CN111730615B - 电动管道擦拭机器人 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电动管道擦拭机器人,包括电机、推杆、支撑壳体、擦拭总成和喷液机构。电机设置在电机护罩内。支撑壳体位于擦拭总成和电机护罩之间,并与电机护罩固定连接。擦拭总成具有第一毛刷,电机护罩上可拆卸地固定有第二毛刷。推杆位于支撑壳体内,推杆一端穿过固定在支撑壳体上的直线轴承后通过连接组件与擦拭总成可拆卸连接。位于支撑壳体内的传动机构联接电机和推杆,将电机的旋转运动转换为推杆及擦拭总成往复直线运动,进而实现机器人在管道内自行往复运动。本公开由一台电机同时驱动机器人执行擦拭和爬行动作,第一毛刷和第二毛刷既驱动所述机器人运动,也用于清洁管壁,使得机器人结构尺寸小,质量轻,维修性方便,可靠性好。

Description

电动管道擦拭机器人
技术领域
本公开涉及一种电动管道擦拭机器人。
背景技术
石油、天然气、化工等领域涉及到大量的管道,管道维护保养的需求刺激了管内清理设备的发展。现有技术中的管内清理设备的驱动机构设计复杂,且由独立电机提供动力,使得设备的尺寸大,质量重,可靠性和维修性差。此外,现有技术中的管内清理设备的整体尺寸与管道型号对应,对各类型号的管道不具备通用性。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供一种电动管道擦拭机器人。解决相关技术中的管内清理设备尺寸大,质量重,可靠性和维修性差的问题;同时,针对不同型号的管道,本公开的电动管道擦拭机器人具备通用性,节约了使用成本和操作时间。
本公开的至少一个实施例提供一种电动管道擦拭机器人,包括:
电机,设置在电机护罩内;
擦拭总成,具有第一毛刷;
支撑壳体,位于所述擦拭总成和所述电机护罩之间,并与所述电机护罩固定连接;
推杆,位于所述支撑壳体内,其一端穿过固定在所述支撑壳体上的直线轴承后通过连接组件与所述擦拭总成可拆卸连接;
传动机构,位于所述支撑壳体内,所述传动机构联接所述电机和所述推杆,将所述电机的旋转运动转换为所述推杆及所述第一毛刷的往复直线运动;
第二毛刷,可拆卸地固定在所述电机护罩上;以及
喷液机构,包括喷液管,所述喷液管一端延伸到所述支撑壳体以从所述支撑壳体上喷出清洁液,所述喷液管另一端从所述电机护罩远离所述支撑壳体一端的端部穿出后连接液压快换接头。
在一些示例中,所述擦拭总成包括紧固在所述第一毛刷两端部的第一端盖和第二端盖。
在一些示例中,所述连接组件包括:
U形连接件,其U形口上具有台阶;
过渡板,其固定在所述推杆端部,且背对所述推杆的一面与所述U形连接件连接;
接头,其固定在所述第一端盖上,所述接头上的凸台置于所述U形连接件所述U形口的所述台阶上,所述U形连接件上具有伸入到所述U形口内压紧所述接头的弹簧销。
在一些示例中,所述过渡板背对所述推杆的所述一面上具有带内螺纹的连接柱,所述U形连接件上具有与所述连接柱匹配的安装孔,所述连接柱置于所述安装孔内,位于所述安装孔和所述连接柱内的螺钉将所述U形连接件和所述过渡板紧固连接。
在一些示例中,所述传动机构包括转轴、曲轴和连杆,所述转轴和所述曲轴转动设置在所述支撑壳体内,所述转轴上设有第一圆锥齿轮和第一圆柱齿轮,所述曲轴上设有与所述第一圆柱齿轮啮合的第二圆柱齿轮,所述支撑壳体的端盖上设有与所述第一圆锥齿轮啮合的第二圆锥齿轮,所述第二圆锥齿轮的轴连接所述电机的转轴,所述连杆一端设置在所述曲轴上,所述连杆另一端与所述推杆转动连接。
在一些示例中,所述连杆与所述曲轴之间设置有轴瓦。
在一些示例中,所述电机护罩上套有毛刷挡圈,所述电机护罩远离所述支撑壳体的端部设有毛刷压环,所述第二毛刷装夹在所述毛刷挡圈与所述毛刷压环之间。
在一些示例中,所述支撑壳体靠近所述擦拭总成一端的端部设有密封盖,所述密封盖端面设置有相连通的环槽和螺纹孔,所述喷液管与所述螺纹孔螺纹连接,所述密封盖背对支撑壳体的一面固定有喷射盖,所述喷射盖上均匀布置有多个与所述环槽连通的喷射孔。
在一些示例中,所述电机护罩远离支撑壳体一端的端部具有防止所述喷液管转动的限位部。
在一些示例中,所述电机护罩远离所述支撑壳体的端部上设有电连接器。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本公开一实施例提供的电动管道擦拭机器人的立体结构图。
图2为本公开一实施例提供的电动管道擦拭机器人内部结构俯视图。
图3为图2中所示的电动管道擦拭机器人A-A方向的剖面视图。
图4为本公开一实施例提供的擦拭总成的立体结构图。
图5为本公开一实施例提供的传动机构局部立体结构图。
图6为本公开一实施例提供的电动管道擦拭机器人局部剖面视图。
图7为本公开一实施例提供的喷液管、密封法兰盖和喷射盖连接处的局部剖面视图。
图8为本公开一实施例提供的密封法兰盖的立体结构图。
图9为图8所示的密封法兰盖另一视角的立体结构图。
图10为本公开一实施例提供的U形连接件的立体结构图。
图11为本公开一实施例提供的过渡板的立体结构图。
图12为图11所示的过渡板另一视角的立体结构图。
图13为本公开一实施例提供的U形连接件与擦拭总成的装配图。
图14为本公开一实施例提供的电动管道擦拭机器人沿塞入方向在管道内工作时的剖面视图。
图15为本公开一实施例提供的电动管道擦拭机器人沿塞入方向的相反方向在管道内工作时的剖面视图。
具体实施方式
图1、图2和图3展示了电动管道擦拭机器人,机器人包括电机10、推杆11、支撑壳体12、擦拭总成13和电机护罩14。电机护罩14内的电机10可通过螺丝15固定在电机护罩14端部的连接板16上,连接板16通过螺丝17紧固在电机护罩14端部的凸缘18上。支撑壳体12位于擦拭总成13和电机护罩14之间,使用螺丝19将支撑壳体12的端盖20和连接板16固定连接。推杆11位于支撑壳体12内,推杆11一端穿过固定在支撑壳体12上的直线轴承21后通过连接组件与擦拭总成13可拆卸连接,推杆11另一端通过支撑壳体12内的传动机构与电机10联接,所述传动机构将电机10的旋转运动转换为推杆11及擦拭总成13的往复直线运动,进而实现机器人在管道内自行往复运动。
如图4,擦拭总成13包括第一毛刷130、位于第一毛刷130两端部的第一端盖131和第二端盖132。第一端盖131上具有带内螺纹的支撑柱133,该支撑柱133延伸到第二端盖132并正对第二端盖132上的螺丝孔,位于所述螺丝孔上的螺丝134可将第一端盖131和第二端盖132紧固在第一毛刷130两端部。
继续参考图3,电机护罩14上可拆卸地固定有第二毛刷22。第二毛刷22套在电机护罩14上,并装夹在毛刷挡圈23与毛刷压环24之间。毛刷压环24用于约束第二毛刷22的轴向窜动,毛刷压环24可通过螺钉固定在电机护罩14远离支撑壳体12的端部,毛刷压环24上具有用于安装螺钉的光孔。若需要擦拭不同直径的管道,应拆卸毛刷压环24,并依据管道直径更换对应型号的第二毛刷22,这种更换方式操作简单、效率高。此外,电机护罩14远离支撑壳体12的端部上还设有电连接器25,控制电机10的控制系统通过电连接器25与电机10连接。
本公开由一台电机10同时驱动机器人执行擦拭和爬行动作,第一毛刷130和第二毛刷22既驱动所述机器人的运动,也用于清洁管壁,使得机器人结构尺寸小,质量轻,维修性方便,可靠性好。
如图2和图5,所述传动机构包括转轴26、曲轴27、连杆28。转轴26和曲轴27转动设置在支撑壳体12内,转轴26上设有第一圆锥齿轮29和第一圆柱齿轮30,曲轴27上设有与第一圆柱齿轮30啮合的第二圆柱齿轮31,支撑壳体12的端盖20上设有与第一圆锥齿轮29啮合的第二圆锥齿轮32,第二圆锥齿轮32的轴连接电机10的转轴。连杆28一端设置在曲轴27凸起部分,连杆28另一端通过螺纹销33与推杆11转动连接。此外,连杆28与曲轴27所述凸起部分之间可设置铜制轴瓦34。
如图6和图7,机器人还包括喷洒清洁水的喷液机构,该喷液机构包括喷液管35和密封盖36。密封盖36固定在支撑壳体12靠近擦拭总成13一端的端部。如图8和图9,密封盖36端面设置有环槽37和用于连接喷液管35的螺纹孔38,环槽37与螺纹孔38相通。密封盖36背对支撑壳体12的一面固定有喷射盖39,喷射盖39上均匀布置有多个与环槽37流体连通的斜孔(喷射孔)40。位于支撑壳体12和电机护罩14内的喷液管35通过端部的螺纹与密封盖36的螺纹孔38连接,喷液管35另一端从电机护罩14远离支撑壳体12一端的端部穿出后连接液压快换接头41。电机护罩14远离支撑壳体12一端的端部具有防止喷液管35转动的限位部42。喷液管35位于限位部42内的部分为弯管,该弯管紧贴在限位部42内壁,以此起到限制喷液管35转动的作用。喷液管35中的清洁液或清水通过螺纹孔38进入环槽37内,从喷射盖39的多个均布斜孔40喷射而出,辅助第一毛刷130和第二毛刷22清洁,提升管壁清理效果。
如图10-图13,所述连接组件包括U形连接件43、过渡板44和接头45。接头45固定在擦拭总成13第一端盖131上,二者可通过螺纹连接。接头45一段较粗,另一段较细,较细的部分57与第二端盖132连接,较粗的部分56和较细的部分57可形成凸台46。过渡板44通过螺钉47紧固在推杆11端部。过渡板44背对推杆的一面上具有带内螺纹的连接柱48,U形连接件43上具有与连接柱48匹配的安装孔49。安装时先将连接柱48置于安装孔49内,然后通过置于安装孔49和连接柱48内的螺钉将U形连接件43和过渡板44紧固在一起。U形连接件45U形口的内壁具有台阶50,接头45置于U形口内,并使接头45上的凸台46卡在台阶50上,以限制接头45的轴向移动。此外,U形连接件43的侧面具有两个弹簧销51,弹簧销51可伸入到U形口内压紧接头45。
本公开的电动管道擦拭机器人使用方法如下:如图14,将机器人由先第一毛刷130后第二毛刷22的方式整体塞入管道52内,使得第二毛刷22的刷毛沿塞入方向53的反方向54紧贴管壁;接通电源后,电机10驱动第一毛刷130进行往复直线运动的同时带动机器人沿塞入方向53运动;如图15,当机器人需要退出管道52时,拉拽液压管线55,使得第二毛刷22的刷毛沿塞入方向53紧贴管壁,机器人即可自动沿相反方向54运动直至退出管道52。

Claims (8)

1.一种电动管道擦拭机器人,其特征在于,包括:
电机(10),设置在电机护罩(14)内;
擦拭总成(13),具有第一毛刷(130)、紧固在第一毛刷(130)两端部的第一端盖(131)和第二端盖(132);
支撑壳体(12),位于擦拭总成(13)和电机护罩(14)之间,并与电机护罩(14 )固定连接;
推杆(11),位于支撑壳体(12)内,其一端穿过固定在支撑壳体(12)上的直线轴承(21)后通过连接组件与擦拭总成(13)可拆卸连接,所述连接组件包括:U形连接件(43),其U形口上具有台阶(50);过渡板(44),其固定在推杆(11)端部,且背对推杆(11)的一面与U形连接件(43)连接;接头(45),其固定在第一端盖(131)上,接头(45)上的凸台置于U形连接件(43)所述U形口的台阶(50)上,U形连接件(43)上具有伸入到所述U形口内压紧接头(45)的弹簧销(51);
传动机构,位于支撑壳体(12)内,所述传动机构联接电机(10)和推杆(11),将电机(10)的旋转运动转换为推杆(11)及第一毛刷(130)的往复直线运动;
第二毛刷(22),可拆卸地固定在电机护罩(14)上;以及
喷液机构,包括喷液管(35),喷液管(35)一端延伸到支撑壳体(12)以从支撑壳体(12)上喷出清洁液,喷液管(35 )另一端从电机护罩(14)远离支撑壳体(12)一端的端部穿出后连接液压快换接头(41)。
2.根据权利要求1所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,过渡板(44)背对推杆(11)的所述一面上具有带内螺纹的连接柱(48),U形连接件(43)上具有与连接柱(48)匹配的安装孔(49),连接柱(48)置于安装孔(49)内,位于安装孔(49)和连接柱(48)内的螺钉将U形连接件(43)和过渡板(44)紧固连接。
3.根据权利要求1所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,所述传动机构包括转轴(26)、曲轴(27)和连杆(28),转轴(26)和曲轴(27)转动设置在支撑壳体(12)内,转轴(26)上设有第一圆锥齿轮(29)和第一圆柱齿轮(30),曲轴(27)上设有与第一圆柱齿轮(30)啮合的第二圆柱齿轮(31),支撑壳体(12)的端盖(20)上设有与第一圆锥齿轮(29)啮合的第二圆锥齿轮(32),第二圆锥齿轮(32)的轴连接电机(10)的转轴,连杆(28)一端设置在曲轴(27)上,连杆(28)另一端与推杆(11)转动连接。
4.根据权利要求3所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,连杆(28)与曲轴(27)之间设置有轴瓦(34)。
5.根据权利要求1所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,电机护罩(14)上套有毛刷挡圈(23),电机护罩(14)远离支撑壳体(12)的端部设有毛刷压环(24),第二毛刷(22)装夹在毛刷挡圈(23)与毛刷压环(24)之间。
6.根据权利要求1所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,支撑壳体(12)靠近擦拭总成(13)一端的端部设有密封盖(36),密封盖(36)端面设置有相连通的环槽(37)和螺纹孔(38),喷液管(35)与螺纹孔(38)螺纹连接,密封盖(36)背对支撑壳体(12)的一面固定有喷射盖(39),喷射盖(39)上均匀布置有多个与环槽(37)连通的喷射孔(40)。
7.根据权利要求1或6所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,电机护罩(14)远离支撑壳体(12)一端的端部具有防止喷液管(35)转动的限位部(42)。
8.根据权利要求1所述的电动管道擦拭机器人,其特征在于,电机护罩(14)远离支撑壳体(12)的端部上设有电连接器(25)。
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