CN111761519A - 一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人 - Google Patents

一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，包括驱动齿轮、履带、驱动电机、永磁吸附体、万向联轴器、转向轮、转向电机、转向轴、升降装置、高压喷嘴、喷嘴支架、驱动电机，驱动电机安装在驱动轴上，驱动轴与驱动齿轮相连，驱动齿轮与履带链轮配合，永磁吸附体安装在机器人底架上。本发明爬壁机器人，可用来对在役埋地油罐进行除锈等保养工作。在役油罐工作时处于密闭状态，存在大量的易燃易爆介质，且含氧量极低，若是人工进入工作需要前期大量的准备工作并且极其不安全，使用爬壁机器人代替工人进入危险性极高的在役埋地油罐工作，既能保证工作效率也能保证安全。

Description

一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人
技术领域
本发明属于埋地设备清洁技术领域，尤其涉及一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人。
背景技术
在石化企业中，埋地油罐作为存储设备广泛应用于石化能源的存储，运输。由于油品和雨水等易氧化物质的侵蚀，油罐内壁容易氧化锈蚀。内壁氧化锈蚀不仅会污染所存储的油料，甚至可能引发安全事故。因此油罐内部的定期检测、除锈等工作对于安全生产就显得尤为重要。目前，油罐内壁的检测除锈均由人工手动实现，对人生安全会有重大隐患且效率很低。随着石化工业的迅速发展，企业对在役油罐除锈的效率要求越来越高。
鉴于油罐内壁除锈任务的特点，亟需能满足油罐内除锈任务，能够满足危化品检测处理，危险环境的探测，狭小环境的工作的爬壁机器人。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，不能对油罐内壁造成损伤，但同时又要达到除锈要求；代替工作人员直接面对危险环境工作，保证了工作人员的生命安全，同时对油罐内壁有更高的除锈效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，包括驱动机构、转向调节机构、除锈喷嘴，驱动机构包括驱动电机、履带、驱动齿轮、永磁吸附体；转向调节机构包括转向电机、万向联轴器、转向轮、转向轴和升降装置；除锈喷嘴包括高压喷嘴、喷嘴支架和驱动电机，驱动电机安装在驱动轴上，驱动轴与驱动齿轮相连，驱动齿轮与履带链轮配合，永磁吸附体安装在机器人底架上，转向电机安装在转向轴上，转向轴两侧与万向联轴器相连，万向联轴器外接转向轮，升降装置与提杆相连，提杆向两侧延伸与两边的直线轴承相连接。
按上述技术方案，喷嘴支架与驱动电机相连接，高压喷嘴位于喷嘴支架最前端与喷嘴支架相连接。
按上述技术方案，驱动轴穿过底架与驱动齿轮主动轮通过螺栓相连接。
按上述技术方案，履带由履带板和履带销组成，履带销将各履带板连接起来构成履带链环，履带板一侧有孔，与驱动齿轮主动轮啮合，同时也带动驱动齿轮从动轮并与之啮合，每个履带板内部设有电磁铁。
按上述技术方案，履带的底架内部装有两个永磁吸附机构。
按上述技术方案，喷嘴支架上还装有有水管固定装置。
按上述技术方案，转向电机由一对差速电机组成，并通过螺栓和带轴承座轴承固定在底架上，带轴承座轴承外连接万向联轴器，并通过直线轴承与转向轮相连；升降装置下装有伺服电机，伺服电机固定在底架上，升降装置上端与提杆螺栓连接，提杆再与直线轴承相连接以控制转向轮的升降。
本发明产生的有益效果是：采用转向电机驱动转向轮进行转弯，解决了履带式对壁面着地面积大，不易转弯的缺点；喷嘴机构设置与地面夹角为30°为最佳除锈效果位置；机器人具备提放机构，由伺服电机带动提杆将两侧转向轮提起，使转向轮脱离管壁，不易受到履带周向移动的阻碍，同时减少接触面积，增加了稳定性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人的结构示意图；
图2本发明实施例中用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人的俯视图；
图3本发明实施例中永磁吸附体的结构示意图；
图4本发明实施例中永磁吸附体与底架的位置结构关系。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，提供一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，如图1、图2所示，其除锈机构包括：喷嘴支架1，高压喷嘴2，喷嘴驱动电机16，机器人底架7，高压喷嘴2安装在喷嘴支架1的固定装置上，并与水管相连，喷嘴支架安装在喷嘴驱动电机16上，并与地面成30°夹角，喷嘴驱动电机通过固定螺栓安装机器人底架7上，喷嘴支架1可在喷嘴驱动电机16的驱动下进行转动，同时高压喷嘴1也随之转动进行除锈工作。
该爬壁机器人驱动机构包括：履带板3，驱动齿轮5，驱动电机6，机器人底架7，驱动轴8，履带块3通过履带销连接成履带链环，履带板3一侧有孔，与驱动齿轮主动轮5啮合，同时也带动驱动齿轮从动轮5并与之啮合，每个履带板3内部还带有电磁铁，驱动电机6安装在驱动轴8上，驱动轴8两端通过螺栓与驱动齿轮5和机器人底架7相连，驱动电机6带动驱动轴8转动，驱动轴8转动同时带动驱动齿轮5转动，驱动齿轮5转动并带动与其啮合的履带链轮3。
该爬壁机器人，其转向机构包括：转向轮2，机器人底架7，直线轴承9，转向电机10，升降装置11，提杆122，万向联轴器13，伺服电机14，转向轴15，转向轴15与履带链轮3相垂直，转向轴15两端安装了一对差速转向电机10，转向电机10与万向联轴器13相连，万向联轴器13穿过机器人底架7外接直线轴承9，直线轴承9与转向轮通过固定螺栓相连，伺服电机14通过固定螺栓安装在机器人底架7上，升降装置11安装在伺服电机14上，升降装置11上端通过固定螺栓与提杆12相连，提杆12向两端延伸并与直线轴承相连，以控制转向轮的升降。
本发明实施例中，如图3-图4所示，爬壁机器人永磁吸附体包括：机器人底架，驱动轴17，环形缸体18，固定架19，通电线圈20，托盘21，永磁体22，永磁吸盘23，刚性弹簧24，下盖板25，上盖板26，固定架19内设有环形缸体18，环形缸体18内设有通电线圈20，永磁体22的一端穿过通电线圈20并延伸至通电线圈20的线圈缠绕轴孔中，，驱动轴17的一端依次穿过上盖板26、环形缸体18、固定架19、永磁体22、下盖板25、刚性弹簧24，并和永磁吸盘23相连接；用固定螺栓在机器人底架上安装2个永磁吸附体，以保证足够的吸力保证爬壁机器人平稳工作。
爬壁机器人进行工作时，首先履带驱动电机6启动到达除锈定位点，此时履带驱动电机6停止，伺服电机14启动，控制升降装置11将转向轮4放下，当机器人进入特定尺寸的油罐内壁进行工作时，第一时间需要确定前进的倾斜角，保证倾斜角不能过小(会出现重复清洗某一块的锈迹，造成资源浪费)，也不能使倾斜角过大(会出现清洗过快，导致清洗不充分，效率低下)，此时一对差速转向电机10启动从而确定前进的角度，角度确定完，转向轮4再次收起，履带驱动电机6启动并控制机器人的前进速度开始除锈；除锈过程中，采用前混合磨料水射流，能实现更好的除锈效果。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，包括驱动机构、转向调节机构、除锈喷嘴，驱动机构包括驱动电机、履带、驱动齿轮、永磁吸附体；转向调节机构包括转向电机、万向联轴器、转向轮、转向轴和升降装置；除锈喷嘴包括高压喷嘴、喷嘴支架和驱动电机，驱动电机安装在驱动轴上，驱动轴与驱动齿轮相连，驱动齿轮与履带链轮配合，永磁吸附体安装在机器人底架上，转向电机安装在转向轴上，转向轴两侧与万向联轴器相连，万向联轴器外接转向轮，升降装置与提杆相连，提杆向两侧延伸与两边的直线轴承相连接。
2.根据权利要求1所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，喷嘴支架与驱动电机相连接，高压喷嘴位于喷嘴支架最前端与喷嘴支架相连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，驱动轴穿过底架与驱动齿轮主动轮通过螺栓相连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，履带由履带板和履带销组成，履带销将各履带板连接起来构成履带链环，履带板一侧有孔，与驱动齿轮主动轮啮合，同时也带动驱动齿轮从动轮并与之啮合，每个履带板内部设有电磁铁。
5.根据权利要求4所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，履带的底架内部装有两个永磁吸附机构。
6.根据权利要求1或2所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，喷嘴支架上还装有有水管固定装置。
7.根据权利要求1或2所述的用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人，其特征在于，转向电机由一对差速电机组成，并通过螺栓和带轴承座轴承固定在底架上，带轴承座轴承外连接万向联轴器，并通过直线轴承与转向轮相连；升降装置下装有伺服电机，伺服电机固定在底架上，升降装置上端与提杆螺栓连接，提杆再与直线轴承相连接以控制转向轮的升降。
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