CN111230618A - 一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人 - Google Patents
一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，包括机体，所述机体内上下对称设有伸缩装置，所述伸缩装置包括上下对称设于所述机体上下两端面内的伸缩腔，所述伸缩腔内能够上下滑动的设有伸缩板，上侧所述伸缩板上端与下侧所述伸缩板下端分别延伸至所述机体上下两侧，本发明通过伸缩调节适用于不同大小管径的大孔径管道内壁抛光，并且能对打磨产生的粉尘进行吸收，通过巧妙的结构设计，只通过两个电机即可完成伸缩调节，并提供抛光、驱动、吸尘所需的动力，在进行伸缩调节时可限制旋转块的转动，并且在工作时，通过一个电机可同时给抛光、驱动以及吸尘同时提供动力，控制极其方便，且稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及打磨抛光领域，具体为一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人。
背景技术
很多零件或工件在生产过程中，对表面的摩擦度具有一定的要求，一般采用抛光的方式来降低摩擦度，使表面更加平整，一般对于外表面或小孔径管道内壁进行打磨抛光较为方便，但是对于大孔径管道内壁进行抛光就较为麻烦，需要沿着管道的内壁一圈一圈的进行抛光，抛光路径较长，效率较低，即使有的设备虽然能实现大孔径管道内壁的快速抛光，但是控制对象较多，使用较为麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，用于克服现有技术中的上述缺陷。
根据本发明的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，包括机体，所述机体内上下对称设有伸缩装置，所述伸缩装置包括上下对称设于所述机体上下两端面内的伸缩腔，所述伸缩腔内能够上下滑动的设有伸缩板，上侧所述伸缩板上端与下侧所述伸缩板下端分别延伸至所述机体上下两侧，所述伸缩板延伸至所述机体外侧部分前后两端面左右对称且转动连接有滚轮，所述伸缩板内左侧设有用于驱动位于左侧的所述滚轮滚动的驱动机构，所述机体左侧设有抛光装置，所述抛光装置包括转动连接于所述机体左端面中心位置的旋转块，所述旋转块外圆面上下前后四端环形阵列且固定设有固定杆，所述固定杆内设有开口向远离所述旋转块的滑杆腔，所述滑杆腔内滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离所述旋转块一端延伸至所述固定杆外并固定设有用于抛光的抛光板，所述旋转块内绕着圆心环形阵列设有左右贯穿的吸尘口，所述机体左端面固定设有将所述吸尘口右侧进行密封的固定环，所述固定环内设有环形的开口向左的并与所述吸尘口右侧连通的集尘口，所述机体内前侧设有吸尘装置，所述吸尘装置包括设于上侧所述伸缩腔前侧的吸尘腔，所述机体内右侧设有集尘腔，所述吸尘腔下壁与所述集尘口右壁前端之间连通有吸尘管道，所述吸尘腔上壁与所述集尘腔前壁上端之间连通设有输尘管道，所述机体内中间设有用于控制整体的控制装置。
进一步的技术方案，所述伸缩腔相互靠近一侧内壁右端转动连接有螺纹连接于所述伸缩板内右侧的右伸缩螺杆。
进一步的技术方案，所述驱动机构包括设于伸缩板内并未与左侧前后两个所述滚轮之间的锥齿轮腔，所述锥齿轮腔前后壁之间转动连接有固定连接于所述滚轮转动中心的驱动轴，所述驱动轴外圆面且于所述锥齿轮腔内固定设有从动锥齿轮，所述锥齿轮腔靠近所述机体一侧内壁后侧转动连接有啮合于所述从动锥齿轮的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮轴心固定设有贯穿所述伸缩板的花键孔轴，所述花键孔轴内花键连接有转动连接于所述伸缩腔相互靠近一侧内壁的花键轴。
进一步的技术方案，所述滑杆腔靠近所述旋转块一侧内壁转动连接有螺纹连接于所述伸缩杆内的左伸缩螺杆，所述旋转块内设有同步腔，所述左伸缩螺杆靠近环形阵列中心一端延伸至所述同步腔内固定设有同步锥齿轮，所述同步腔右壁中心转动连接有同时啮合于四个所述同步锥齿轮的动力锥齿轮。
进一步的技术方案，所述控制装置包括设于所述机体内中心位置左侧的减速腔，所述减速腔左壁转动连接有蜗杆，所述蜗杆左端延伸至所述机体左侧并固定连接于所述旋转块右端面中心，所述蜗杆右端固定设有左啮合直齿轮，所述蜗杆与所述左啮合直齿轮内左右贯穿设有通轴孔，所述蜗杆后端相啮合的设有转动连接于所述减速腔上下壁之间的蜗轮，上下两侧所述花键轴相对一端延伸至所述减速腔内并固定连接于所述蜗轮轴心。
进一步的技术方案，所述减速腔右侧设有位于上下两侧所述右伸缩螺杆之间的传动腔，所述传动腔左壁转动连接有右啮合直齿轮，所述右啮合直齿轮右端固定设有传动锥齿轮，上下两侧所述右伸缩螺杆相对一端延伸至所述传动腔内固定设有啮合于所述传动锥齿轮的伸缩锥齿轮，所述右啮合直齿轮轴心固定设有传动轴，所述传动轴左端穿过所述通轴孔且延伸至所述同步腔内并固定连接于所述动力锥齿轮轴心。
进一步的技术方案，所述减速腔与所述传动腔前侧连通设有同一个切换腔，所述切换腔内左右滑动连接有切换块，所述切换块内固定设有动力电机，所述动力电机左端动力连接有能够与所述左啮合直齿轮、所述右啮合直齿轮前端切换啮合的动力直齿轮，所述切换腔下壁连通设有控制腔，所述控制腔内左右滑动连接有固定连接于所述切换块下端的控制块，所述控制腔左右壁之间转动连接有螺纹连接于所述控制块内的控制螺杆，所述控制腔左壁内固定设有控制电机，所述控制螺杆左端动力连接于所述控制电机。
进一步的技术方案，所述切换块左端面前端固定设有位于所述动力直齿轮前侧的连杆，所述连杆左端固定设有卡杆，所述卡杆后端能够将所述左啮合直齿轮前端卡住。
进一步的技术方案，所述吸尘腔位于所述切换腔上方，所述吸尘腔左右壁之间转动连接有吸尘轴，所述吸尘轴外圆面固定设有吸尘叶，所述吸尘腔左侧设有连通于所述切换腔上侧的直齿轮腔，所述吸尘轴左端延伸至所述直齿轮腔内固定设有从动直齿轮，所述从动直齿轮下端相啮合的设有转动连接于所述直齿轮腔左右壁之间的传动直齿轮，所述从动直齿轮、所述传动直齿轮与所述左啮合直齿轮位于同一平面内，所述传动直齿轮能够与所述左啮合直齿轮同时啮合于所述动力直齿轮。
进一步的技术方案，所述内下端部分前后两端固定设有重力块，所述重力块用于调整所述机体的重心保持垂直，并且确保所述机体在管道内保持垂直。
本发明的有益效果是：本发明通过伸缩调节适用于不同大小管径的大孔径管道内壁抛光，并且能对打磨产生的粉尘进行吸收，通过巧妙的结构设计，只通过两个电机即可完成伸缩调节，并提供抛光、驱动、吸尘所需的动力，在进行伸缩调节时可限制旋转块的转动，并且在工作时，通过一个电机可同时给抛光、驱动以及吸尘同时提供动力，控制极其方便，且稳定性高。
附图说明
图1是本发明的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人所使用装置的内部整体结构示意图；
图2是图1中“A-A”方向的结构示意图；
图3是图1中“B-B”方向的结构示意图；
图4是图1中“C-C”方向的结构示意图；
图5是图4中“D-D”方向的结构示意图；
图6是图1中“E-E”方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-6对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
参照图1-6，根据本发明的实施例的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，包括机体11，所述机体11内上下对称设有伸缩装置101，所述伸缩装置101包括上下对称设于所述机体11上下两端面内的伸缩腔12，所述伸缩腔12内能够上下滑动的设有伸缩板13，上侧所述伸缩板13上端与下侧所述伸缩板13下端分别延伸至所述机体11上下两侧，所述伸缩板13延伸至所述机体11外侧部分前后两端面左右对称且转动连接有滚轮14，所述伸缩板13内左侧设有用于驱动位于左侧的所述滚轮14滚动的驱动机构102，所述机体11左侧设有抛光装置103，所述抛光装置103包括转动连接于所述机体11左端面中心位置的旋转块15，所述旋转块15外圆面上下前后四端环形阵列且固定设有固定杆16，所述固定杆16内设有开口向远离所述旋转块15的滑杆腔17，所述滑杆腔17内滑动连接有伸缩杆18，所述伸缩杆18远离所述旋转块15一端延伸至所述固定杆16外并固定设有用于抛光的抛光板19，所述旋转块15内绕着圆心环形阵列设有左右贯穿的吸尘口20，所述机体11左端面固定设有将所述吸尘口20右侧进行密封的固定环21，所述固定环21内设有环形的开口向左的并与所述吸尘口20右侧连通的集尘口22，所述机体11内前侧设有吸尘装置104，所述吸尘装置104包括设于上侧所述伸缩腔12前侧的吸尘腔23，所述机体11内右侧设有集尘腔24，所述吸尘腔23下壁与所述集尘口22右壁前端之间连通有吸尘管道25，所述吸尘腔23上壁与所述集尘腔24前壁上端之间连通设有输尘管道26，所述机体11内中间设有用于控制整体的控制装置105。
有益地，所述伸缩腔12相互靠近一侧内壁右端转动连接有螺纹连接于所述伸缩板13内右侧的右伸缩螺杆33。
有益地，所述驱动机构102包括设于伸缩板13内并未与左侧前后两个所述滚轮14之间的锥齿轮腔27，所述锥齿轮腔27前后壁之间转动连接有固定连接于所述滚轮14转动中心的驱动轴28，所述驱动轴28外圆面且于所述锥齿轮腔27内固定设有从动锥齿轮29，所述锥齿轮腔27靠近所述机体11一侧内壁后侧转动连接有啮合于所述从动锥齿轮29的主动锥齿轮30，所述主动锥齿轮30轴心固定设有贯穿所述伸缩板13的花键孔轴31，所述花键孔轴31内花键连接有转动连接于所述伸缩腔12相互靠近一侧内壁的花键轴32。
有益地，所述滑杆腔17靠近所述旋转块15一侧内壁转动连接有螺纹连接于所述伸缩杆18内的左伸缩螺杆34，所述旋转块15内设有同步腔35，所述左伸缩螺杆34靠近环形阵列中心一端延伸至所述同步腔35内固定设有同步锥齿轮36，所述同步腔35右壁中心转动连接有同时啮合于四个所述同步锥齿轮36的动力锥齿轮37。
有益地，所述控制装置105包括设于所述机体11内中心位置左侧的减速腔38，所述减速腔38左壁转动连接有蜗杆39，所述蜗杆39左端延伸至所述机体11左侧并固定连接于所述旋转块15右端面中心，所述蜗杆39右端固定设有左啮合直齿轮40，所述蜗杆39与所述左啮合直齿轮40内左右贯穿设有通轴孔41，所述蜗杆39后端相啮合的设有转动连接于所述减速腔38上下壁之间的蜗轮42，上下两侧所述花键轴32相对一端延伸至所述减速腔38内并固定连接于所述蜗轮42轴心。
有益地，所述减速腔38右侧设有位于上下两侧所述右伸缩螺杆33之间的传动腔43，所述传动腔43左壁转动连接有右啮合直齿轮44，所述右啮合直齿轮44右端固定设有传动锥齿轮45，上下两侧所述右伸缩螺杆33相对一端延伸至所述传动腔43内固定设有啮合于所述传动锥齿轮45的伸缩锥齿轮46，所述右啮合直齿轮44轴心固定设有传动轴47，所述传动轴47左端穿过所述通轴孔41且延伸至所述同步腔35内并固定连接于所述动力锥齿轮37轴心。
有益地，所述减速腔38与所述传动腔43前侧连通设有同一个切换腔48，所述切换腔48内左右滑动连接有切换块49，所述切换块49内固定设有动力电机50，所述动力电机50左端动力连接有能够与所述左啮合直齿轮40、所述右啮合直齿轮44前端切换啮合的动力直齿轮51，所述切换腔48下壁连通设有控制腔52，所述控制腔52内左右滑动连接有固定连接于所述切换块49下端的控制块53，所述控制腔52左右壁之间转动连接有螺纹连接于所述控制块53内的控制螺杆54，所述控制腔52左壁内固定设有控制电机55，所述控制螺杆54左端动力连接于所述控制电机55。
有益地，所述切换块49左端面前端固定设有位于所述动力直齿轮51前侧的连杆56，所述连杆56左端固定设有卡杆57，所述卡杆57后端能够将所述左啮合直齿轮40前端卡住。
有益地，所述吸尘腔23位于所述切换腔48上方，所述吸尘腔23左右壁之间转动连接有吸尘轴58，所述吸尘轴58外圆面固定设有吸尘叶59，所述吸尘腔23左侧设有连通于所述切换腔48上侧的直齿轮腔60，所述吸尘轴58左端延伸至所述直齿轮腔60内固定设有从动直齿轮61，所述从动直齿轮61下端相啮合的设有转动连接于所述直齿轮腔60左右壁之间的传动直齿轮62，所述从动直齿轮61、所述传动直齿轮62与所述左啮合直齿轮40位于同一平面内，所述传动直齿轮62能够与所述左啮合直齿轮40同时啮合于所述动力直齿轮51。
有益地，所述内下端部分前后两端固定设有重力块65，所述重力块65用于调整所述机体11的重心保持垂直，并且确保所述机体11在管道内保持垂直。
初始状态时，伸缩板13缩于伸缩腔12内，伸缩杆18缩于滑杆腔17内，切换块49位于左极限位置，动力直齿轮51与左啮合直齿轮40、传动直齿轮62相啮合。
抛光时，将本机器人装置放置于管道内，启动控制电机55并带动控制螺杆54转动，通过螺纹连接带动控制块53右移，进而带动切换块49右移至动力直齿轮51与右啮合直齿轮44啮合，此时动力直齿轮51与左啮合直齿轮40、传动直齿轮62脱离啮合，且卡杆57右移至左啮合直齿轮40前侧并将左啮合直齿轮40前端进行卡死，进而限制旋转块15转动，此时启动动力电机50并带动动力直齿轮51转动，通过齿轮啮合带动右啮合直齿轮44转动并带动传动锥齿轮45与传动轴47转动，传动锥齿轮45通过齿轮啮合带动伸缩锥齿轮46转动并带动右伸缩螺杆33转动，通过螺纹连接带动伸缩板13伸出伸缩腔12，直至滚轮14远离机体11一端与管道内壁抵紧，同时传动轴47带动动力锥齿轮37转动，通过齿轮啮合带动同步锥齿轮36转动并带动左伸缩螺杆34转动，通过螺纹连接带动伸缩杆18伸出滑杆腔17，进而带动抛光板19与管道内壁抵紧，此时控制切换块49复位并启动动力电机50,动力直齿轮51通过螺纹连接带动左啮合直齿轮40与传动直齿轮62转动，左啮合直齿轮40带动蜗杆39与旋转块15转动，旋转块15带动抛光板19对管道内壁进行抛光，通过重力块65的重力以及滚轮14与管道内壁之间的摩擦力，防止抛光板19不转而机体11旋转的现象发生，并且蜗杆39通过齿轮啮合带动蜗轮42减速转动并带动花键轴32转动，通过花键连接带动主动锥齿轮30转动，通过齿轮啮合带动从动锥齿轮29转动并通过驱动轴28带动滚轮14转动，进而带动机体11向右驱动，这样滚轮14与管道内壁之间的摩擦力更大，同时控制腔52通过齿轮啮合带动从动直齿轮61转动，进而通过吸尘轴58带动吸尘叶59转动，进而通过吸尘口20将抛光产生的粉尘吸入集尘口22内，通过吸尘管道25吸入吸尘腔23内，通过输尘管道26输入集尘腔24内进行储存。
本发明的有益效果是：本发明通过伸缩调节适用于不同大小管径的大孔径管道内壁抛光，并且能对打磨产生的粉尘进行吸收，通过巧妙的结构设计，只通过两个电机即可完成伸缩调节，并提供抛光、驱动、吸尘所需的动力，在进行伸缩调节时可限制旋转块的转动，并且在工作时，通过一个电机可同时给抛光、驱动以及吸尘同时提供动力，控制极其方便，且稳定性高。
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，包括机体，其特征在于：所述机体内上下对称设有伸缩装置，所述伸缩装置包括上下对称设于所述机体上下两端面内的伸缩腔，所述伸缩腔内能够上下滑动的设有伸缩板，上侧所述伸缩板上端与下侧所述伸缩板下端分别延伸至所述机体上下两侧，所述伸缩板延伸至所述机体外侧部分前后两端面左右对称且转动连接有滚轮，所述伸缩板内左侧设有用于驱动位于左侧的所述滚轮滚动的驱动机构，所述机体左侧设有抛光装置，所述抛光装置包括转动连接于所述机体左端面中心位置的旋转块，所述旋转块外圆面上下前后四端环形阵列且固定设有固定杆，所述固定杆内设有开口向远离所述旋转块的滑杆腔，所述滑杆腔内滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离所述旋转块一端延伸至所述固定杆外并固定设有用于抛光的抛光板，所述旋转块内绕着圆心环形阵列设有左右贯穿的吸尘口，所述机体左端面固定设有将所述吸尘口右侧进行密封的固定环，所述固定环内设有环形的开口向左的并与所述吸尘口右侧连通的集尘口，所述机体内前侧设有吸尘装置，所述吸尘装置包括设于上侧所述伸缩腔前侧的吸尘腔，所述机体内右侧设有集尘腔，所述吸尘腔下壁与所述集尘口右壁前端之间连通有吸尘管道，所述吸尘腔上壁与所述集尘腔前壁上端之间连通设有输尘管道，所述机体内中间设有用于控制整体的控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述伸缩腔相互靠近一侧内壁右端转动连接有螺纹连接于所述伸缩板内右侧的右伸缩螺杆。
3.根据权利要求2所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述驱动机构包括设于伸缩板内并未与左侧前后两个所述滚轮之间的锥齿轮腔，所述锥齿轮腔前后壁之间转动连接有固定连接于所述滚轮转动中心的驱动轴，所述驱动轴外圆面且于所述锥齿轮腔内固定设有从动锥齿轮，所述锥齿轮腔靠近所述机体一侧内壁后侧转动连接有啮合于所述从动锥齿轮的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮轴心固定设有贯穿所述伸缩板的花键孔轴，所述花键孔轴内花键连接有转动连接于所述伸缩腔相互靠近一侧内壁的花键轴。
4.根据权利要求3所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述滑杆腔靠近所述旋转块一侧内壁转动连接有螺纹连接于所述伸缩杆内的左伸缩螺杆，所述旋转块内设有同步腔，所述左伸缩螺杆靠近环形阵列中心一端延伸至所述同步腔内固定设有同步锥齿轮，所述同步腔右壁中心转动连接有同时啮合于四个所述同步锥齿轮的动力锥齿轮。
5.根据权利要求4所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述控制装置包括设于所述机体内中心位置左侧的减速腔，所述减速腔左壁转动连接有蜗杆，所述蜗杆左端延伸至所述机体左侧并固定连接于所述旋转块右端面中心，所述蜗杆右端固定设有左啮合直齿轮，所述蜗杆与所述左啮合直齿轮内左右贯穿设有通轴孔，所述蜗杆后端相啮合的设有转动连接于所述减速腔上下壁之间的蜗轮，上下两侧所述花键轴相对一端延伸至所述减速腔内并固定连接于所述蜗轮轴心。
6.根据权利要求5所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述减速腔右侧设有位于上下两侧所述右伸缩螺杆之间的传动腔，所述传动腔左壁转动连接有右啮合直齿轮，所述右啮合直齿轮右端固定设有传动锥齿轮，上下两侧所述右伸缩螺杆相对一端延伸至所述传动腔内固定设有啮合于所述传动锥齿轮的伸缩锥齿轮，所述右啮合直齿轮轴心固定设有传动轴，所述传动轴左端穿过所述通轴孔且延伸至所述同步腔内并固定连接于所述动力锥齿轮轴心。
7.根据权利要求6所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述减速腔与所述传动腔前侧连通设有同一个切换腔，所述切换腔内左右滑动连接有切换块，所述切换块内固定设有动力电机，所述动力电机左端动力连接有能够与所述左啮合直齿轮、所述右啮合直齿轮前端切换啮合的动力直齿轮，所述切换腔下壁连通设有控制腔，所述控制腔内左右滑动连接有固定连接于所述切换块下端的控制块，所述控制腔左右壁之间转动连接有螺纹连接于所述控制块内的控制螺杆，所述控制腔左壁内固定设有控制电机，所述控制螺杆左端动力连接于所述控制电机。
8.根据权利要求7所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述切换块左端面前端固定设有位于所述动力直齿轮前侧的连杆，所述连杆左端固定设有卡杆，所述卡杆后端能够将所述左啮合直齿轮前端卡住。
9.根据权利要求7所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述吸尘腔位于所述切换腔上方，所述吸尘腔左右壁之间转动连接有吸尘轴，所述吸尘轴外圆面固定设有吸尘叶，所述吸尘腔左侧设有连通于所述切换腔上侧的直齿轮腔，所述吸尘轴左端延伸至所述直齿轮腔内固定设有从动直齿轮，所述从动直齿轮下端相啮合的设有转动连接于所述直齿轮腔左右壁之间的传动直齿轮，所述从动直齿轮、所述传动直齿轮与所述左啮合直齿轮位于同一平面内，所述传动直齿轮能够与所述左啮合直齿轮同时啮合于所述动力直齿轮。
10.根据权利要求1所述的一种大孔径管道内壁打磨抛光机器人，所述内下端部分前后两端固定设有重力块，所述重力块用于调整所述机体的重心保持垂直，并且确保所述机体在管道内保持垂直。
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