CN113231415A - 一种油罐清洗用爬壁机器人 - Google Patents

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刘佳慧
李上青
杨煜兵
张俊峰
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李智超
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Abstract

本发明提供一种油罐清洗用爬壁机器人,该爬壁机器人包括行走装置、喷洗装置、防坠落装置、磁吸装置以及电控盒。该油罐清洗用爬壁机器人中,喷盘连接板与喷盘之间设置的弹簧能够自动调节喷盘与油罐弧面之间的距离,以使油罐清洗用爬壁机器人适用于多种表面结构的清洗;光电传感器的设置能够避免发生重复清洗、漏洗的现象,提高清洗效率;倾角传感器的设置能够防止爬壁机器人从油罐表面掉落;磁吸装置中轴销的连接方式能够使得磁吸装置更能适应具有弧面结构的部件的清洗需求。本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人能够显著提高油罐清洗作业效率,提升油罐清洗机器人作业安全性。

Description

一种油罐清洗用爬壁机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种油罐清洗用爬壁机器人。
背景技术
油罐是用于存储石油、柴油等油质物质的罐体结构。油罐经过长时间使用后需要定期清洗,以确保油罐外表面标识的清楚表达。
目前,世界油罐清洗已走入自动化时代,绝大多数油罐均采用机器人携带高压水的方式进行清洗。且现有油罐清洗爬壁机器人大多采用磁吸附+履带式行走机构+喷枪(或喷盘)形式实施油罐的清洗。磁吸附+履带式行走机构导致油罐清洗爬壁机器人的外形尺寸庞大,存在履带断裂的风险。由于油罐高度多为几米甚至几十米的高度,且现有清洗作业的清洗效果多通过肉眼观察,因此,油罐较高部位通过肉眼无法观察,易出现重复清洗、漏洗的问题,清洗效率低,浪费人力物力。
另外,对于配备喷枪的油罐清洗爬壁机器人,通常一个喷枪配备仅可配备一个喷嘴,这导致清洗效率低。对于配备喷盘的油罐清洗爬壁机器人,喷盘的高度不可调节,导致喷射范围存在局限性。另外,在喷盘清洗弧面时,喷盘与油罐表面之间存在间隙,致使清洗污水从间隙出流出,出现二次污染。
发明内容
本发明提供一种油罐清洗用爬壁机器人,以解决现有油罐清洗用爬壁机器人清洗效率低的问题。
本发明提供一种油罐清洗用爬壁机器人,包括行走装置、喷洗装置、防坠落装置、磁吸装置以及电控盒;其中,所述喷洗装置的两侧对称设置所述行走装置;
所述行走装置包括行走支撑板以及设置在所述行走支撑板上的行走轮、行走电机;所述行走支撑板的下方设有大磁铁连接板,所述大磁铁连接板通过大磁铁安装支架设有大磁铁;
所述行走电机的驱动端连接行走轮保护件,固定端连接所述行走支撑板;且所述行走轮保护件设置在所述行走支撑板与所述行走轮之间;
所述喷洗装置包括喷盘、喷盘连接板和排水管;所述喷盘连接板的下方通过弹簧设有所述喷盘,所述喷盘的下方设有喷盘毛刷;所述行走支撑板通过支撑梁连接所述喷盘连接板;所述喷盘连通所述排水管;
所述支撑梁的上方设有防坠落装置,且所述防坠落装置的两端分别连接在所述支撑梁上;
所述磁吸装置通过磁吸支撑板设置在所述喷盘连接板的端部下方;
所述电控盒设置在所述喷盘连接板的上方,且所述电控盒电连接所述行走电机。
优选地,所述行走轮保护件的外侧设有尼龙轮毂,所述行走轮保护件设置在所述尼龙轮毂与所述行走支撑板之间。
优选地,所述喷盘的周向方向上设有多个光电传感器,所述光电传感器电连接所述电控盒。
优选地,多个所述光电传感器之间的夹角120°设置。
优选地,所述喷盘连接板的下方还通过万向轮支撑板设有万向轮。
优选地,所述喷盘连接板之间设有三通,所述排水管连通所述三通与所述喷盘。
优选地,所述喷盘连接板上还设有倾角传感器支架,所述倾角传感器支架内部设置倾角传感器,所述倾角传感器电连接所述电控盒。
优选地,所述磁吸装置包括设置在所述磁吸支撑板上的连接支架、与所述连接支架轴销的小磁铁支架、与所述小磁铁支架螺钉连接的小磁铁安装板,所述小磁铁安装板上设置小磁铁。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请提供的油罐清洗用爬壁机器人中,喷盘连接板与喷盘之间设置的弹簧能够自动调节喷盘与油罐弧面之间的距离,以使油罐清洗用爬壁机器人适用于多种表面结构的清洗;光电传感器的设置能够避免发生重复清洗、漏洗的现象,提高清洗效率;倾角传感器的设置能够防止爬壁机器人从油罐表面掉落;磁吸装置中轴销的连接方式能够使得磁吸装置更能适应具有弧面结构的部件的清洗需求。本申请提供的油罐清洗用爬壁机器人能够显著提高油罐清洗作业效率,提升油罐清洗机器人作业安全性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人的俯视图;
图2为本发明实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人的主视图;
图3为本发明实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人的左视图;
图4为本发明实施例提供的图1中A-A方向的剖视图;
符号表示:
01-行走装置,02-喷洗装置,03-防坠落装置,04-磁吸装置,05-电控盒;
1-行走支撑板,2-行走轮,3-行走电机,4-大磁铁连接板,5-大磁铁安装支架,6-大磁铁,7-行走轮保护件,8-喷盘,9-喷盘连接板,10-排水管,11-弹簧,12-喷盘毛刷,13-支撑梁,14-磁吸支撑板,15-尼龙轮毂,16-光电传感器,17-万向轮支撑板,18-万向轮,19-三通,20-倾角传感器支架,21-倾角传感器,22-连接支架,23-轴销,24-小磁铁支架,25-小磁铁安装板,26-小磁铁,27-弹簧连接板。
具体实施方式
请参考附图1-4,附图1-4分别示出了本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人的俯视图、主视图、左视图以及剖面图。由附图1-4可见,本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人包括行走装置01、喷洗装置02、防坠落装置03、磁吸装置04以及电控盒05。其中,喷洗装置02的两侧对称设置行走装置01。电控盒05设置在喷洗装置02中的喷盘连接板9的上方,且电控盒05电连接行走电机3。
具体的,本申请实施例中的行走装置01包括行走支撑板1以及设置在行走支撑板1上的行走轮2、行走电机3。行走支撑板1是设置行走轮2、行走电机3等部件的基本部件。行走支撑板1是板体结构。由于本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人是对称设置的,且设有两个行走轮2,因此,本申请实施例中的行走支撑板1是对称设置的两个板体结构。两个行走支撑板1之间通过支撑梁13相连接,且支撑梁13贯穿喷洗装置02中的喷盘连接板9,形成两个行走支撑板1通过支撑梁13连接喷盘连接板9的结构。较为优选地,行走支撑板1、支撑梁13以及喷盘连接板9之间通过螺钉连接。
行走支撑板1靠近喷洗装置02的一侧设有行走轮2,远离喷洗装置02的侧面设有行走电机3。具体的,行走电机3的驱动端通过螺钉连接行走轮保护件7,固定端连接行走支撑板1;且行走轮保护件7设置在行走支撑板1与行走轮2之间。更为具体的,行走轮保护件7的外侧设有尼龙轮毂15,行走轮2安装在尼龙轮毂15上,且行走轮保护件7设置在尼龙轮毂15与行走支撑板1之间。进一步,本申请实施例中的行走轮保护件7为铝合金制圆柱形结构,其圆周外侧设有凹槽,且该凹槽上设有尼龙圆盘。
行走支撑板1的下方设有大磁铁连接板4,该大磁铁连接板4通过大磁铁安装支架5设有大磁铁6。大磁铁6用于吸附在油罐表面,以防止油罐清洗用爬壁机器人从油罐表面脱落。为提高大磁铁6的使用寿命,大磁铁6的外部设有磁铁保护罩(图中未示出)。
在本申请实施例中,行走轮2为油罐清洗用爬壁机器人行走的执行部件、行走电机3为驱动部件。由于电控盒05电连接行走电机3,行走电机3的驱动端通过螺栓与行走轮保护件7相连接,且行走轮保护件7通过螺栓连接行走轮2,由此,在电控盒05的控制作用下,行走电机3通过行走轮保护件7带动行走轮2在油罐表面行走。由于行走轮保护件7的外侧设有尼龙轮毂15,因此,当行走轮保护件7与油罐表面接触时,尼龙轮毂15因优良的防磨性能能够与钢铁等部件产生较大的摩擦力,进而提升驱动力,防止磁吸力过大导致的行走轮2爆胎事故。另外,行走轮保护件7无爆胎风险,致使行走装置01能够稳定可靠的行走。
本申请实施例中的喷洗装置02为实现清洗油罐表面的装置。具体的,喷洗装置02包括喷盘8、喷盘连接板9和排水管10。喷盘8为实施清洗清洗油罐表面的部件,喷盘8设置在两个行走支撑板1之间,以便于喷盘8清洗行走装置01行走过的区域。本申请实施例中的喷盘8内设有十字支架,该十字支架上设有16处与喷嘴相连的部位,由此,喷盘8内能够设置16只喷嘴,进而16只喷嘴能够同时进行清洗作业,大大提高了清洗效率。喷盘8的下方设有喷盘毛刷12,通过喷盘毛刷12能够清洗油罐表面。
进一步,喷盘8的周向方向上设有多个光电传感器16,且光电传感器16电连接电控盒05,以便于电控盒05能够控制光电传感器16。一般来说,金属表面较油漆表面光亮,因此,较亮的表面发射光强,存在污物的表面反射光弱。在油罐清洗用爬壁机器人实施清洗作业的过程中,光电传感器16的发送器释放光信号,接收器接收反射光。光电传感器16将接收到的反射光信号发送给电控盒05,进而由电控盒05控制行走轮2的行走,以避免重复清洗、漏洗,提高清洗效率。更进一步,多个光电传感器16之间的夹角120°设置,以更好的避免重复清洗、漏洗。
喷盘连接板9为设置喷盘8的部件,因此,喷盘连接板9的下方设有喷盘8。具体的,喷盘连接板9的下方设有弹簧连接板27,该弹簧连接板27的下方设置弹簧11,由此实现喷盘连接板9通过弹簧11连接喷盘8。由于喷盘8的体积较大,因此为提高喷盘8清洗过程中的平衡为定性,喷盘8的上方对称设置两个喷盘连接板9。相应的,弹簧11也设置为2处。两个喷盘连接板9的中部通过支撑梁13连接在行走支撑板1上,实现油罐清洗用爬壁机器人整体的结构框架。
本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人清洗油罐弧面时,弧面通常是前高后低或前低后高。由于喷盘连接板9与喷盘8之间设有弹簧11,因而在弹簧11的弹性作用下,能够自动调节喷盘8与油罐弧面之间的距离,以使油罐清洗用爬壁机器人适用于多种表面结构的清洗。
两个喷盘连接板9的端部之间还设有三通19,该三通19的两端分别连接排水管10,另一端口连接外接用水。排水管10的另一端连接喷盘8上的排水口,由此实现通过排水管10连通三通19与喷盘8,进而便于为喷盘8提供清洗用水。另外,两个喷盘连接板9的端部还设有万向轮支撑板17,该万向轮支撑板17上设有万向轮18。
防坠落装置03为防止油罐清洗用爬壁机器人从油罐表面掉落的部件,其设置在支撑梁13的上方,且防坠落装置03的两端分别连接在支撑梁13上。本申请实施例中的防坠落装置03为圆杆与连接板的结构,即圆杆的两端分别焊接一个连接板,且连接板通过螺栓与支撑梁13相连接。爬壁机器人在工作时,圆杆上会设置吊环,且吊环上连接锁扣。油罐表面会设有固定连接处,钢丝绳的两端分别连接油罐表面的固定连接处以及机器人上的锁扣,由此形成机器人吊设在油罐表面的形式,以起到防止机器人掉落的作用。
进一步,为防止油罐清洗用爬壁机器人从油罐表面掉落,喷盘连接板9上还设有倾角传感器支架20,该倾角传感器支架20内部设置倾角传感器21,倾角传感器21电连接电控盒05。倾角传感器21能够检测油罐清洗用爬壁机器人与工作面之间的倾斜角度,进而将检测到的数据发送给电控盒05。电控盒05内设置倾斜角度阈值,当倾角传感器21检测到的倾斜角度超过倾斜角度阈值时,电控盒05将向行走电机3发出自动断电信号,以使油罐清洗用爬壁机器人停止工作。较为优选地,电控盒05内设置的倾斜角度阈值为5°。
磁吸装置04为另一吸附在油罐表面的装置,其通过磁吸支撑板14设置在喷盘连接板9的端部下方。由此,磁吸装置04位于油罐清洗用爬壁机器人的边缘部位。具体的,磁吸装置04包括连接支架22、小磁铁支架24、小磁铁安装板25和小磁铁26。连接支架22设置在磁吸支撑板14上,该磁吸支撑板14通过螺钉固定在喷盘连接板9上。连接支架22通过轴销23活动设置有小磁铁支架24,该小磁铁支架24通过螺钉连接有小磁铁安装板25。由此,小磁铁安装板25相对于连接支架22是活动的。小磁铁安装板25上设置有小磁铁26,该小磁铁26用于吸附在油罐表面。另外,为防止小磁铁26磕碰油罐表面,小磁铁26外表面还设有尼龙制的保护罩。
当油罐清洗用爬壁机器人通过油罐弧面时,由于磁吸装置04位于油罐清洗用爬壁机器人的边缘部位,因而磁吸装置04与油罐弧面之间的距离变大,产生磁吸装置04会脱离油罐弧面的可能。由此,本申请实施例中,小磁铁支架24通过轴销23活动设置在连接支架22上,以使小磁铁支架24能够前后摆动,进而带动小磁铁26在一定范围内摆动。由此,轴销23的连接方式能够使得磁吸装置04更能适应具有弧面结构的部件的清洗需求。
本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人中,喷盘连接板9与喷盘8之间设置的弹簧11能够自动调节喷盘8与油罐弧面之间的距离,以使油罐清洗用爬壁机器人适用于多种表面结构的清洗;光电传感器16的设置能够避免发生重复清洗、漏洗的现象,提高清洗效率;倾角传感器21的设置能够防止爬壁机器人从油罐表面掉落;磁吸装置04中轴销23的连接方式能够使得磁吸装置04更能适应具有弧面结构的部件的清洗需求。本申请实施例提供的油罐清洗用爬壁机器人能够显著提高油罐清洗作业效率,提升油罐清洗机器人作业安全性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,包括行走装置(01)、喷洗装置(02)、防坠落装置(03)、磁吸装置(04)以及电控盒(05);其中,所述喷洗装置(02)的两侧对称设置所述行走装置(01);
所述行走装置(01)包括行走支撑板(1)以及设置在所述行走支撑板(1)上的行走轮(2)、行走电机(3);所述行走支撑板(1)的下方设有大磁铁连接板(4),所述大磁铁连接板(4)通过大磁铁安装支架(5)设有大磁铁(6);
所述行走电机(3)的驱动端连接行走轮保护件(7),固定端连接所述行走支撑板(1);且所述行走轮保护件(7)设置在所述行走支撑板(1)与所述行走轮(2)之间;
所述喷洗装置(02)包括喷盘(8)、喷盘连接板(9)和排水管(10);所述喷盘连接板(9)的下方通过弹簧(11)设有所述喷盘(8),所述喷盘(8)的下方设有喷盘毛刷(12);所述行走支撑板(1)通过支撑梁(13)连接所述喷盘连接板(9);所述喷盘(8)连通所述排水管(10);
所述支撑梁(13)的上方设有防坠落装置(03),且所述防坠落装置(03)的两端分别连接在所述支撑梁(13)上;
所述磁吸装置(04)通过磁吸支撑板(14)设置在所述喷盘连接板(9)的端部下方;
所述电控盒(05)设置在所述喷盘连接板(9)的上方,且所述电控盒(05)电连接所述行走电机(3)。
2.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述行走轮保护件(7)的外侧设有尼龙轮毂(15),所述行走轮保护件(7)设置在所述尼龙轮毂(15)与所述行走支撑板(1)之间。
3.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述喷盘(8)的周向方向上设有多个光电传感器(16),所述光电传感器(16)电连接所述电控盒(05)。
4.根据权利要求3所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,多个所述光电传感器(16)之间的夹角120°设置。
5.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述喷盘连接板(9)的下方还通过万向轮支撑板(17)设有万向轮(18)。
6.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述喷盘连接板(9)之间设有三通(19),所述排水管(10)连通所述三通(19)与所述喷盘(8)。
7.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述喷盘连接板(9)上还设有倾角传感器支架(20),所述倾角传感器支架(20)内部设置倾角传感器(21),所述倾角传感器(21)电连接所述电控盒(05)。
8.根据权利要求1所述的油罐清洗用爬壁机器人,其特征在于,所述磁吸装置(04)包括设置在所述磁吸支撑板(14)上的连接支架(22)、与所述连接支架(22)轴销(23)的小磁铁支架(24)、与所述小磁铁支架(24)螺钉连接的小磁铁安装板(25),所述小磁铁安装板(25)上设置小磁铁(26)。
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CN113799889A (zh) * 2021-10-20 2021-12-17 中信重工机械股份有限公司 一种适用于复杂曲面的船舶清洗磁力爬壁机器人

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