CN112246787A - 一种gis管道清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GIS管道清洗机器人，该清洗机器人包括行走支撑装置，在行走支撑装置的两端分别设有旋转齿轮（7），旋转齿轮（7）上布设有沿其径向设置的调节螺杆（4），在调节螺杆（4）的前端设有刷板（2），在刷板（2）上安装有清洗海绵（1）；行走支撑装置上设有驱动电机（9）和能够贴合GIS管道外壁的行走轮（17），驱动电机（9）前端设置的电机齿轮（10）与对应的旋转齿轮（7）相啮合，行走轮（17）在对应的驱动机构的驱动下转动并作用在GIS管道外壁，GIS管道反作用于行走轮（17）使得整个清洗机器人行进。本发明的清洗机器人能够解决各种特殊场合、不同管径的GIS管道的清洗，实际应用前景广泛。

Description

一种GIS管道清洗机器人

技术领域

本发明属于管道表面清洗技术领域，具体地说是一种能够清洗GIS管道表面的GIS管道清洗机器人。

背景技术

根据市场调查，现在市面上管道清洗机器人多见于管道内部清洗，对管道外部清洗所研制和开发的清洗机器人产品较少。当前，针对管道外部清洗，主要采用高压水枪冲洗后，再人工细致的对管道进行擦拭和清洗。高压水枪冲洗与GIS管道内部清洗相似，都是通过水泵加压，将储水箱中的水喷射到管道上。

1、高压水枪冲洗。就当前对GIS管道主要采用高压水枪冲洗来看，冲洗面大而不精，尤其是对长型GIS管道，高压水枪在施水时，只能大面的将水喷射到GIS管道上，无法实现精益化对GIS管道冲洗，在高压水冲洗后，往往还需要人工登高，趴在GIS管道上，采用湿毛巾对GIS管道做精益化擦拭和清洗。

因此，常规的高压水枪冲洗GIS管道，在现实对GIS检修过程中，往往存在冲洗不干净需要人工再次擦拭，人工攀爬带来高处作业风险及人工擦拭GIS检修效率低下的问题。

2、洁家邦大型油烟机清洗设备。参考洁家邦大型油烟机清洗设备，该设备是通过在履带在地上行走，在装置上架设高压喷枪，通过控制高压喷枪的方向，来实现对管道外部的清洗。从本质上来看，还是基于高压喷枪，实现的对管道的一种清洗装置。依然存在第一点高压水枪冲洗带来的弊端。无法实现对GIS管道精益化的清洗，清洗后，依然需要人工去对污渍进行擦除。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够清洗GIS管道表面的GIS管道清洗机器人。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种GIS管道清洗机器人，其特征在于：该清洗机器人包括行走支撑装置，在行走支撑装置的两端分别设有旋转齿轮，旋转齿轮上布设有沿其径向设置的调节螺杆，在调节螺杆的前端设有刷板，在刷板上安装有清洗GIS管道的清洗海绵；所述的行走支撑装置上设有驱动电机，驱动电机前端设置的电机齿轮与对应的旋转齿轮相啮合以驱动旋转齿轮旋转；所述的行走支撑装置上设有能够贴合GIS管道外壁的行走轮，行走轮在对应的驱动机构的驱动下转动并作用在GIS管道外壁，GIS管道反作用于行走轮使得整个清洗机器人沿GIS管道的布置方向行进。

所述的的行走轮和其对应的驱动机构设置在可升降机构上，以适应不同管径的GIS管道。

所述的调节螺杆上设有方便调节的调节旋钮；所述旋转齿轮内外侧的调节螺杆上皆套设有调节弹簧，位于旋转齿轮内侧的调节弹簧由旋转齿轮内壁和刷板限位、位于旋转齿轮外侧的调节弹簧由旋转齿轮外壁和调节旋钮限位。

所述旋转齿轮的内侧设有凸环、外侧挖有环形槽，在环形槽的底部设有呈环状分布的齿与电机齿轮啮合。

所述的行走支撑装置包括对拉螺杆和固定板，两端分别安装固定板的对拉螺杆设置在两组旋转齿轮之间且旋转齿轮的上部和下部各设有一组对拉螺杆；任一固定板上皆设有至少两个固定轮，其中一个通过短轴固定在固定板上的固定轮嵌入环形槽中且能够沿着环形槽旋转、另一个通过长轴固定在固定板上的固定轮卡在凸环上且能够沿着凸环旋转，以实现旋转齿轮的内外侧和上下侧定位且能够旋转。

所述的驱动电机安装在固定板上，且一个旋转齿轮至少对应一个驱动电机。

所述的行走轮和其对应的驱动机构、以及支撑上述行走轮和其对应的驱动机构的可升降机构皆安装在对拉螺杆上。

所述的对拉螺杆上设有用于对清洗机器人供电的蓄电池和在工作时实现冲水的储水箱，储水箱上设有用于加压的水泵和在清洗过程中对GIS管道清洗面给水冲洗的冲洗喷头。

所述的旋转齿轮由一对半圆齿轮通过组装卡扣连接组装而成。

所述的清洗机器人配置有遥控器，遥控器能够对行走支撑装置中的驱动电机和水泵以及驱动行走轮行走的驱动机构、支撑升降行走轮和其驱动机构的可升降机构发出工作指令和停止指令。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的清洗机器人通过采用调节螺杆以及调节螺杆上的调节弹簧、调节旋钮来控制和调节对所清洗的GIS管道的松紧程度，实现了针对不同管径的GIS管道均可以清洗，打破了只能清洗单一管径的瓶颈，大大提高了GIS管道清洗的普适性，使之对不同管径的GIS管道都能满足清洗要求。

本发明的清洗机器人通过采用上下分布设置的对拉螺杆将驱动模块、定位模块组合构成行走支撑装置，并通过行走支撑装置与清洗模块进行精确的机械配合，使得GIS管道清洗机器人的清洗结构左右对称分布；同时在对拉螺杆上装设控制供电的蓄电池、对GIS管道冲洗的储水箱及冲洗喷头；通过在旋转齿轮上通过机床切削作为固定轮滑行轨道的环形槽，且通过固定轮的前后、上下控制，使得旋转齿轮始终与驱动电机的电机齿轮啮合，实现旋转齿轮的机械旋转来实现对GIS管道的自动清洗；同时通过在旋转齿轮上设置组装卡扣，实现旋转齿轮简单易组装使用的功能；另外通过对行走轮对应的驱动机构的遥控驱动，实现整个GIS管道清洗机器人在清洗作业时的前后行走。

本发明的清洗机器人与市面上的机器相比，克服了传统对GIS管道进行高压水枪清洗后，需要人工高处作业，再对GIS管道进行擦拭的繁琐、效率低下的清洗模式；同时也开拓了GIS管道智能化清洗、专一化机器人清洗，基于遥控清洗的未来清洗方向；在GIS管道清洗中，降低了人员高处作业带来的安全风险、提高了GIS管道清洗效率，为电力设备长型GIS管道检修清洗，提供了一种专一化的清洗机器人；解决了传统电力工程检修中面临一般GIS管道、长型GIS管道、高处GIS管道这样的电力设备清洗，需要在高压水枪第一遍冲洗后，人工登高用湿毛巾进行细致擦拭存在的低效率、不经济、劳动强度大、经验要求高等一系列问题；在实现GIIS管道干净清洗功能的基础上，为降低安全隐患、降低劳动强度和经济收益性方面拓展了区域，具有设计合理、使用方便的特点，实际应用前景广泛，适合推广使用。

附图说明

附图1是本发明的GIS管道清洗机器人的剖视结构示意图；

附图2是本发明的GIS管道清洗机器人的正视结构示意图；

附图3是本发明的GIS管道清洗机器人的俯视结构示意图；

附图4是本发明的GIS管道清洗机器人的立体结构示意图。

其中：1—清洗海绵；2—刷板；3—调节弹簧；4—调节螺杆；5—调节旋钮；6—组装卡扣；7—旋转齿轮；8—固定轮；9—驱动电机；10—电机齿轮；11—固定板；12—对拉螺杆；13—蓄电池；14—储水箱；15—水泵；16—冲洗喷头；17—行走轮；18—遥控器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-4所示：一种GIS管道清洗机器人，该清洗机器人包括行走支撑装置，在行走支撑装置的两端分别设有旋转齿轮7，旋转齿轮7上布设有沿其径向设置的调节螺杆4，在调节螺杆4的前端设有刷板2，在刷板2上安装有清洗GIS管道的清洗海绵1，调节刷板2的松紧程度由调节螺杆4实现；在行走支撑装置上还设有驱动电机9和能够贴合GIS管道外壁的行走轮17，驱动电机9前端设置的电机齿轮10与对应的旋转齿轮7相啮合以驱动旋转齿轮7旋转；行走轮17在对应的驱动机构的驱动下转动并作用在GIS管道外壁，GIS管道反作用于行走轮17使得整个清洗机器人沿GIS管道的布置方向行进，上述的行走轮17和其对应的驱动机构设置在可升降机构上，以适应不同管径的GIS管道。

进一步的说，在调节螺杆4上设有方便调节的调节旋钮5，旋转齿轮7内外侧的调节螺杆4上皆套设有调节弹簧3，位于旋转齿轮7内侧的调节弹簧3由旋转齿轮7内壁和刷板2限位、位于旋转齿轮7外侧的调节弹簧3由旋转齿轮7外壁和调节旋钮5限位。调节螺杆4通过调节弹簧3、调节旋钮5、刷板2、清洗海绵1按机械特性组装在旋转齿轮7上，以构成GIS管道清洗机器人的清洗模块。该清洗机器人通过采用调节螺杆4以及调节螺杆4上的调节弹簧3、调节旋钮5来控制和调节对所清洗的GIS管道的松紧程度，实现了针对不同管径的GIS管道均可以清洗，打破了只能清洗单一管径的瓶颈，大大提高了GIS管道清洗的普适性，使之对不同管径的GIS管道都能满足清洗要求。

为了便于清洗机器人的拆分，旋转齿轮7由一对半圆齿轮通过组装卡扣6连接组装而成。为了支撑定位旋转齿轮7，在旋转齿轮7的内侧设有凸环、外侧挖有环形槽，在环形槽的底部设有呈环状分布的齿与电机齿轮10啮合。

进一步的说，上述的行走支撑装置包括对拉螺杆12和固定板11，两端分别安装固定板11的对拉螺杆12设置在两组旋转齿轮7之间且旋转齿轮7的上部和下部各设有一组对拉螺杆12；任一固定板11上皆设有至少两个固定轮8，其中一个通过短轴固定在固定板11上的固定轮8嵌入环形槽中且能够沿着环形槽旋转、另一个通过长轴固定在固定板11上的固定轮8卡在凸环上且能够沿着凸环旋转，以实现旋转齿轮7的内外侧和上下侧定位且能够旋转；至少八个固定轮8实现了一对旋转齿轮7的支撑定位（如图1所示，本申请中采用了6*2=12个固定轮），从而实现清洗过程中机械装置的稳定可控。驱动电机9安装在固定板11上，且一个旋转齿轮7至少对应一个驱动电机9；旋转齿轮7、固定板11、固定轮8、驱动电机9基于对拉螺杆12固定并左右对称分布。行走轮17和其对应的驱动机构、以及支撑上述行走轮17和其对应的驱动机构的可升降机构皆安装在对拉螺杆12上，如图2、图4所示，行走轮17及其对应机构亦相对GIS管道对称设置。在对拉螺杆12上设有用于对清洗机器人供电的蓄电池13和在工作时实现冲水的储水箱14，储水箱14上设有用于加压的水泵15和在清洗过程中对GIS管道清洗面给水冲洗的冲洗喷头16。上述的清洗机器人配置有遥控器18，遥控器18能够对行走支撑装置中的驱动电机9和水泵15以及驱动行走轮17行走的驱动机构、支撑升降行走轮17和其驱动机构的可升降机构发出工作指令和停止指令。

该清洗机器人通过采用上下分布设置的对拉螺杆12将驱动模块、定位模块组合构成行走支撑装置，并通过行走支撑装置与清洗模块进行精确的机械配合，使得GIS管道清洗机器人的清洗结构左右对称分布；同时在对拉螺杆12上装设控制供电的蓄电池13、对GIS管道冲洗的储水箱14及冲洗喷头16；通过在旋转齿轮7上通过机床切削作为固定轮8滑行轨道的环形槽，且通过固定轮8的前后、上下控制，使得旋转齿轮7始终与驱动电机9的电机齿轮10啮合，实现旋转齿轮7的机械旋转来实现对GIS管道的自动清洗；同时通过在旋转齿轮7上设置组装卡扣6，实现旋转齿轮7简单易组装使用的功能；另外通过对行走轮17对应的驱动机构的遥控驱动，实现整个GIS管道清洗机器人在清洗作业时的前后行走。

如图1-4所示，一种GIS管道清洗机器人，包括清洗GIS管道的清洗海绵1和用于安装清洗海绵1的刷板2、调节刷板2的松紧程度由调节螺杆4实现；安装在调节螺杆4上的调节弹簧3和方便调节的调节旋钮5是对调节螺杆4实现松紧调节的进一步补充和完善。固定调节螺杆4的旋转齿轮7能够通过组装卡扣6进行上下拆分以便于清洗机器人的安装；旋转齿轮7通过固定轮8完成旋转工作时的前后、上下固定，通过驱动电机9上的电机齿轮10驱动旋转齿轮7的旋转，固定板11用于固定驱动电机9和对拉螺杆12以实现清洗机器人系统的稳定性和整体性。在对拉螺杆12上布设有供电的蓄电池13和在工作时实现冲水的储水箱14，储水箱14上设水泵15和冲洗喷头16实现对GIS管道的冲洗；驱动清洗机器人运动的行走轮17、控制行走轮17的驱动机构的遥控器18实现GIS管道清洗机器人的行走。

本发明的清洗机器人使用时，蓄电池13分别给行走轮17的驱动机构和可升降机构、水泵15、四组驱动电机9供能，实现GIS管道清洗机器人在清洗GIS管道作业过程中的行走、施水和旋转齿轮7的旋转驱动。当驱动电机9驱动后，通过齿轮啮合将带动旋转齿轮7的旋转，旋转齿轮7上切削有与固定轮8等宽度的环形轨道，位于旋转齿轮7外侧的固定轮8落于该环形轨道内，在旋转齿轮7旋转时，设置在固定板11上的固定轮8将沿着该环形轨道旋转，固定轮8和该环形轨道接触面施加润滑油；另外固定轮8卡在旋转齿轮7内侧的凸环上且能够沿着凸环旋转。从而保证了旋转齿轮7在驱动电机9的驱动旋转下，不会出现倾斜、受力不均甚至脱齿现象发生。关于旋转齿轮7外圆周上加工出来的环形槽，有两种模式供选择，一种是电机齿轮10和固定轮8共用一个相对较窄的环形槽，此时该环形槽的全部底部设有呈环状分布的齿与电机齿轮10啮合且该环形槽的两侧壁作为固定轮8的环形轨道接触面；另一种是电机齿轮10和固定轮8共用一个相对较宽的环形槽，此时该环形槽的部分底部设有呈环状分布的齿与电机齿轮10啮合且该环形槽的另一部分底部和该环形槽的一个侧壁作为固定轮8的环形轨道接触面，目前本发明的清洗机器人采用的是第二种技术方案。

本发明的清洗机器人使用时，控制旋转齿轮7旋转的驱动电机9在蓄电池13供能时，同时旋转，以达到旋转齿轮7的规范、同步旋转；由对拉螺杆12左右连接的旋转齿轮7构成左右对称分布，对拉螺杆12起连接、固定、承载的作用；布设在对拉螺杆12上的储水箱14通过水泵15加压，在清洗过程中，将清洗液通过冲洗喷头16喷射到GIS管道上；固定在对拉螺杆12上的行走轮17的轮面和GIS管道接触，安装在行走轮17上的驱动驱动，在遥控器18的控制下，实现对行走轮17的前后行走控制。

本发明的清洗机器人与市面上的机器相比，克服了传统对GIS管道进行高压水枪清洗后，需要人工高处作业，再对GIS管道进行擦拭的繁琐、效率低下的清洗模式；同时也开拓了GIS管道智能化清洗、专一化机器人清洗，基于遥控清洗的未来清洗方向；在GIS管道清洗中，降低了人员高处作业带来的安全风险、提高了GIS管道清洗效率，为电力设备长型GIS管道检修清洗，提供了一种专一化的清洗机器人；解决了传统电力工程检修中面临一般GIS管道、长型GIS管道、高处GIS管道这样的电力设备清洗，需要在高压水枪第一遍冲洗后，人工登高用湿毛巾进行细致擦拭存在的低效率、不经济、劳动强度大、经验要求高等一系列问题；在实现GIIS管道干净清洗功能的基础上，为降低安全隐患、降低劳动强度和经济收益性方面拓展了区域，具有设计合理、使用方便的特点，实际应用前景广泛，适合推广使用。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种GIS管道清洗机器人，其特征在于：该清洗机器人包括行走支撑装置，在行走支撑装置的两端分别设有旋转齿轮（7），旋转齿轮（7）上布设有沿其径向设置的调节螺杆（4），在调节螺杆（4）的前端设有刷板（2），在刷板（2）上安装有清洗GIS管道的清洗海绵（1）；所述的行走支撑装置上设有驱动电机（9），驱动电机（9）前端设置的电机齿轮（10）与对应的旋转齿轮（7）相啮合以驱动旋转齿轮（7）旋转；所述的行走支撑装置上设有能够贴合GIS管道外壁的行走轮（17），行走轮（17）在对应的驱动机构的驱动下转动并作用在GIS管道外壁，GIS管道反作用于行走轮（17）使得整个清洗机器人沿GIS管道的布置方向行进。

2.根据权利要求1所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的的行走轮（17）和其对应的驱动机构设置在可升降机构上，以适应不同管径的GIS管道。

3.根据权利要求1所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的调节螺杆（4）上设有方便调节的调节旋钮（5）；所述旋转齿轮（7）内外侧的调节螺杆（4）上皆套设有调节弹簧（3），位于旋转齿轮（7）内侧的调节弹簧（3）由旋转齿轮（7）内壁和刷板（2）限位、位于旋转齿轮（7）外侧的调节弹簧（3）由旋转齿轮（7）外壁和调节旋钮（5）限位。

4.根据权利要求1-3任一所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述旋转齿轮（7）的内侧设有凸环、外侧挖有环形槽，在环形槽的底部设有呈环状分布的齿与电机齿轮（10）啮合。

5.根据权利要求4所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的行走支撑装置包括对拉螺杆（12）和固定板（11），两端分别安装固定板（11）的对拉螺杆（12）设置在两组旋转齿轮（7）之间且旋转齿轮（7）的上部和下部各设有一组对拉螺杆（12）；任一固定板（11）上皆设有至少两个固定轮（8），其中一个通过短轴固定在固定板（11）上的固定轮（8）嵌入环形槽中且能够沿着环形槽旋转、另一个通过长轴固定在固定板（11）上的固定轮（8）卡在凸环上且能够沿着凸环旋转，以实现旋转齿轮（7）的内外侧和上下侧定位且能够旋转。

6.根据权利要求5所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的驱动电机（9）安装在固定板（11）上，且一个旋转齿轮（7）至少对应一个驱动电机（9）。

7.根据权利要求5所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的行走轮（17）和其对应的驱动机构、以及支撑上述行走轮（17）和其对应的驱动机构的可升降机构皆安装在对拉螺杆（12）上。

8.根据权利要求1所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的对拉螺杆（12）上设有用于对清洗机器人供电的蓄电池（13）和在工作时实现冲水的储水箱（14），储水箱（14）上设有用于加压的水泵（15）和在清洗过程中对GIS管道清洗面给水冲洗的冲洗喷头（16）。

9.根据权利要求1所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的旋转齿轮（7）由一对半圆齿轮通过组装卡扣（6）连接组装而成。

10.根据权利要求1所述的GIS管道清洗机器人，其特征在于：所述的清洗机器人配置有遥控器（18），遥控器（18）能够对行走支撑装置中的驱动电机（9）和水泵（15）以及驱动行走轮（17）行走的驱动机构、支撑升降行走轮（17）和其驱动机构的可升降机构发出工作指令和停止指令。

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