CN112317480A - 一种安全高效的反应釜清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机器人技术领域，尤其为一种安全高效的反应釜清洗机器人，包括车架，所述车架的一侧固定安装有车体侧板，所述车体侧板的表面固定安装有履带侧板，所述履带侧板的背面设置有支架，所述支架的一端通过轴承转动连接有支重轮，所述履带侧板的表面固定安装有固定架，所述固定架的一端通过轴承转动连接有张紧轮，所述车体侧板的另一侧固定安装有直流减速电机。本发明通过可旋转高压喷头，能够对反应釜内壁进行高压冲洗，通过一号锥齿轮和二号锥齿轮的配合，打开二号直流电机，二号直流电机持续转动刷辊轴，刷辊轴带动毛刷辊，进而对反应釜的内壁进行持续的刷洗，实现对反应釜内壁的高效的清洗，十分有利于使用。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种安全高效的反应釜清洗机器人。
背景技术
反应釜是工业生产中重要的化工装备，是实现化工生产的重要工具，然而由于化工装备的使用强度大，工作环境恶劣，机械设备出现故障与事故的概率高。近年来，我国天津、江苏响水等地的化工厂发生了严重的安全事故，更是为化工企业设备的安全管理敲响了警钟。实践证明，设备表面若结有0.25毫米厚的SiO2水垢，会使传热效率降低90％；反应釜内部结垢严重，直接影响产品率和产品的纯度，降低产品的质量等级；有些设备内部结垢严重，轻则堵塞设备，导致系统停车，重则引起爆炸事故，严重影响化工企业的安全稳定生产。
目前市场上的反应釜清洗机器人存在以下问题：
1、现有技术中，反应釜清洗还是以人工清洗为主，很少采用自动化清洗设备，人工清洗是采用工人进入反应釜内，使用工具将反应釜内壁的坚硬的结垢物清除下来，不仅效率低下，而且人工清洗会不可避免的对反应釜表面造成损伤，从而加剧结垢物的积累，降低反应釜使用周期，每次清洗反应釜的周期很短，人工清洗需要很长的时间，清洗的效果不理想，同时反应釜中的化学物质会对工人造成伤害，很难保证工人的安全；
2、现有技术中，反应釜清洗机器人大多不可旋转机械壁，导致其清洁范围十分有限，同时反应釜清洗机器人大多固定方式单一，导致其难以稳定的在反应釜内侧壁上移动和固定，进而严重影响反应釜的清洗作业。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种安全高效的反应釜清洗机器人，解决了现有技术中，人工清洗反应釜效率低下，效果不理想，且工人会受到化学物质的伤害，以及反应釜清洗机器人清洁范围有限和固定不够稳定的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种安全高效的反应釜清洗机器人，包括车架，所述车架的一侧固定安装有车体侧板，所述车体侧板的表面固定安装有履带侧板，所述履带侧板的背面设置有支架，所述支架的一端通过轴承转动连接有支重轮，所述履带侧板的表面固定安装有固定架，所述固定架的一端通过轴承转动连接有张紧轮，所述车体侧板的另一侧固定安装有直流减速电机，所述直流减速电机的输出端贯穿车体侧板的另一侧并固定连接有驱动轮，所述驱动轮、支重轮和张紧轮的表面均啮合有磁性履带，所述车架的底部固定连接有推杆电机，所述推杆电机的一端固定连接有转接板，所述转接板的底部固定安装有吸盘组，所述车架的顶部固定安装有底座关节部件，所述底座关节部件的顶部固定安装有关节连接弯头，所述关节连接弯头的一端固定安装有旋转关节，所述旋转关节的一端和关节连接弯头的一端均固定安装有关节连杆，清洗刷头外壳的表面固定安装有可旋转高压喷头，所述清洗刷头外壳的内壁固定安装有二号直流电机，所述二号直流电机的输出端固定连接有一号锥齿轮，所述一号锥齿轮的表面啮合有二号锥齿轮，所述二号锥齿轮的一端固定连接有刷辊轴，所述刷辊轴的表面通过轴承转动连接在清洗刷头外壳的内壁，所述刷辊轴的一端固定连接有毛刷辊。
作为本发明的一种优选技术方案，所述关节连杆的内壁固定安装有一号直流电机，所述旋转关节包括关节外壳，所述关节外壳的内壁通过轴承转动连接有蜗轮，所述蜗轮的表面设置有弹性挡圈，所述一号空心轴的一端固定安装有关节法兰，所述蜗轮的表面啮合有蜗杆，所述蜗杆的内壁固定连接有二号空心轴，所述二号空心轴的一端卡接在一号直流电机的输出端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述车体侧板的另一侧固定安装有加强板，所述加强板为凹形板。
作为本发明的一种优选技术方案，所述磁性履带为耐腐蚀橡胶，所述磁性履带的内部设置有永磁块，所述永磁块表面为硫化耐腐蚀橡胶。
作为本发明的一种优选技术方案，所述关节连杆的表面固定安装有关节锁扣，所述关节锁扣的内壁分别固定安装在关节连接弯头、旋转关节和清洗刷头外壳的表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述一号空心轴的表面固定连接有弹性挡圈，所述一号空心轴和蜗轮之间滑动连接有平键。
作为本发明的一种优选技术方案，所述关节外壳的一端固定安装有关节端盖，所述一号空心轴和关节端盖之间设置有密封毡圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述可旋转高压喷头的底部固定连接有固定滑块，所述清洗刷头外壳的顶部固定连接有滑块架，所述固定滑块与滑块架通过螺栓固定安装。
作为本发明的一种优选技术方案，所述可旋转高压喷头包括喷头外壳，所述喷头外壳的内壁固定连接有喷嘴密封圈，所述喷嘴密封圈的内壁固定连接有偏心喷嘴，所述喷头外壳的内壁分别固定连接有旋水盘和接管螺柱，所述旋水盘和接管螺柱之间设置有圆形密封圈，所述旋水盘的表面开设有切向导流孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清洗刷头外壳的一端固定安装有刷头轴承盖，所述刷头轴承盖和刷辊轴之间设置有毡圈。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种安全高效的反应釜清洗机器人，具备以下有益效果：
1、该安全高效的反应釜清洗机器人，通过可旋转高压喷头，能够对反应釜内壁进行高压冲洗，通过一号锥齿轮和二号锥齿轮的配合，打开二号直流电机，二号直流电机持续转动刷辊轴，刷辊轴带动毛刷辊，进而对反应釜的内壁进行持续的刷洗，实现对反应釜内壁的高效的清洗，十分有利于使用。
2、该安全高效的反应釜清洗机器人，通过可旋转高压喷头和二号直流电机的配合，工人能够在反应釜外部操作进行清洗，通过直流减速电机和驱动轮的配合，工人能够在外部操作进行机器人的移动，从而避免反应釜内部的化学物质对工人的身体造成伤害，十分有利于使用。
3、该安全高效的反应釜清洗机器人，通过一号直流电机转动二号空心轴，二号空心轴带动蜗杆进行转动，在蜗轮的配合下，沿着蜗轮进行转圆周运动并带动关节外壳进行运动，进而通过关节外壳带动关节连杆进行转动，实现对关节连杆的调节，从而增加了可旋转高压喷头和毛刷辊的活动范围，十分有利于使用。
4、该安全高效的反应釜清洗机器人，通过直流减速电机和驱动轮的配合，进行磁性履带的转动，使得机器人能够进行稳定的移动，当移动至合适的工作位置时，打开推杆电机，推杆电机将转接板向下推动，转接板向反应釜的内壁推挤吸盘组，使得吸盘组牢固的吸附在反应釜的内壁上，进而使得机器人能够在反应釜的内壁上进行稳定的移动和固定，十分有利于机器人的清洗作业。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明左侧视图；
图4为本发明旋转关节结构示意图；
图5为本发明右侧视图；
图6为本发明图5中A处结构放大图；
图7为本发明图3中B处结构放大图；
图8为本发明可旋转高压喷头结构示意图。
图中：1、车架；2、车体侧板；3、履带侧板；4、支架；5、支重轮；6、固定架；7、张紧轮；8、直流减速电机；9、驱动轮；10、磁性履带；11、加强板；12、推杆电机；13、转接板；14、吸盘组；15、底座关节部件；16、关节连接弯头；17、旋转关节；1701、关节外壳；1702、一号空心轴；1703、蜗轮；1704、弹性挡圈；1705、密封毡圈；1706、关节端盖；1707、关节法兰；1708、蜗杆；1709、平键；1710、二号空心轴；18、毛刷辊；19、关节连杆；20、一号直流电机；21、关节锁扣；22、清洗刷头外壳；23、滑块架；24、固定滑块；25、可旋转高压喷头；2501、喷头外壳；2502、喷嘴密封圈；2503、偏心喷嘴；2504、旋水盘；2505、圆形密封圈；2506、接管螺柱；26、二号直流电机；27、一号锥齿轮；28、二号锥齿轮；29、刷辊轴；30、刷头轴承盖。
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做出创造性劳动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。
实施例
请参阅图1-8，本发明提供以下技术方案：一种安全高效的反应釜清洗机器人，包括车架1，所述车架1的一侧固定安装有车体侧板2，所述车体侧板2的表面固定安装有履带侧板3，所述履带侧板3的背面设置有支架4，所述支架4的一端通过轴承转动连接有支重轮5，所述履带侧板3的表面固定安装有固定架6，所述固定架6的一端通过轴承转动连接有张紧轮7，所述车体侧板2的另一侧固定安装有直流减速电机8，所述直流减速电机8的输出端贯穿车体侧板2的另一侧并固定连接有驱动轮9，所述驱动轮9、支重轮5和张紧轮7的表面均啮合有磁性履带10，所述车架1的底部固定连接有推杆电机12，所述推杆电机12的一端固定连接有转接板13，所述转接板13的底部固定安装有吸盘组14，所述车架1的顶部固定安装有底座关节部件15，所述底座关节部件15的顶部固定安装有关节连接弯头16，所述关节连接弯头16的一端固定安装有旋转关节17，所述旋转关节17的一端和关节连接弯头16的一端均固定安装有关节连杆19，所述清洗刷头外壳22的表面固定安装有可旋转高压喷头25，所述清洗刷头外壳22的内壁固定安装有二号直流电机26，所述二号直流电机26的输出端固定连接有一号锥齿轮27，所述一号锥齿轮27的表面啮合有二号锥齿轮28，所述二号锥齿轮28的一端固定连接有刷辊轴29，所述刷辊轴29的表面通过轴承转动连接在清洗刷头外壳22的内壁，所述刷辊轴29的一端固定连接有毛刷辊18。
本实施方案中，通过可旋转高压喷头25，能够对反应釜内壁进行高压冲洗，通过一号锥齿轮27和二号锥齿轮28的配合，打开二号直流电机26，二号直流电机26持续转动刷辊轴29，刷辊轴29带动毛刷辊18，进而对反应釜的内壁进行持续的刷洗，实现对反应釜内壁的高效的清洗，通过可旋转高压喷头25和二号直流电机26的配合，工人能够在反应釜外部操作进行清洗，通过直流减速电机8和驱动轮9的配合，工人能够在外部操作进行机器人的移动，从而避免反应釜内部的化学物质对工人的身体造成伤害，实现对关节连杆19的调节，从而增加了可旋转高压喷头25和毛刷辊18的活动范围，通过直流减速电机8和驱动轮9的配合，进行磁性履带10的转动，使得机器人能够进行稳定的移动，当移动至合适的工作位置时，打开推杆电机12，推杆电机12将转接板13向下推动，转接板13向反应釜的内壁推挤吸盘组14，使得吸盘组14牢固的吸附在反应釜的内壁上，进而使得机器人能够在反应釜的内壁上进行稳定的移动和固定，十分有利于机器人的清洗作业。
具体的，所述关节连杆19的内壁固定安装有一号直流电机20，所述旋转关节17包括关节外壳1701，所述关节外壳1701的内壁通过轴承转动连接有蜗轮1703，所述蜗轮1703的表面设置有弹性挡圈1704，所述一号空心轴1702的一端固定安装有关节法兰1707，所述蜗轮1703的表面啮合有蜗杆1708，所述蜗杆1708的内壁固定连接有二号空心轴1710，所述二号空心轴1710的一端卡接在一号直流电机20的输出端。
本实施例中，通过一号直流电机20转动二号空心轴1710，二号空心轴1710带动蜗杆1708进行转动，在蜗轮1703的配合下，蜗杆1708沿着蜗轮1703进行转圆周运动并带动关节外壳1701进行运动，进而通过关节外壳1701带动关节连杆19进行转动。
具体的，车体侧板2的另一侧固定安装有加强板11，加强板11为凹形板。
本实施例中，通过加强板11，能够增强车体侧板2的稳定性，提高机器人的结构强度，十分有利于使用。
具体的，磁性履带10为耐腐蚀橡胶，磁性履带10的内部设置有永磁块，永磁块表面为硫化耐腐蚀橡胶。
本实施例中，通过永磁块和硫化耐腐蚀橡胶的配合，使得磁性履带10具备对反应釜内壁的吸附力以及极佳的抗腐蚀耐磨性，十分有利于使用。
具体的，关节连杆19的表面固定安装有关节锁扣21，关节锁扣21的内壁分别固定安装在关节连接弯头16、旋转关节17和清洗刷头外壳22的表面。
本实施例中，通过关节锁扣21的配合，能够有效增强关节连杆19与关节连接弯头16、旋转关节17和清洗刷头外壳22之间的结构强度，十分有利于使用。
具体的，一号空心轴1702的表面固定连接有弹性挡圈1704，一号空心轴1702和蜗轮1703之间滑动连接有平键1709。
本实施例中，通过弹性挡圈1704和平键1709的配合，能够对蜗轮1703进行限位，在蜗轮1703和一号空心轴1702之间传递扭矩，十分有利于使用。
具体的，关节外壳1701的一端固定安装有关节端盖1706，一号空心轴1702和关节端盖1706之间设置有密封毡圈1705。
本实施例中，通过密封毡圈1705和关节端盖1706的配合，能够有效的增强旋转关节17内部的密封性，避免润滑油的泄漏，提高旋转关节17内部的轴承使用寿命。
具体的，可旋转高压喷头25的底部固定连接有固定滑块24，清洗刷头外壳22的顶部固定连接有滑块架23，固定滑块24与滑块架23通过螺栓固定安装。
本实施例中，通过滑块架23和固定滑块24的配合，方便工人对可旋转高压喷头25进行拆装，十分有利于使用。
具体的，所述可旋转高压喷头25包括喷头外壳2501，所述喷头外壳2501的内壁固定连接有喷嘴密封圈2502，所述喷嘴密封圈2502的内壁固定连接有偏心喷嘴2503，所述喷头外壳2501的内壁分别固定连接有旋水盘2504和接管螺柱2506。
本实施例中，水流通过接管螺柱2506进入旋水盘2504，并通过旋水盘2504的导流孔进入喷头外壳2501的内部，并在导流孔的作用下形成旋转水流，旋转水流推动偏心喷嘴2503进行旋转并进入偏心喷嘴2503的内部，最后通过偏心喷嘴2503喷出并形成螺旋状的高压水流，进一步提高了机器人的清洁效果和清洁范围。
具体的，清洗刷头外壳22的一端固定安装有刷头轴承盖30，刷头轴承盖30和刷辊轴29之间设置有毡圈。
本实施例中，通过毡圈和刷头轴承盖30的配合，能够提高清洗刷头外壳22内部的密封性，避免其内部的润滑油泄露，提高清洗刷头外壳22内部轴承的使用寿命。
具体的，旋水盘2504和接管螺柱2506之间设置有圆形密封圈2505，旋水盘2504的表面开设有切向导流孔。
本实施例中，通过圆形密封圈2505和导流孔的配合，能够增强可旋转高压喷头25内部的密封性，同时导流孔能够引导高压水流在可旋转高压喷头25内部形成旋转水流，十分有利于使用。
本发明的工作原理及使用流程：使用时，工人先将高压水管接在接管螺柱2506上，接着将机器人放置在反应釜的入口，磁性履带10通过磁性吸附在反应釜的内壁上，启动直流减速电机8，直流减速电机8转动驱动轮9，驱动轮9带动磁性履带10，进而实现机器人的移动，将机器人移动至合适的地点后，启动推杆电机12，推杆电机12伸展并将转接板13向下推动，转接板13推动吸盘组14，使得吸盘组14抵触并吸附在反应釜的内壁上，进而达到对机器人的双重固定，打开一号直流电机20，一号直流电机20转动二号空心轴1710，二号空心轴1710带动蜗杆1708进行转动，蜗杆1708受到一号空心轴1702的反作用力并沿着一号空心轴1702进行圆周运动，蜗杆1708带动二号空心轴1710，二号空心轴1710带动关节外壳1701进行转动，关节外壳1701带动关节连杆19进行转动，实现对关节连杆19位置的调节，进而改变可旋转高压喷头25和清洗刷头外壳22的位置，提高机器人定点清洁的范围，打开高压水管的水阀，高压水流通过接管螺柱2506进入旋水盘2504，并通过旋水盘2504的导流孔进入喷头外壳2501的内部，并在导流孔的作用下形成旋转水流，旋转水流推动偏心喷嘴2503进行旋转并进入偏心喷嘴2503的内部，最后通过偏心喷嘴2503喷出并形成螺旋状的高压水流，进一步提高了机器人的清洁效果和清洁范围，接着启动二号直流电机26，二号直流电机26转动一号锥齿轮27，一号锥齿轮27转动二号锥齿轮28，二号锥齿轮28带动刷辊轴29进行转动，刷辊轴29带动毛刷辊18进行转动，通过旋转的毛刷辊18将反应釜的内壁上的残留物摩擦掉，完成局部清洁后，将机器人移动至下一工作点继续进行清洗作业。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种安全高效的反应釜清洗机器人，包括车架(1)，其特征在于：所述车架(1)的一侧固定安装有车体侧板(2)，所述车体侧板(2)的表面固定安装有履带侧板(3)，所述履带侧板(3)的背面设置有支架(4)，所述支架(4)的一端通过轴承转动连接有支重轮(5)，所述履带侧板(3)的表面固定安装有固定架(6)，所述固定架(6)的一端通过轴承转动连接有张紧轮(7)，所述车体侧板(2)的另一侧固定安装有直流减速电机(8)，所述直流减速电机(8)的输出端贯穿车体侧板(2)的另一侧并固定连接有驱动轮(9)，所述驱动轮(9)、支重轮(5)和张紧轮(7)的表面均啮合有磁性履带(10)，所述车架(1)的底部固定连接有推杆电机(12)，所述推杆电机(12)的一端固定连接有转接板(13)，所述转接板(13)的底部固定安装有吸盘组(14)，所述车架(1)的顶部固定安装有底座关节部件(15)，所述底座关节部件(15)的顶部固定安装有关节连接弯头(16)，所述关节连接弯头(16)的一端固定安装有旋转关节(17)，所述旋转关节(17)的一端和关节连接弯头(16)的一端均固定安装有关节连杆(19)；清洗刷头外壳(22)的表面固定安装有可旋转高压喷头(25)，所述清洗刷头外壳(22)的内壁固定安装有二号直流电机(26)，所述二号直流电机(26)的输出端固定连接有一号锥齿轮(27)，所述一号锥齿轮(27)的表面啮合有二号锥齿轮(28)，所述二号锥齿轮(28)的一端固定连接有刷辊轴(29)，所述刷辊轴(29)的表面通过轴承转动连接在清洗刷头外壳(22)的内壁，所述刷辊轴(29)的一端固定连接有毛刷辊(18)。
2.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述关节连杆(19)的内壁固定安装有一号直流电机(20)，所述旋转关节(17)包括关节外壳(1701)，所述关节外壳(1701)的内壁通过轴承转动连接有蜗轮(1703)，所述蜗轮(1703)的表面设置有弹性挡圈(1704)，所述一号空心轴(1702)的一端固定安装有关节法兰(1707)，所述蜗轮(1703)的表面啮合有蜗杆(1708)，所述蜗杆(1708)的内壁固定连接有二号空心轴(1710)，所述二号空心轴(1710)的一端卡接在一号直流电机(20)的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述车体侧板(2)的另一侧固定安装有加强板(11)，所述加强板(11)为凹形板。
4.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述磁性履带(10)为耐腐蚀橡胶，所述磁性履带(10)的内部设置有永磁块，所述永磁块表面为硫化耐腐蚀橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述关节连杆(19)的表面固定安装有关节锁扣(21)，所述关节锁扣(21)的内壁分别固定安装在关节连接弯头(16)、旋转关节(17)和清洗刷头外壳(22)的表面。
6.根据权利要求2所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述一号空心轴(1702)的表面固定连接有弹性挡圈(1704)，所述一号空心轴(1702)和蜗轮(1703)之间滑动连接有平键(1709)。
7.根据权利要求2所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述关节外壳(1701)的一端固定安装有关节端盖(1706)，所述一号空心轴(1702)和关节端盖(1706)之间设置有密封毡圈(1705)。
8.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述可旋转高压喷头(25)的底部固定连接有固定滑块(24)，所述清洗刷头外壳(22)的顶部固定连接有滑块架(23)，所述固定滑块(24)与滑块架(23)通过螺栓固定安装。
9.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述可旋转高压喷头(25)包括喷头外壳(2501)，所述喷头外壳(2501)的内壁固定连接有喷嘴密封圈(2502)，所述喷嘴密封圈(2502)的内壁固定连接有偏心喷嘴(2503)，所述喷头外壳(2501)的内壁分别固定连接有旋水盘(2504)和接管螺柱(2506)；所述旋水盘(2504)和接管螺柱(2506)之间设置有圆形密封圈(2505)，所述旋水盘(2504)的表面开设有切向导流孔。
10.根据权利要求1所述的一种安全高效的反应釜清洗机器人，其特征在于：所述清洗刷头外壳(22)的一端固定安装有刷头轴承盖(30)，所述刷头轴承盖(30)和刷辊轴(29)之间设置有毡圈。
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