的一端与所述下滑套4铰接。优选的，所述上连接杆9和所述下连接杆11的长度相等，所述上连接杆9的上端与所述滑杆6的距离等于所述下连接杆11的下端与所述滑杆6的距离。调节座5处于上滑套7和下滑套4的中间，所述调节座上安装有紫外灯15，所述紫外灯15优选为圆柱形灯管。当电动伸缩杆伸缩时，调节座5始终处于管道的中心区域，保证了紫外灯15的对管道的照射效果，保证了管道内城的固化效果，固化均匀，不起泡。

所述调节座5内设有调节腔，所述调节座5上转动安装有传动杆14，所述传动杆14的延伸方向垂直于所述电动伸缩杆10的延伸方向；所述传动杆14的两端穿过所述调节腔的侧壁并伸出所述调节腔，所述传动杆14位于所述调节腔内的部分固定有第一从动齿轮507，所述第一从动齿轮507啮合有第一驱动齿轮508，所述第一驱动齿轮507固定在第一伺服电机509的输出轴上。所述传动杆14伸出所述调节腔的两端为设有外螺纹的螺杆，所述螺杆的外侧套装有螺套16，所述紫外灯15固定在所述螺套16远离所述调节座5的一端。所述螺套16的外侧套装有防止所述螺套16转动的防转套17，所述防转套17固定在所述调节座5上。所述防转套17的内侧壁上设有防转槽18，所述螺套16的外侧壁上设有放转台19，所述放转台19伸入所述防转槽18内。第一伺服电机509驱动传动杆14转动，进而实现螺套16相对螺杆的轴向移动，调整两个紫外灯15之间的距离。

还包括位于所述滑杆6下端且对所述滑杆6支撑的支撑装置，所述支撑装置包括转动安装在所述滑杆下端的顶紧块12，所述顶紧块12上设有外螺纹，所述下滑套安装孔内设有与所述顶紧块12相配合的内螺纹，所述顶紧块12旋合在所述下滑套安装孔内。所述滑杆6内设有内腔，所述内腔内转动安装有驱动轴13，所述驱动轴13转动安装在所述调整座5上，所述驱动轴13伸入所述调整腔内的一端设有第二从动齿轮503，所述第二从动齿轮503啮合有第二驱动齿轮501，所述第二驱动齿轮501固定在第二伺服电机502的输出轴上。

所述下滑套4和所述上滑套7上设有温度传感器，用来测量内衬的固化温度，观察固化效果。所述上滑套7上固定有摄像头，用来供操作人员观察管内情况及固化效果。还包括微机控制系统，所述摄像头、所述温度传感器、所述压力传感器、所述第一伺服电机509、所述第二伺服电机502及所述电动伸缩杆10的第三伺服电机504均与所述微机控制系统连接；所述微机控制系统依据所述压力传感器的信号来控制所述电动伸缩杆10的第三伺服电机504的运行，实现所述电动伸缩杆10伸缩控制，调整所述行走轮组和所述调节轮8与管壁之间的接触压力；同时，微机控制系统还需结合滑杆6上下移动的需要控制第二伺服电机502的运行，保证滑杆6滑动顺畅且顶紧块12对滑杆6支撑。所述微机控制系统依据温度传感器的数据控制机器人的前进速度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种紫外光固化机器人，其特征在于：包括车架，所述车架上设有行走装置，所述行走装置包括设置在所述车架上的行走轮组；所述车架上还设有调整所述行走轮组与管壁接触压力的压力调节装置，所述压力调节装置包括设置在车架上的下滑套安装孔，所述下滑套安装孔的上端滑动配合有下滑套，所述下滑套包括伸出所述车架的上连接部和伸入所述下滑套安装孔的下连接部，所述上连接部的外径大于所述下连接部的外径且所述下连接部的外径与所述下滑套安装孔相适应；所述下滑套内设有滑杆孔，所述滑杆孔内滑动设有滑杆，所述滑杆远离所述下滑套的一端设有上滑套，所述上滑套上固定有调节轮；所述滑杆上固定有调节座，所述调节座位于所述上滑套和所述下滑套之间；所述调节座上设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆远离所述调节座的一端铰接有上连接杆和下连接杆，所述上连接杆远离所述电动伸缩杆的一端与所述上滑套铰接，所述下连接杆远离所述电动伸缩杆的一端与所述下滑套铰接；所述下滑套与所述车架之间设有压力传感器，所述调节座上安装有紫外灯。

2.如权利要求1所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述调节座内设有调节腔，所述调节座上转动安装有传动杆，所述传动杆的延伸方向垂直于所述电动伸缩杆的延伸方向；所述传动杆的两端穿过所述调节腔的侧壁并伸出所述调节腔，所述传动杆位于所述调节腔内的部分固定有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮啮合有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮固定在第一伺服电机的输出轴上；所述传动杆伸出所述调节腔的两端为设有外螺纹的螺杆，所述螺杆的外侧套装有螺套，所述紫外灯固定在所述螺套远离所述调节座的一端；所述螺套的外侧套装有防止所述螺套转动的防转套，所述防转套固定在所述调节座上。

3.如权利要求2所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述防转套的内侧壁上设有防转槽，所述螺套的外侧壁上设有放转台，所述放转台伸入所述防转槽内。

4.如权利要求1至3中任一项所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：还包括位于所述滑杆下端且对所述滑杆支撑的支撑装置，所述支撑装置包括转动安装在所述滑杆下端的顶紧块，所述顶紧块上设有外螺纹，所述下滑套安装孔内设有与所述顶紧块相配合的内螺纹，所述顶紧块旋合在所述下滑套安装孔内；所述滑杆内设有内腔，所述内腔内转动安装有驱动轴，所述驱动轴转动安装在所述调整座上，所述驱动轴伸入所述调整腔内的一端设有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮固定在第二伺服电机的输出轴上。

5.如权利要求4所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述下滑套和所述上滑套上设有温度传感器，至少所述上滑套上固定有摄像头；还包括微机控制系统，所述摄像头、所述温度传感器、所述压力传感器、所述第一伺服电机、所述第二伺服电机及驱动所述电动伸缩杆的第三伺服电机均与所述微机控制系统连接；所述微机控制系统依据所述压力传感器的信号来控制第三伺服电机的运行，实现所述电动伸缩杆伸缩控制，调整所述行走轮组和所述调节轮与管壁之间的接触压力；所述微机控制系统依据所述温度传感器的数据控制行走轮的转动速度。

6.如权利要求1所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述紫外灯为圆柱形灯管。

7.如权利要求1所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述上连接杆和所述下连接杆的长度相等，所述上连接杆的上铰接端与所述滑杆的距离等于所述下连接杆的下铰接端与所述滑杆的距离。

8.如权利要求1所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述车架的前端设有照明灯。

9.如权利要求1所述的一种紫外光固化机器人，其特征在于：所述行走轮组包括位于所述车架前端的前轮组和位于所述车架后端的后轮组，所述前轮组包括分别位于所述车架两侧的两前轮，所述后轮组包括分别位于所述车架两侧的两后轮，所述后轮的外径大于所述前轮的外径。