CN111974767A - 一种应用于换热器列管清洗的机器人系统及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于换热器列管清洗的机器人系统，包括一个云控制端和至少一个列管清洗机器人，其中列管清洗机器人具体包括通讯模块、驱动模块、检测模块、判断模块、清洁模块和姿态调整模块。通过本技术方案可以解决以往人工高压水枪清洗无法清洗彻底的问题，采用机器人清洗能够避免清洗人员清洗时与腐蚀、有毒气体等危险物质直接接触造成伤害的隐患；该智能清洗机器人系统具备高自动化，可以通过云控制端构建列管设备结构并发送给机器人自主规划清洗路线、判断列管内污垢是否需要清洗和执行清洗任务，能够显著降低人工及运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及机器人应用及控制系统领域，尤其涉及一种应用于换热器列管清洗的机器人系统及清洗方法。
背景技术
工业中会使用换热列管降低流经的液体的温度，随着使用时长的增加换热列管内壁会积累污垢，该污垢会降低换热列管的工作效率和损害换热列管设备。目前应用于换热列管的清洗方式均为人工高压水枪清洗，该种清洗方式不能深度清洗换热列管内壁，清洗效果欠佳，并且换热列管内的结垢含有腐蚀有毒物质，会给清洗人员的身体带来伤害。
采用机器人进行工程作业可以解决这个问题，但目前机器人领域没有成套的解决该类问题的方案，包括扫描换热列管的结构、操作机器人执行行走任务和操作机器人执行清洗任务，以上任务都需要加以人工操作执行，通常都需要耗费极大的人力和物力。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种应用于换热器列管清洗的机器人系统及清洗方法，具体技术方案如下所示：
一种应用于换热器列管清洗的机器人系统，其中，新型换热器列管清洗的机器人系统包括至少一个列管清洗机器人和一个云控制端，云控制端远程连接每个列管清洗机器人，列管清洗机器人于换热器列管内部进行清洗：
云控制端通过获取换热器列管的结构图为每个列管清洗机器人制定相应的清洗路径并生成相应的路径寻迹指令；
列管清洗机器人进一步包括：
一通讯模块，用于接收路径寻迹指令；
一驱动模块，连接通讯模块，用于根据路径寻迹指令驱动列管清洗机器人进行移动；
一检测模块，用于持续检测列管清洗机器人所处位置的列管清洁度并输出；
一判断模块，连接检测模块，用于持续判断列管清洁度是否低于一预设阈值并输出一判断结果；
一清洁模块，连接判断模块，当判断结果为列管清洁度低于预设阈值时，通过清洁模块对列管清洁度对应的列管区域进行清洗；
驱动模块还连接判断模块，当判断结果为列管清洁度低于预设阈值时，控制列管清洗机器人暂停移动直至列管清洁度高于预设阈值；
一姿态调整模块，连接清洁模块，用于当列管清洗机器人处于清洗状态时调整列管清洗机器人的运行姿态。
优选的，该种机器人系统，其中检测模块包括一摄像传感器组、一超声传感器组和一处理单元，处理单元分别连接摄像传感器组和超声传感器组；
摄像传感器组用于获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的图像信息；
超声传感器组用于获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的结垢情况；
处理单元根据图像信息和结垢情况生成列管清洁度。
优选的，该种机器人系统，其中驱动模块包括多个万向轮；
每个万向轮通过一可伸缩连接件和列管清洗机器人的躯体相连接。
优选的，该种机器人系统，其中清洁模块包括至少一高压喷枪、至少一清洗液喷口和至少一清洁刷；
高压喷枪、清洗液喷口和清洁刷相互配合对列管清洁度对应的列管区域进行清洗。
优选的，该种机器人系统，其中列管清洗机器人还包括一电源自检模块；
电源自检模块用于持续获取列管清洗机器人的能源损耗情况并传输至云控制端。
优选的，该种机器人系统，其中列管清洗机器人的外壳使用耐腐蚀非金属材料采用隔爆技术制成。
一种换热器列管清洗方法，其中上述任意一项的机器人系统中，该清洗方法具体包括：
步骤S1，获取换热器列管的结构图并生成相应的路径寻迹指令；
步骤S2，根据路径寻迹指令驱动列管清洗机器人进行移动；
步骤S3，持续检测列管清洗机器人所处位置的列管清洁度并持续判断列管清洁度是否低于一预设阈值；
当列管清洁度低于预设阈值时，转向步骤S4；
当列管清洁度不低于预设阈值时，返回步骤S3；
步骤S4，控制列管清洗机器人暂停移动并通过清洗模块对列管清洁度对应的列管区域进行清洗，而后返回步骤S3。
优选的，该种列管清洗方法，其中步骤S3进一步包括：
步骤S31，获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的图像信息；
步骤S32，获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的结垢情况；
步骤S33，根据图像信息和结垢情况生成列管清洁度。
优选的，该种列管清洗方法，其中于步骤S4中，当列管清洗机器人处于清洗状态时，调整列管清洗机器人的运行姿态。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
通过本技术方案，解决了以往人工高压水枪清洗无法清洗彻底的问题，通过机器人智能清洗能够避免清洗人员清洗时与腐蚀、有毒气体等危险物质直接接触造成伤害的隐患；该智能清洗机器人系统具备高自动化，可以通过云控制端构建列管设备结构并发送给机器人自主规划清洗路线、判断列管内污垢是否需要清洗和执行清洗任务，可以显著降低人工及运维成本。
附图说明
图1为本发明一种用于换热器列管清洗的机器人系统及其控制方法中，换热器列管清洗的机器人系统结构示意图；
图2为本发明一种用于换热器列管清洗的机器人系统及其控制方法中，列管清洗机器人的结构示意图；
图3为本发明一种用于换热器列管清洗的机器人系统及其控制方法中，多个列管清洗机器人于换热列管设备中的工作示意图；
图4为本发明一种用于换热器列管清洗的机器人系统及其控制方法中，控制方法的流程示意图。
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种应用于换热器列管清洗的机器人系统，应用于机器人应用及控制系统领域，具体技术方案如下所示：
一种应用于换热器列管清洗的机器人系统，如图1和图2所示，其中新型换热器列管清洗的机器人系统包括至少一个列管清洗机器人1和一个云控制端2，云控制端2远程连接每个列管清洗机器人1，换热器3包括多道换热器列管31，列管清洗机器人1于换热器列管31内部进行清洗：
云控制端2通过获取换热器列管3的结构图为列管清洗机器人1制定相应的清洗路径并生成相应的路径寻迹指令；
列管清洗机器人1进一步包括：
一通讯模块11，用于接收路径寻迹指令；
一驱动模块12，连接通讯模块11，用于根据路径寻迹指令驱动列管清洗机器人1进行移动；
一检测模块13，用于持续检测列管清洗机器人1所处位置的列管31清洁度并输出；
一判断模块14，连接检测模块13，用于持续判断列管31清洁度是否低于一预设阈值并输出一判断结果；
一清洁模块15，连接判断模块14，当判断结果为列管31清洁度低于预设阈值时，通过清洁模块15对列管清洁度对应的列管31区域进行清洗；
驱动模块12还连接判断模块14，当判断结果为列管清洁度低于预设阈值时，控制列管清洗机器人1暂停移动直至列管清洁度不低于预设阈值；
一姿态调整模块16，连接清洁模块15，用于当列管清洗机器人1处于清洗状态时调整列管清洗机器人的运行姿态。
作为优选的实施方式，该种机器人系统，如图1和图2所示，其中检测模块13包括一摄像传感器组131、一超声传感器组132和一处理单元133，处理单元133分别连接摄像传感器组131和超声传感器组132；
摄像传感器组131用于获取列管清洗机器人1所处位置的列管31内壁的图像信息；
超声传感器组132用于获取列管清洗机器人1所处位置的列管31内壁的结垢情况；
处理单元133根据图像信息和结垢情况生成列管31清洁度。
在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示，采用摄像传感器组131能够判断列管31内壁的污垢，结合超声传感器组132能够更精确的确定该污垢的具体情况，从而达到增强的判断列管31内壁的污垢的效果。
作为优选的实施方式，如图2所示，该种机器人系统，其中驱动模块12包括多个万向轮121；
每个万向轮121通过一可伸缩连接件和列管清洗机器人1的躯体相连接。
在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示，还包括一伸缩节组122，该伸缩节组122中的各个伸缩节122分别与万向轮组121中的各个对应的万向轮121连接，以保证转向的精确实现。
作为优选的实施方式，该种机器人系统，如图2所示，其中清洁模块15包括至少一高压喷枪151、至少一清洗液喷口152和至少一清洁刷组153；
高压喷枪151、清洗液喷口152和清洁刷组153相互配合对列管31清洁度对应的列管31区域进行清洗。
在本发明的另一较佳实施例中，高压喷枪151可以旋转，用于无死角地冲洗列管31内壁的污垢，配合清洗液和清洗刷达到对于列管31内壁的有效清洁。
作为优选的实施方式，该种机器人系统，其中列管清洗机器人1还包括一电源自检模块17；
电源自检模块17用于持续获取列管清洗机器人1的能源损耗情况并传输至云控制端2。
在本发明的另一较佳实施例中，使用者
作为优选的实施方式，该种机器人系统，其中列管清洗机器人1的外壳使用耐腐蚀非金属材料采用隔爆技术制成，可以提升列管清洗机器人1的运行安全性和耐用性。
一种换热器列管清洗方法，应用于上述任意一项的机器人系统中，如图4所示，该清洗方法具体包括：
步骤S1，获取换热器列管的结构图并生成相应的路径寻迹指令；
步骤S2，根据路径寻迹指令驱动列管清洗机器人进行移动；
步骤S3，持续检测列管清洗机器人所处位置的列管清洁度并持续判断列管31清洁度是否低于一预设阈值；
当判断结果为列管清洁度低于预设阈值时，转向步骤S4；
当判断结果为列管清洁度不低于预设阈值时，返回步骤S3；
步骤S4，控制列管清洗机器人暂停移动并通过清洗模块对列管清洁度对应的列管区域进行清洗，而后返回步骤S3。
作为优选的实施方式，该种列管清洗方法，其中步骤S3进一步包括：
步骤S31，获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的图像信息；
步骤S32，获取列管清洗机器人所处位置的列管内壁的结垢情况；
步骤S33，根据图像信息和结垢情况生成列管清洁度。
作为优选的实施方式，该种列管清洗方法，其中于步骤S4中，当列管清洗机器人处于清洗状态时调整列管清洗机器人的运行姿态。
在本发明的另一较佳实施例中，如图3所示，能够同时设置多个列管清洗机器人在一套列管设备中执行清洗任务，进而提升工作效率。
现提供一具体实施例对本技术方案进行进一步的阐释和说明：
与本具体实施例中，该采样机器人具备高压喷枪151和清洁刷组153，配合清洗液执行清洗任务，在清洗过程中该列管清洗机器人1作往复运动直至摄像传感器组131和超声传感器组132获取的列管31清洁度符合预设阈值，若低于预设阈值则通知云控制端2，并寻迹到下一处执行任务，若不低于预设阈值则继续清洗；该列管清洗机器人1采用采用耐腐蚀非金属材料采用隔爆技术制成的外壳，保证了列管清洗机器人1的耐用性；该列管清洗机器人1与云控制端2保持通信，用于获得列管31设备的构造图和辅助列管清洗机器人1的寻迹。
综上所述，通过本技术方案，解决了以往人工高压水枪清洗无法清洗彻底的问题，通过机器人智能清洗能够避免清洗人员清洗时与腐蚀、有毒气体等危险物质直接接触造成伤害的隐患；该智能清洗机器人系统具备高自动化，可以通过云控制端构建列管设备结构并发送给机器人自主规划清洗路线、判断列管内污垢是否需要清洗和执行清洗任务，可以显著降低人工及运维成本。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种应用于换热器列管清洗的机器人系统，其特征在于，所述机器人系统包括至少一个列管清洗机器人和一个云控制端，所述云控制端远程连接每个所述列管清洗机器人，所述列管清洗机器人于所述换热器列管内部进行清洗：
所述云控制端通过获取所述换热器列管的结构图为每个所述列管清洗机器人制定相应的清洗路径并生成相应的路径寻迹指令；
所述列管清洗机器人进一步包括：
一通讯模块，用于接收所述路径寻迹指令；
一驱动模块，连接所述通讯模块，用于根据所述路径寻迹指令驱动所述列管清洗机器人进行移动；
一检测模块，用于持续检测所述列管清洗机器人所处位置的列管清洁度并输出；
一判断模块，连接所述检测模块，用于持续判断所述列管清洁度是否低于一预设阈值并输出一判断结果；
一清洁模块，连接所述判断模块，当所述判断结果为所述列管清洁度低于所述预设阈值时，通过所述清洁模块对所述列管清洁度对应的列管区域进行清洗；
所述驱动模块还连接所述判断模块，当所述判断结果为所述列管清洁度低于所述预设阈值时，控制所述列管清洗机器人暂停移动直至所述列管清洁度不低于所述预设阈值；
一姿态调整模块，连接所述清洁模块，用于当所述列管清洗机器人处于清洗状态时调整所述列管清洗机器人的运行姿态。
2.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述检测模块包括一摄像传感器组、一超声传感器组和一处理单元，所述处理单元分别连接所述摄像传感器组和所述超声传感器组；
所述摄像传感器组用于获取所述列管清洗机器人所处位置的列管内壁的图像信息；
所述超声传感器组用于获取所述列管清洗机器人所处位置的列管内壁的结垢情况；
所述处理单元根据所述图像信息和所述结垢情况生成所述列管清洁度。
3.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述驱动模块包括多个万向轮；
每个所述万向轮通过一可伸缩连接件和所述列管清洗机器人的躯体相连接。
4.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述清洁模块包括至少一高压喷枪、至少一清洗液喷口和至少一清洁刷；
所述高压喷枪、所述清洗液喷口和所述清洁刷相互配合对所述列管清洁度对应的列管区域进行清洗。
5.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述列管清洗机器人还包括一电源自检模块；
所述电源自检模块用于持续获取所述列管清洗机器人的能源损耗情况并传输至所述云控制端。
6.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述列管清洗机器人的外壳使用耐腐蚀非金属材料采用隔爆技术制成。
7.一种换热器列管清洗方法，其特征在于，应用于如所述权利要求1-6中任意一项所述的机器人系统中，所述清洗方法包括：
步骤S1，获取换热器列管的结构图并生成相应的路径寻迹指令；
步骤S2，根据所述路径寻迹指令驱动列管清洗机器人进行移动；
步骤S3，持续检测所述列管清洗机器人所处位置的列管清洁度并持续判断所述列管清洁度是否低于一预设阈值；
当所述列管清洁度低于所述预设阈值时，转向步骤S4；
当所述列管清洁度不低于所述预设阈值时，返回所述步骤S3；
步骤S4，控制所述列管清洗机器人暂停移动并通过清洗模块对所述列管清洁度对应的列管区域进行清洗，而后返回所述步骤S3。
8.根据权利要求7所述的列管清洗方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：
步骤S31、获取所述列管清洗机器人所处位置的列管内壁的图像信息；
步骤S32、获取所述列管清洗机器人所处位置的列管内壁的结垢情况；
步骤S33、根据所述图像信息和所述结垢情况生成所述列管清洁度。
9.如权利要求7所述的列管清洗方法，其特征在于，于所述步骤S4中，当所述列管清洗机器人处于清洗状态时，调整所述列管清洗机器人的运行姿态。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201124 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |