CN113580158A - 一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，包括底盘驱动模块、主体框架、激光避障模块、扬尘密封模块、吸尘模块、供电模块、除锈模块、交互监控模块，所述扬尘密封模块固定安装在底盘驱动模块下方，所述主体框架固定安装在底盘驱动模块上方，所述吸尘模块、供电模块、除锈模块、交互监控模块均安装在主体框架上。本发明通过肘夹和主体框架的配合设置能实现电池盒与集尘箱的快速更换，一是提高整机续航能力，二是提高整机工作效率；通过具有一定弹性浮动功能的除锈模块和吸尘扒，使得机器人具有一定的越障能力，能够满足油罐底部越障的需求，适用具有一定坡度的油罐底部。

Description

一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人
技术领域
本发明涉及除锈清洗设备技术领域，具体涉及一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人。
背景技术
油罐中的原油抽出后，油罐底部会因腐蚀生锈，现阶段主要采用人工打磨，人工打磨存在的问题如下：底部腐蚀程度不同，铁锈附着力不同，部分铁锈人工很难打磨；单个油罐体积大，油罐数量多，人工打磨效率低，成本高；人工打磨，会有扬尘，需要戴防毒面具，危害人员的身体健康；油罐内部比较黑暗，没有灯光，比较压抑，不适合人员长时间在里面工作；油罐洞口比较小，不适合人员来回进出。
中国专利CN112207837A“除锈机器人”提供了一种除锈机器人，包括机体和设于机体上的驱动轮，还包括机械臂、激光除锈装置和收集装置；所述机械臂的一端与机体可转动连接，所述激光除锈装置和收集装置分别设于机械臂的另一端；所述收集装置用于收集激光除锈装置对待清洁表面除锈时产生的粉尘。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人。
具体技术方案如下：
一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，包括底盘驱动模块、主体框架、激光避障模块、扬尘密封模块、吸尘模块、供电模块、除锈模块、交互监控模块，所述扬尘密封模块固定安装在底盘驱动模块下方，所述主体框架固定安装在底盘驱动模块上方，所述吸尘模块、供电模块、除锈模块、交互监控模块均安装在主体框架上；
主体框架上设置有控制器以及电机驱动器来对机器人的运动进行控制，所述激光避障模块、吸尘模块、供电模块、除锈模块、交互监控模块均电性连接到控制器，所述控制器有线或无线连接有遥控手柄。
进一步地，所述底盘驱动模块包括车身、电机连接件、轮毂电机、双螺母、矩形弹簧、导向轴机构，所述轮毂电机安装在电机连接件上，所述电机连接件通过矩形弹簧与车身连接，所述导向轴机构穿过矩形弹簧，且导向轴机构下端与电机连接件连接，导向轴机构上端通过与双螺母螺纹连接安装到车身上，所述电机连接件、轮毂电机、双螺母、矩形弹簧、导向轴机构均设有四个且对称设置在车身两侧。
优选地，所述扬尘密封模块包括U形密封壳体、密封毛刷，所述U形密封壳体固定在所述车身底部，所述密封毛刷安装在U形密封壳体底部边缘。
优选地，所述除锈模块包括打磨电机、弹性连接机构、刷盘，所述打磨电机通过电机支架安装在主体框架上，所述弹性连接机构连接打磨电机输出端且穿过车身，所述刷盘与弹性连接机构下端连接且位于U形密封壳体内。
优选地，所述吸尘模块包括吸尘电机、电机固定板、滤网密封箱、空气滤网、集尘箱密封条、集尘箱、把手、密封板、吸尘扒，所述吸尘电机通过电机固定板固定安装在滤网密封箱顶部，所述空气滤网设置在滤网密封箱前侧面且同侧滤网密封箱下方设置有集尘箱密封条，所述集成箱可拆卸的安装在主体框架上且通过肘夹固定，所述密封板设置在滤网密封箱左右两侧，该密封板还能引导集尘箱的进出，所述集成箱前侧设有方便集尘箱滑进滑出的把手，所述吸尘扒与集尘箱连接。
优选地，所述吸尘扒包括集气壳体、壳体连接件、压缩弹簧、直线轴承、定制轴、吸尘管，所述集气壳体与壳体连接件固定连接，所述压缩弹簧两端分别固定在壳体连接件和直线轴承上，所述定制轴与直线轴承滑动连接且定制轴上端与吸尘管连接，所述定制轴中空，所述吸尘管与集尘箱连通。
优选地，所述供电模块包括电池盒、电池定位块，所述电池盒能沿着电池定位块可拆卸的安装到主体框架上，并通过肘夹固定。
优选地，所述交互监控模块包括探照灯、探照灯支架、工业相机、相机固支架、角度调整件，所述探照灯、工业相机分别通过相机固支架、探照灯支架固定在角度调整件上。
优选地，所述激光避障模块包括多个激光避障传感器和多个传感器连接件，所述激光避障传感器安装在传感器连接件上，所述传感器连接件安装在机器人的至少四个方位上。
本发明的有益效果是：
(1)通过肘夹和主体框架的配合设置能实现电池盒与集尘箱的快速更换，一是提高整机续航能力，二是提高整机工作效率；
(2)通过具有一定弹性浮动功能的除锈模块和吸尘扒，使得机器人具有一定的越障能力，能够满足油罐底部越障的需求，适用具有一定坡度的油罐底部；
(3)通过更换不同刷盘，能适用于不同铁锈的工况，通过多个吸尘电机以及良好的密封性能，具有更好的集尘性能，提高集尘效率；
(4)通过激光避障传感器，能够有效保护车体及工作人员；通过相机与探照灯，可以更加容易观察打磨效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的底盘驱动系统的结构示意图；
图3是本发明的吸尘模块的结构示意图；
图4是本发明的吸尘扒的结构示意图；
图5是本发明的主体框架和供电模块的连接关系示意图；
图6是本发明的除锈模块的结构示意图；
图7是本发明的交互监控模块的结构示意图；
图中标号，1-底盘驱动模块；11-车身；12-电机连接件；13-轮毂电机；14-双螺母；15-矩形弹簧；2-主体框架；21-肘夹；3-激光避障模块；31-传感器连接件；4-扬尘密封模块；41-U形密封壳体；5-吸尘模块；51-吸尘电机；52-电机固定板；53-滤网密封箱；54-空气滤网；55-集尘箱密封条；56-集尘箱；57-把手；58-密封板；59-吸尘扒；591-集气壳体；592-壳体连接件；593-压缩弹簧；594-直线轴承；595-定制轴；596-吸尘管；6-供电模块；61-电池盒；62-电池定位块；7-除锈模块；71-打磨电机；72-弹性连接机构；73-刷盘8-交互监控模块；81-探照灯；82-探照灯支架；83-工业相机；84-相机固支架；85-角度调整件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-7所示，一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，包括底盘驱动模块1、主体框架2、激光避障模块3、扬尘密封模块4、吸尘模块5、供电模块6、除锈模块7、交互监控模块8，所述扬尘密封模块4固定安装在底盘驱动模块1下方，所述主体框架2固定安装在底盘驱动模块1上方，所述吸尘模块5、供电模块6、除锈模块7、交互监控模块8均安装在主体框架2上；
主体框架2上设置有控制器以及电机驱动器来对机器人的运动进行控制，所述激光避障模块3、吸尘模块5、供电模块6、除锈模块7、交互监控模块8均电性连接到控制器，所述控制器有线或无线连接有遥控手柄。
所述底盘驱动模块1包括车身11、电机连接件12、轮毂电机13、双螺母14、矩形弹簧15、导向轴机构，所述轮毂电机13安装在电机连接件12上，所述电机连接件12通过矩形弹簧15与车身11连接，所述导向轴机构穿过矩形弹簧15，且导向轴机构下端与电机连接件12连接，导向轴机构上端通过与双螺母14螺纹连接安装到车身11上，所述电机连接件12、轮毂电机13、双螺母14、矩形弹簧15、导向轴机构均设有四个且对称设置在车身11两侧。
所述扬尘密封模块4包括U形密封壳体41、密封毛刷，所述U形密封壳体41固定在所述车身11底部，所述密封毛刷安装在U形密封壳体41底部边缘。
所述除锈模块7包括打磨电机71、弹性连接机构72、刷盘73，所述打磨电机71通过电机支架安装在主体框架2上，所述弹性连接机构72连接打磨电机71输出端且穿过车身11，所述刷盘73与弹性连接机构72下端连接且位于U形密封壳体41内。
所述吸尘模块5包括吸尘电机51、电机固定板52、滤网密封箱53、空气滤网54、集尘箱密封条55、集尘箱56、把手57、密封板58、吸尘扒59，所述吸尘电机51通过电机固定板52固定安装在滤网密封箱53顶部，所述空气滤网54设置在滤网密封箱53前侧面且同侧滤网密封箱53下方设置有集尘箱密封条55，所述集尘箱56可拆卸的安装在主体框架2上且通过肘夹21固定，所述密封板58设置在滤网密封箱53左右两侧，该密封板58还能引导集尘箱56的进出，所述集尘箱56前侧设有方便集尘箱56滑进滑出的把手57，所述吸尘扒59与集尘箱56连接。
所述吸尘扒59包括集气壳体591、壳体连接件592、压缩弹簧593、直线轴承594、定制轴595、吸尘管596，所述集气壳体591与壳体连接件592固定连接，所述压缩弹簧593两端分别固定在壳体连接件592和直线轴承594上，所述定制轴595与直线轴承594滑动连接且定制轴595上端与吸尘管596连接，所述定制轴595中空，所述吸尘管596与集尘箱56连通。
所述供电模块6包括电池盒61、电池定位块62，所述电池盒61能沿着电池定位块62可拆卸的安装到主体框架2上，并通过肘夹21固定。
所述交互监控模块8包括探照灯81、探照灯支架82、工业相机83、相机固支架84、角度调整件85，所述探照灯81、工业相机83分别通过相机固支架84、探照灯支架82固定在角度调整件85上。
所述激光避障模块3包括多个激光避障传感器和多个传感器连接件31，所述激光避障传感器安装在传感器连接件31上，所述传感器连接件31安装在机器人的至少四个方位上。
工作原理：通过除锈模块7的打磨电机71带动刷盘73打磨油罐底部的铁锈，由于油罐底部是由不同金属板叠加焊接而成，故底盘需要具体越障10-30mm的能力，又需要刷盘73紧贴地面，弹性连接机构72的弹力系数需要根据不同的铁锈进行选择，使得弹性连接机构72能够提供压紧力使得刷盘73紧贴地面又不会卡住，刷盘73容易拆卸更换，根据油罐底部生锈程度的不同，可以定制成刷毛高度、密度、硬度等不同的规格，更好得适应不同工况，针对底部生锈程度差别很大的地面，可以快速更换不同规格的刷盘，提高工作效率；打磨下来的铁锈和扬程被扬尘密封模块4内的吸尘模块5吸进集尘箱56内，集尘箱46底部安装有压力传感器，可以实时反馈出箱体内部铁锈的重量，当铁锈重量达到预定值时，警报灯进行闪烁，表明集尘箱已满，需进行快换，集尘箱56前方装有把手57，能方便地把集尘箱56抽出进行更换，集尘箱密封条55与密封板58均是为了提高集尘箱56的密封性，吸尘模块5由多个吸尘电机51组成，多个吸尘电机51的优势是可以根据铁锈的颗粒度，重量等选配不同个数的吸尘电机51，增加或者减小吸风压强；吸尘扒59具有一定的浮动功能，集气壳体591主要用于集中吸力、增大压强，定制轴595为中空轴，上方接有吸尘管596，吸尘管596与集尘箱56连通，可以实现吸尘电机51产生的气压，带动地面铁锈通过吸尘扒59与吸尘管596进入集尘箱56。本发明采用无线远程控制，通过遥控手柄控制机器人的前进后退以及转弯，同样具有一般机器人所具有的旋钮开关、急停按钮等基本硬件，将不再一一赘述。本发明集成一拖四轮毂电机驱动器，便于对底盘运动的整体控制，同时减小了硬件的布置空间，降低了硬件成本；多传感器融合，实现了导航、避障、打磨、吸尘等功能性能的提升；手柄控制时，可通过手柄对行进速度、打磨吸尘速度实现多档位控制，能够更好得适应不同的生锈状态及打磨需求；为了提高整机的续航能力，又由于机器人工作时，本身速度较慢，控制上设定机器人打磨吸尘时，轮毂电机停止运动，此设置可修改；为了便于直观了解和修改机器人运行参数，在显示屏上可以进行轮毂电机速度及打磨吸尘速度的设定。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，包括底盘驱动模块(1)，其特征在于，还包括主体框架(2)、激光避障模块(3)、扬尘密封模块(4)、吸尘模块(5)、供电模块(6)、除锈模块(7)、交互监控模块(8)，所述扬尘密封模块(4)固定安装在底盘驱动模块(1)下方，所述主体框架(2)固定安装在底盘驱动模块(1)上方，所述吸尘模块(5)、供电模块(6)、除锈模块(7)、交互监控模块(8)均安装在主体框架(2)上；
主体框架(2)上设置有控制器以及电机驱动器来对机器人的运动进行控制，所述激光避障模块(3)、吸尘模块(5)、供电模块(6)、除锈模块(7)、交互监控模块(8)均电性连接到控制器，所述控制器有线或无线连接有遥控手柄。
2.根据权利要求1所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述底盘驱动模块(1)包括车身(11)、电机连接件(12)、轮毂电机(13)、双螺母(14)、矩形弹簧(15)、导向轴机构，所述轮毂电机(13)安装在电机连接件(12)上，所述电机连接件(12)通过矩形弹簧(15)与车身(11)连接，所述导向轴机构穿过矩形弹簧(15)，且导向轴机构下端与电机连接件(12)连接，导向轴机构上端通过与双螺母(14)螺纹连接安装到车身(11)上，所述电机连接件(12)、轮毂电机(13)、双螺母(14)、矩形弹簧(15)、导向轴机构均设有四个且对称设置在车身(11)两侧。
3.根据权利要求2所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述扬尘密封模块(4)包括U形密封壳体(41)、密封毛刷，所述U形密封壳体(41)固定在所述车身(11)底部，所述密封毛刷安装在U形密封壳体(41)底部边缘。
4.根据权利要求3所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述除锈模块(7)包括打磨电机(71)、弹性连接机构(72)、刷盘(73)，所述打磨电机(71)通过电机支架安装在主体框架(2)上，所述弹性连接机构(72)连接打磨电机(71)输出端且穿过车身(11)，所述刷盘(73)与弹性连接机构(72)下端连接且位于U形密封壳体(41)内。
5.根据权利要求2所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述吸尘模块(5)包括吸尘电机(51)、电机固定板(52)、滤网密封箱(53)、空气滤网(54)、集尘箱密封条(55)、集尘箱(56)、把手(57)、密封板(58)、吸尘扒(59)，所述吸尘电机(51)通过电机固定板(52)固定安装在滤网密封箱(53)顶部，所述空气滤网(54)设置在滤网密封箱(53)前侧面且同侧滤网密封箱(53)下方设置有集尘箱密封条(55)，所述集尘箱(56)可拆卸的安装在主体框架(2)上且通过肘夹(21)固定，所述密封板(58)设置在滤网密封箱(53)左右两侧，该密封板(58)还能引导集尘箱(56)的进出，所述集尘箱(56)前侧设有方便集尘箱(56)滑进滑出的把手(57)，所述吸尘扒(59)与集尘箱(56)连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述吸尘扒(59)包括集气壳体(591)、壳体连接件(592)、压缩弹簧(593)、直线轴承(594)、定制轴(595)、吸尘管(596)，所述集气壳体(591)与壳体连接件(592)固定连接，所述压缩弹簧(593)两端分别固定在壳体连接件(592)和直线轴承(594)上，所述定制轴(595)与直线轴承(594)滑动连接且定制轴(595)上端与吸尘管(596)连接，所述定制轴(595)中空，所述吸尘管(596)与集尘箱(56)连通。
7.根据权利要求1所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述供电模块(6)包括电池盒(61)、电池定位块(62)，所述电池盒(61)能沿着电池定位块(62)可拆卸的安装到主体框架(2)上，并通过肘夹(21)固定。
8.根据权利要求1所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述交互监控模块(8)包括探照灯(81)、探照灯支架(82)、工业相机(83)、相机固支架(84)、角度调整件(85)，所述探照灯(81)、工业相机(83)分别通过相机固支架(84)、探照灯支架(82)固定在角度调整件(85)上。
9.根据权利要求1所述的一种具有除锈、吸尘和避障功能的油罐机器人，其特征在于，所述激光避障模块(3)包括多个激光避障传感器和多个传感器连接件(31)，所述激光避障传感器安装在传感器连接件(31)上，所述传感器连接件(31)安装在机器人的至少四个方位上。
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