CN112958551A - 一种可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法，机器人包括中心机架、管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件，四者在中心机架上由前至后顺序布设。方法为：将机器人整体送入管道内，使行走组件和管道内壁清洁组件与管道内壁充分接触，先启动管道内壁清洁组件，然后启动行走组件，使机器人整体沿着管道长度方向匀速向前行进，当管道内壁防腐液喷涂组件移动到清洁起始位置时，启动管道内壁防腐液喷涂组件，随着机器人的不断向前行进，持续不断的对管道内壁进行清洁和防腐液喷涂作业；当机器人移动到管道变径处时，若管道内径变大则增大管道内壁清洁组件和行走组件的径向尺寸，反之亦然，直至完成变径管道内壁的清洁和防腐液喷涂工作。

Description

一种可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法

技术领域

本发明属于管道清洁防腐技术领域，特别是涉及一种可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法。

背景技术

目前，在人们的生产和生活中会应用到大量的管道设施，并且这些管道设施的种类、样式和尺寸也各有不同，这就给设施内的管道内壁清洁和管道内壁喷涂防腐液工作带来了困难。现阶段，管道内壁清洁和防腐液喷涂工作主要采用人工方式，但是对于直径过大、直径过小或者长度过长的管道来说，人工清洁管道内壁的效果难以保证，不但劳动强度高，而且工作效率低下。此外，在通过人工方式进行防腐液喷涂工作时，由于防腐液中会挥发的气体通常具有一定的毒性，长时间处于封闭的管道内，或多或少会对工作人员的身体健康产生危害。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法，能够替代传统的人工方式完成管道内壁的清洁和防腐液喷涂工作，同时能够适应不同内径的管道，有效降低了工作人员的劳动强度，不但可以保证管道内壁的清洁效果，而且工作效率得到有效提高，同时由于在进行内壁防腐液喷涂工作时实现了无人化，避免了有人作业时对工作人员身体健康产生危害的情况发生。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，包括中心机架、管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件；所述管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件在中心机架上由前至后顺序布设。

所述管道内壁清洁组件包括清洁钢刷、动力伸缩杆、转接固定套及清洁驱动电机；所述清洁驱动电机固定安装在中心机架最前端，清洁驱动电机与中心机架同轴设置且清洁驱动电机的电机轴朝前，所述转接固定套固定安装在清洁驱动电机的电机轴上；所述动力伸缩杆底端固定连接在转接固定套上，所述清洁钢刷固定安装在动力伸缩杆顶端，动力伸缩杆与清洁驱动电机的电机轴相垂直；所述动力伸缩杆数量若干，若干动力伸缩杆沿转接固定套周向均布设置。

所述行走组件包括动力行走轮机构、履带式行走机构、第一摆杆支臂、第二摆杆支臂、第三摆杆支臂、连杆支架、第一支臂摆转驱动缸及第二支臂摆转驱动缸；所述第一摆杆支臂、第二摆杆支臂及第三摆杆支臂在中心机架上由前至后顺序布设；所述第一摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述动力行走轮机构安装在第一摆杆支臂顶端，所述第一支臂摆转驱动缸一端铰接在中心机架上，第一支臂摆转驱动缸另一端铰接在第一摆杆支臂上；所述第一摆杆支臂数量若干，若干第一摆杆支臂沿中心机架周向均布设置；所述第二摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述第三摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述连杆支架一端铰接在第二摆杆支臂顶端，连杆支架另一端铰接在第三摆杆支臂顶端，由中心机架、第二摆杆支臂、连杆支架及第三摆杆支臂构成平行四边形机构；所述履带式行走机构安装在连杆支架上；所述第二支臂摆转驱动缸一端铰接在中心机架上，第二支臂摆转驱动缸另一端铰接在第二摆杆支臂或第三摆杆支臂上；由所述中心机架、第二摆杆支臂、连杆支架及第三摆杆支臂构成的平行四边形机构数量若干，若干平行四边形机构沿中心机架周向均布设置。

所述管道内壁防腐液喷涂组件包括防腐液储罐、液压泵及雾化喷头；所述雾化喷头固定安装在中心机架最后端，所述防腐液储罐固定安装在雾化喷头前方的中心机架上，所述液压泵固定安装在雾化喷头与防腐液储罐之间的中心机架上，液压泵的进液口与防腐液储罐的出液口相连通，液压泵的出液口与雾化喷头的进液口相连通。

所述的可变径管道内壁清洁防腐机器人的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：将机器人整体送入管道内，保证沿中心机架周向均布的所有动力行走轮机构和履带式行走机构均支撑顶靠在管道内壁上，使中心机架与管道保持同轴状态；

步骤二：调整所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷与管道内壁充分接触；

步骤三：启动清洁驱动电机，依次带动转接固定套、动力伸缩杆及清洁钢刷随清洁驱动电机的电机轴同步转动，通过转动的清洁钢刷对管道内壁进行清洁；

步骤四：启动动力行走轮机构和履带式行走机构，使机器人整体沿着管道长度方向匀速向前行进，进而通过清洁钢刷连续不断的对管道内壁进行清洁；

步骤五：当雾化喷头移动到管道内壁清洁起始位置处时，启动液压泵，防腐液储罐内的防腐液在液压泵的驱动作用下由雾化喷头喷出，而喷出的防腐液将直接喷涂在清洁后的管道内壁上，随着机器人的不断向前行进，进而通过雾化喷头连续不断的对管道内壁进行防腐液喷涂；

步骤六：当机器人移动到管道变径处时，分为以下两种情况：

①、若管道内径变大，则先控制动力行走轮机构移动到变径管道内，然后同步调整所有第一支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有的第一摆杆支臂相对于中心机架的夹角增大，直到所有动力行走轮机构支撑顶靠在变径管道内壁上，同时增大所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷与变径管道内壁充分接触，然后继续控制机器人向前移动，使履带式行走机构进入变径管道内，再同步调整所有第二支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有第二摆杆支臂及第三摆杆支臂相对于中心机架的夹角增大，直到所有履带式行走机构支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作；

②、若管道内径变小，则先同步调整所有第一支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有的第一摆杆支臂相对于中心机架的夹角减小，直到所有动力行走轮机构能够进入变径管道内时，同时减小所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷能够进入变径管道内，再控制机器人继续前进，使所有动力行走轮机构进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，同时使所有清洁钢刷与变径管道内壁充分接触，之后调整所有第二支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有第二摆杆支臂及第三摆杆支臂相对于中心机架的夹角减小，直到所有履带式行走机构能够进入变径管道内时，然后控制机器人继续前进，使所有履带式行走机构进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作。

本发明的有益效果：

本发明的可变径管道内壁清洁防腐机器人及使用方法，能够替代传统的人工方式完成管道内壁的清洁和防腐液喷涂工作，同时能够适应不同内径的管道，有效降低了工作人员的劳动强度，不但可以保证管道内壁的清洁效果，而且工作效率得到有效提高，同时由于在进行内壁防腐液喷涂工作时实现了无人化，避免了有人作业时对工作人员身体健康产生危害的情况发生。

附图说明

图1为本发明的一种可变径管道内壁清洁防腐机器人的结构示意图；

图中，1—中心机架，2—清洁钢刷，3—动力伸缩杆，4—转接固定套，5—清洁驱动电机，6—动力行走轮机构，7—履带式行走机构，8—第一摆杆支臂，9—第二摆杆支臂，10—第三摆杆支臂，11—连杆支架，12—第一支臂摆转驱动缸，13—第二支臂摆转驱动缸，14—防腐液储罐，15—液压泵，16—雾化喷头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，包括中心机架1、管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件；所述管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件在中心机架1上由前至后顺序布设。

所述管道内壁清洁组件包括清洁钢刷2、动力伸缩杆3、转接固定套4及清洁驱动电机5；所述清洁驱动电机5固定安装在中心机架1最前端，清洁驱动电机5与中心机架1同轴设置且清洁驱动电机5的电机轴朝前，所述转接固定套4固定安装在清洁驱动电机5的电机轴上；所述动力伸缩杆3底端固定连接在转接固定套4上，所述清洁钢刷2固定安装在动力伸缩杆3顶端，动力伸缩杆3与清洁驱动电机5的电机轴相垂直；所述动力伸缩杆3数量若干，若干动力伸缩杆3沿转接固定套4周向均布设置。本实施例中，动力伸缩杆3设为四根，每根动力伸缩杆3顶端均配置一个清洁钢刷2。

所述行走组件包括动力行走轮机构6、履带式行走机构7、第一摆杆支臂8、第二摆杆支臂9、第三摆杆支臂10、连杆支架11、第一支臂摆转驱动缸12及第二支臂摆转驱动缸13；所述第一摆杆支臂8、第二摆杆支臂9及第三摆杆支臂10在中心机架1上由前至后顺序布设；所述第一摆杆支臂8底端铰接在中心机架1上，所述动力行走轮机构6安装在第一摆杆支臂8顶端，所述第一支臂摆转驱动缸12一端铰接在中心机架1上，第一支臂摆转驱动缸12另一端铰接在第一摆杆支臂8上；所述第一摆杆支臂8数量若干，若干第一摆杆支臂8沿中心机架1周向均布设置；所述第二摆杆支臂9底端铰接在中心机架1上，所述第三摆杆支臂10底端铰接在中心机架1上，所述连杆支架11一端铰接在第二摆杆支臂9顶端，连杆支架11另一端铰接在第三摆杆支臂10顶端，由中心机架1、第二摆杆支臂9、连杆支架11及第三摆杆支臂10构成平行四边形机构；所述履带式行走机构7安装在连杆支架11上；所述第二支臂摆转驱动缸13一端铰接在中心机架1上，第二支臂摆转驱动缸13另一端铰接在第二摆杆支臂9或第三摆杆支臂10上；由所述中心机架1、第二摆杆支臂9、连杆支架11及第三摆杆支臂10构成的平行四边形机构数量若干，若干平行四边形机构沿中心机架1周向均布设置。本实施例中，平行四边形机构数量为四套，每套平行四边形机构内均配置有一台履带式行走机构7和一根第二支臂摆转驱动缸13。

所述管道内壁防腐液喷涂组件包括防腐液储罐14、液压泵15及雾化喷头16；所述雾化喷头16固定安装在中心机架1最后端，所述防腐液储罐14固定安装在雾化喷头16前方的中心机架1上，所述液压泵15固定安装在雾化喷头16与防腐液储罐14之间的中心机架1上，液压泵15的进液口与防腐液储罐14的出液口相连通，液压泵15的出液口与雾化喷头16的进液口相连通。

所述的可变径管道内壁清洁防腐机器人的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：将机器人整体送入管道内，保证沿中心机架1周向均布的所有动力行走轮机构6和履带式行走机构7均支撑顶靠在管道内壁上，使中心机架1与管道保持同轴状态；

步骤二：调整所有动力伸缩杆3的伸长量，使所有清洁钢刷2与管道内壁充分接触；

步骤三：启动清洁驱动电机5，依次带动转接固定套4、动力伸缩杆3及清洁钢刷2随清洁驱动电机5的电机轴同步转动，通过转动的清洁钢刷2对管道内壁进行清洁；

步骤四：启动动力行走轮机构6和履带式行走机构7，使机器人整体沿着管道长度方向匀速向前行进，进而通过清洁钢刷2连续不断的对管道内壁进行清洁；

步骤五：当雾化喷头16移动到管道内壁清洁起始位置处时，启动液压泵15，防腐液储罐14内的防腐液在液压泵15的驱动作用下由雾化喷头16喷出，而喷出的防腐液将直接喷涂在清洁后的管道内壁上，随着机器人的不断向前行进，进而通过雾化喷头16连续不断的对管道内壁进行防腐液喷涂；

步骤六：当机器人移动到管道变径处时，分为以下两种情况：

①、若管道内径变大，则先控制动力行走轮机构6移动到变径管道内，然后同步调整所有第一支臂摆转驱动缸12的伸长量，使所有的第一摆杆支臂8相对于中心机架1的夹角增大，直到所有动力行走轮机构6支撑顶靠在变径管道内壁上，同时增大所有动力伸缩杆3的伸长量，使所有清洁钢刷2与变径管道内壁充分接触，然后继续控制机器人向前移动，使履带式行走机构7进入变径管道内，再同步调整所有第二支臂摆转驱动缸13的伸长量，使所有第二摆杆支臂9及第三摆杆支臂10相对于中心机架1的夹角增大，直到所有履带式行走机构7支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作；

②、若管道内径变小，则先同步调整所有第一支臂摆转驱动缸12的伸长量，使所有的第一摆杆支臂8相对于中心机架1的夹角减小，直到所有动力行走轮机构6能够进入变径管道内时，同时减小所有动力伸缩杆3的伸长量，使所有清洁钢刷2能够进入变径管道内，再控制机器人继续前进，使所有动力行走轮机构6进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，同时使所有清洁钢刷2与变径管道内壁充分接触，之后调整所有第二支臂摆转驱动缸13的伸长量，使所有第二摆杆支臂9及第三摆杆支臂10相对于中心机架1的夹角减小，直到所有履带式行走机构7能够进入变径管道内时，然后控制机器人继续前进，使所有履带式行走机构7进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，其特征在于：包括中心机架、管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件；所述管道内壁清洁组件、行走组件及管道内壁防腐液喷涂组件在中心机架上由前至后顺序布设。

2.根据权利要求1所述的一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，其特征在于：所述管道内壁清洁组件包括清洁钢刷、动力伸缩杆、转接固定套及清洁驱动电机；所述清洁驱动电机固定安装在中心机架最前端，清洁驱动电机与中心机架同轴设置且清洁驱动电机的电机轴朝前，所述转接固定套固定安装在清洁驱动电机的电机轴上；所述动力伸缩杆底端固定连接在转接固定套上，所述清洁钢刷固定安装在动力伸缩杆顶端，动力伸缩杆与清洁驱动电机的电机轴相垂直；所述动力伸缩杆数量若干，若干动力伸缩杆沿转接固定套周向均布设置。

3.根据权利要求1所述的一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，其特征在于：所述行走组件包括动力行走轮机构、履带式行走机构、第一摆杆支臂、第二摆杆支臂、第三摆杆支臂、连杆支架、第一支臂摆转驱动缸及第二支臂摆转驱动缸；所述第一摆杆支臂、第二摆杆支臂及第三摆杆支臂在中心机架上由前至后顺序布设；所述第一摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述动力行走轮机构安装在第一摆杆支臂顶端，所述第一支臂摆转驱动缸一端铰接在中心机架上，第一支臂摆转驱动缸另一端铰接在第一摆杆支臂上；所述第一摆杆支臂数量若干，若干第一摆杆支臂沿中心机架周向均布设置；所述第二摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述第三摆杆支臂底端铰接在中心机架上，所述连杆支架一端铰接在第二摆杆支臂顶端，连杆支架另一端铰接在第三摆杆支臂顶端，由中心机架、第二摆杆支臂、连杆支架及第三摆杆支臂构成平行四边形机构；所述履带式行走机构安装在连杆支架上；所述第二支臂摆转驱动缸一端铰接在中心机架上，第二支臂摆转驱动缸另一端铰接在第二摆杆支臂或第三摆杆支臂上；由所述中心机架、第二摆杆支臂、连杆支架及第三摆杆支臂构成的平行四边形机构数量若干，若干平行四边形机构沿中心机架周向均布设置。

4.根据权利要求1所述的一种可变径管道内壁清洁防腐机器人，其特征在于：所述管道内壁防腐液喷涂组件包括防腐液储罐、液压泵及雾化喷头；所述雾化喷头固定安装在中心机架最后端，所述防腐液储罐固定安装在雾化喷头前方的中心机架上，所述液压泵固定安装在雾化喷头与防腐液储罐之间的中心机架上，液压泵的进液口与防腐液储罐的出液口相连通，液压泵的出液口与雾化喷头的进液口相连通。

5.权利要求1所述的可变径管道内壁清洁防腐机器人的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将机器人整体送入管道内，保证沿中心机架周向均布的所有动力行走轮机构和履带式行走机构均支撑顶靠在管道内壁上，使中心机架与管道保持同轴状态；

步骤二：调整所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷与管道内壁充分接触；

步骤三：启动清洁驱动电机，依次带动转接固定套、动力伸缩杆及清洁钢刷随清洁驱动电机的电机轴同步转动，通过转动的清洁钢刷对管道内壁进行清洁；

步骤四：启动动力行走轮机构和履带式行走机构，使机器人整体沿着管道长度方向匀速向前行进，进而通过清洁钢刷连续不断的对管道内壁进行清洁；

步骤五：当雾化喷头移动到管道内壁清洁起始位置处时，启动液压泵，防腐液储罐内的防腐液在液压泵的驱动作用下由雾化喷头喷出，而喷出的防腐液将直接喷涂在清洁后的管道内壁上，随着机器人的不断向前行进，进而通过雾化喷头连续不断的对管道内壁进行防腐液喷涂；

步骤六：当机器人移动到管道变径处时，分为以下两种情况：

①、若管道内径变大，则先控制动力行走轮机构移动到变径管道内，然后同步调整所有第一支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有的第一摆杆支臂相对于中心机架的夹角增大，直到所有动力行走轮机构支撑顶靠在变径管道内壁上，同时增大所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷与变径管道内壁充分接触，然后继续控制机器人向前移动，使履带式行走机构进入变径管道内，再同步调整所有第二支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有第二摆杆支臂及第三摆杆支臂相对于中心机架的夹角增大，直到所有履带式行走机构支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作；

②、若管道内径变小，则先同步调整所有第一支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有的第一摆杆支臂相对于中心机架的夹角减小，直到所有动力行走轮机构能够进入变径管道内时，同时减小所有动力伸缩杆的伸长量，使所有清洁钢刷能够进入变径管道内，再控制机器人继续前进，使所有动力行走轮机构进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，同时使所有清洁钢刷与变径管道内壁充分接触，之后调整所有第二支臂摆转驱动缸的伸长量，使所有第二摆杆支臂及第三摆杆支臂相对于中心机架的夹角减小，直到所有履带式行走机构能够进入变径管道内时，然后控制机器人继续前进，使所有履带式行走机构进入变径管道内并支撑顶靠在变径管道内壁上，最后控制机器人继续前进以完成变径管道内壁的清洁及防腐液喷涂工作。

Images