CN109318100A - 一种管道内壁除锈机器人 - Google Patents

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Abstract

一种管道内壁除锈机器人，包括执行机构、驱动机构和导向机构；由驱动机构带动机器人移动，导向机构用于控制机器人的移动方向，除锈机构用于对管道内壁的锈蚀进行清除。本发明提供一种管道内壁除锈机器人，能够满足各种不同内径管道的除锈需求，而且适用于弯管内壁除锈，无需人工干预，加工效率高。

Description

一种管道内壁除锈机器人
技术领域
本发明涉及管道加工设备领域，具体的说是一种管道内壁除锈机器人。
背景技术
钢管、铸铁管等管道在我国的石油、化工、给排水、电站、造纸、皮革、通风及抽拔腐蚀性气体烟囱等技术领域应用非常广泛，但钢管、铸铁管均为电的良导体，在储存、使用过程中，会因化学、电化学的作用产生局部电池反应，表面极易生锈，对输送介质往往会产生污染，因而，常需对其表面进行特殊防锈、除锈处理。
在以往的对钢管道内壁进行除锈作业时，通常使用抛丸除锈机或者软轴和砂轮。使用的抛丸除锈机需要单独建立除锈作业线，设备需要单独的供砂装置，回砂装置等大量附件，无法单独使用，除锈作业的效率偏低，且本身结构庞大，搬运和操作都非常繁琐，价格昂贵，长期以来，在对钢管道进行内壁除锈作业中，浪费了大量的人力，物力和财力。而利用软轴带动砂轮进行除锈的方式，又不太适合长管道的除锈。此外，这两种方式在除锈的过程中都存在一定的随机性，可能会导致局部磨损或者局部未除净。
在自动化和智能化高速发展的今天，机器人在各行各业中逐渐发挥出巨大的作用，采用机器人作业，具有效率高、节约人力、长期成本低等优点。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种管道内壁除锈机器人，能够满足各种不同内径管道的除锈需求，而且适用于弯管内壁除锈，无需人工干预，加工效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种管道内壁除锈机器人，其特征在于：包括执行机构、驱动机构和导向机构；
所述执行机构包括呈正方体状的第一基体，所述第一基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第一气缸，所述第一气缸驱动连接有第一基板，在所述第一基板上并列固设有两个第一夹板，两个所述第一夹板之间固定设置有安装板，所述安装板固定连接有一个砂板；
所述驱动机构包括呈正方体状的第二基体，所述第一基体与所述第二基体通过中控装置相连接，所述第二基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第二气缸，所述第二气缸驱动连接有第二基板，在第二基板上并列固设有两个第二夹板，两个所述第二夹板之间转动设置有主动轮，其中一个第二夹板上固定设置有第一电机，所述第一电机用于驱动所述主动轮转动；
所述导向机构包括呈正方体状的第三基体，所述第三基体与所述第二基体转动连接，所述第三基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第三气缸，所述第三气缸驱动连接有第三基板，所述第三基板上并列固设有两个第三夹板，两个所述第三夹板之间转动设置有从动轮；
所述中控装置包括壳体，在所述壳体内固定设置有第二电机，所述第二电机驱动所述第一基体转动，并依次通过所述第一气缸、所述第一基板、所述第一夹板和所述安装板带动所述砂板转动，所述壳体内还设置有电池组和控制器，所述控制器与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸、所述第一电机和所述第二电机电连接。
所述壳体上开设有穿线孔。
所述第二基体上固定设置有两个第一连接板，两个所述第一连接板均朝向所述第三基体并且相互平行，所述第三基体上固定设置有一个第二连接板，所述第二连接板朝向所述第二基体并插入到两个所述第一连接板之间，两个所述第一连接板和所述第二连接板通过销轴转动连接。
所述砂板的朝向所述导向机构的一侧设置有缩径部。
所述第一气缸、所述第二气缸和所述第三气缸内均设置有压力传感器。
本发明能够自动适应管道内径，满足不同内径管道的除锈需要；无需人工操作，能够节省大量人力成本；导向机构和驱动机构之间是转动连接，因此能够满足弯管的除锈需要；无需额外的线缆供电，结构更加简单便携，而且适用于长管道的除锈需要。
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是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的中控装置示意图；
图3是本发明的砂板示意图。
附图标记：1-第一基体，2-第一气缸，3-第一基板，4-第一夹板，5-安装板，6-砂板，601-缩径部，7-中控装置，701-穿线孔，8-第二夹板，9-第二基板，10-第二气缸，11-第二基体，12-第一电机，13-主动轮，14-第一连接板，15-第二连接板，16-第三基体，17-第三气缸，18-第三基板，19-第三夹板，20-从动轮，21-第二电机，22-电池组，23-控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的中控装置示意图；图3是本发明的砂板示意图。
一种管道内壁除锈机器人，其特征在于：包括执行机构、驱动机构和导向机构。
执行机构包括呈正方体状的第一基体1，第一基体1的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第一气缸2，第一气缸2驱动连接有第一基板3，在第一基板3上并列固设有两个第一夹板4，两个第一夹板4之间固定设置有安装板5，安装板5固定连接有一个砂板6。
驱动机构包括呈正方体状的第二基体11，第一基体1与第二基体11通过中控装置7相连接，第二基体11的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第二气缸10，第二气缸10驱动连接有第二基板9，在第二基板9上并列固设有两个第二夹板8，两个第二夹板8之间转动设置有主动轮13，其中一个第二夹板8上固定设置有第一电机12，第一电机12用于驱动主动轮13转动。
导向机构包括呈正方体状的第三基体16，第三基体16与第二基体11转动连接，第三基体16的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第三气缸17，第三气缸17驱动连接有第三基板18，第三基板18上并列固设有两个第三夹板19，两个第三夹板19之间转动设置有从动轮20。
中控装置7包括壳体，在壳体内固定设置有第二电机21，第二电机21驱动第一基体1转动，并依次通过第一气缸2、第一基板3、第一夹板4和安装板5带动砂板6转动，壳体内还设置有电池组22和控制器23，控制器23与第一气缸2、第二气缸10、第三气缸17、第一电机12和第二电机21电连接。
壳体上开设有穿线孔701，控制器23与第一气缸2、第二气缸10、第三气缸17、第一电机12和第二电机21之间的连接线均从穿线孔701中穿出。
第二基体11上固定设置有两个第一连接板14，两个第一连接板14均朝向第三基体16并且相互平行，第三基体16上固定设置有一个第二连接板15，第二连接板15朝向第二基体11并插入到两个第一连接板14之间，两个第一连接板14和第二连接板15通过销轴转动连接。
砂板6为弧形板，砂板6的朝向导向机构的一侧设置有缩径部601，因为加工过程中管道内壁上可能出现凸起，设置缩径部601，能够将这些凸起磨平，避免卡死机器人或者对砂板6造成损伤。
第一气缸2、第二气缸10和第三气缸17内均设置有压力传感器。
在进行除锈时，首先将导向机构和驱动机构放到管道中，然后在控制器23的作用下，四个第二气缸2和四个第三气缸17同步输出，并带动主动轮13和从动轮20移动，当四个主动轮13和四个从动轮20均抵在管道内壁上之后，第二气缸2和第三气缸17内的压力传感器会感应到压力，在控制器23的作用下，第二气缸2和第三气缸17停止输出。然后控制器23控制四个第一电机12带动四个主动轮13转动，从而驱动机器人在管道内移动。随着机器人的移动，带动执行机构进入到管道内，然后由控制器23控制第二电机21驱动第一基体1转动，然后带动砂板6转动对管道内壁的铁锈进行清除。当遇到管道弯曲时，因为导向机构和驱动机构是转动连接的，所以不会对机器人的行进产生影响。当机器人到达管道末端之后，驱动机构带动导向机构和除锈机构继续移动，然后导向机构和除锈机构首先从管道中脱离，除锈机构继续工作，直到除锈机构将管道内壁完全处理完成之后在驱动机构的作用下自动从管道中脱离。
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种管道内壁除锈机器人，其特征在于：包括执行机构、驱动机构和导向机构；
所述执行机构包括呈正方体状的第一基体，所述第一基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第一气缸，所述第一气缸驱动连接有第一基板，在所述第一基板上并列固设有两个第一夹板，两个所述第一夹板之间固定设置有安装板，所述安装板固定连接有一个砂板；
所述驱动机构包括呈正方体状的第二基体，所述第一基体与所述第二基体通过中控装置相连接，所述第二基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第二气缸，所述第二气缸驱动连接有第二基板，在第二基板上并列固设有两个第二夹板，两个所述第二夹板之间转动设置有主动轮，其中一个第二夹板上固定设置有第一电机，所述第一电机用于驱动所述主动轮转动；
所述导向机构包括呈正方体状的第三基体，所述第三基体与所述第二基体转动连接，所述第三基体的四个首尾依次连接的侧壁上各固定设置有一个第三气缸，所述第三气缸驱动连接有第三基板，所述第三基板上并列固设有两个第三夹板，两个所述第三夹板之间转动设置有从动轮；
所述中控装置包括壳体，在所述壳体内固定设置有第二电机，所述第二电机驱动所述第一基体转动，并依次通过所述第一气缸、所述第一基板、所述第一夹板和所述安装板带动所述砂板转动，所述壳体内还设置有电池组和控制器，所述控制器与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸、所述第一电机和所述第二电机电连接。
2.如权利要求1所述的管道内壁除锈机器人，其特征在于：所述壳体上开设有穿线孔。
3.如权利要求1所述的管道内壁除锈机器人，其特征在于：所述第二基体上固定设置有两个第一连接板，两个所述第一连接板均朝向所述第三基体并且相互平行，所述第三基体上固定设置有一个第二连接板，所述第二连接板朝向所述第二基体并插入到两个所述第一连接板之间，两个所述第一连接板和所述第二连接板通过销轴转动连接。
4.如权利要求1所述的管道内壁除锈机器人，其特征在于：所述砂板的朝向所述导向机构的一侧设置有缩径部。
5.如权利要求1所述的一种管道内壁除锈机器人，其特征在于：所述第一气缸、所述第二气缸和所述第三气缸内均设置有压力传感器。
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