CN114534966A - 一种高空用作业智能喷涂机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高空喷涂设备技术领域,公开了一种高空用作业智能喷涂机器人,用于喷涂架空管道并包括共轴装配的外弧支撑组件和内弧喷涂组件,所述外弧支撑组件的内凹侧开设有滑槽,且内弧喷涂组件滑动配合于滑槽内;所述外弧支撑组件包括外弧轨道以及连接于外弧轨道两端的端部定位器,所述端部定位器用于在喷涂过程中限定内弧喷涂组件与管道的配合位置,且在所述外弧轨道的两端均开设有过渡腔,所述过渡腔位于滑槽的一侧;所述内弧喷涂组件包括内弧轨道和喷涂头,且内弧轨道的弧长大于外弧支撑组件的弧长,并设置所述内弧轨道为空心结构,在所述内弧轨道的一侧等距设有N个单向阀,且所述单向阀用于实现过渡腔向内弧轨道内部的单向导通。

Description

一种高空用作业智能喷涂机器人
技术领域
本发明属于高空喷涂设备技术领域,具体涉及一种高空用作业智能喷涂机器人。
背景技术
在传统的高空喷涂作业中,以对架空管道的喷涂作业为例,主要采用人工涂刷和机械喷涂两种方式,其中:
人工涂刷需要搭设高空脚手架、挂篮或跳板等设备,且操作时工作人员在高空中采用辊刷涂装,存在涂装效率低、操作安全性低的问题;
机械喷涂一般分气动和电动两种,但是在实际操作时需要沿管道圆周进行旋转喷涂,而现有的喷涂设备难以一次性实现360°的完全喷涂,因此需要执行多次喷涂操作,进而存在涂装效率较低且涂装不均匀的问题。
发明内容
鉴于此,为解决上述背景技术中所提出的问题,本发明的目的在于提供一种高空用作业智能喷涂机器人。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高空用作业智能喷涂机器人,用于喷涂架空管道,具体包括共轴装配的外弧支撑组件和内弧喷涂组件,在所述外弧支撑组件的内凹侧开设有滑槽,且内弧喷涂组件滑动配合于滑槽内:
所述外弧支撑组件包括:
沿中轴线对称设置于管道两侧的两个端部定位器,且所述端部定位器用于在喷涂过程中限定内弧喷涂组件与管道的配合位置;
连接于所述两个端部定位器之间的外弧轨道,在所述外弧轨道的两端均开设有过渡腔,且所述过渡腔位于滑槽的一侧;
所述内弧喷涂组件包括:
内弧轨道;所述内弧轨道的弧长大于外弧支撑组件的弧长,且设置所述内弧轨道为空心结构,在所述内弧轨道的一侧等距设有N个单向阀,且所述单向阀用于实现过渡腔向内弧轨道内部的单向导通;
喷涂头;所述喷涂头固定于内弧轨道的内凹侧、并朝向管道,且在所述内弧轨道完全覆盖任一过渡腔时,对应被完全覆盖的过渡腔、内弧轨道内部与喷涂头依次连通。
优选的,所述内弧轨道的弧长不小于(D/N+L),且在所述内弧轨道的中心与外弧支撑组件的中心重合时,最靠近内弧轨道两端的两个单向阀分别位于外弧支撑组件的两端之外。其中,D为内弧轨道的弧长,L为外弧支撑组件的弧长。
优选的,所述过渡腔的弧长不小于D/N,其中,D为内弧轨道的弧长。
优选的,所述滑槽的截面形状为凸字形,且所述内弧轨道的径向宽度与滑槽的最大宽度相等,所述喷涂头的径向宽度与滑槽的最小宽度相等。
优选的,在所述端部定位器内安装有可转动的驱动轮,所述驱动轮啮合于所述内弧轨道的外凸侧,且所述驱动轮用于驱动内弧喷涂组件与外弧支撑组件相对滑动。
优选的,在所述外弧轨道的底部固定有供料组件,且所述供料组件包括:
供料主管;
连接于所述供料主管顶部的电磁阀;
分别连接于两个所述过渡腔与电磁阀之间的两个供料分管,且所述电磁阀用于在所述过渡腔被完全覆盖时与对应供料分管导通。
优选的,在所述外弧轨道的底部固定有伸缩撑杆。
优选的,在所述外弧轨道的内凹侧等距设有M个距离传感器,且M≥3.
优选的,在所述端部定位器的内凹侧固定有安装座,且所述安装座位于内弧喷涂组件的一侧;在所述安装座内对称设有两个可相向转动的限位杆,且两个限位杆对称夹紧于管道的上下两侧。
优选的,在所述安装座上固定有电动伸缩杆,且所述电动伸缩杆位于两个限位杆之间;在所述电动伸缩杆的伸缩端安装有可与管道表壁接触的自行走装置,且所述自行走装置用于驱动整体机器人沿管道轴向移动。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)在本发明中,基于外弧支撑组件与内弧喷涂组件的滑动配合,可使得整体机器人能一次性实现360°的旋转喷涂,结构简单,喷涂完整且效率高。
(2)针对上述外弧支撑组件,包括外弧轨道以及位于其两端的端部定位器,具体端部定位器用于驱使内弧喷涂组件旋转,且限定内弧喷涂组件的弧长大于外弧支撑组件的弧长,由此有效保证内弧喷涂组件旋转的稳定及完整。
(3)针对上述内弧喷涂组件,包括内弧轨道及喷涂头,其中在内弧轨道上设置单向阀,在外弧轨道两端设置过渡腔,且限定内弧轨道完全覆盖任一过渡腔时,对应被完全覆盖的过渡腔、内弧轨道内部与喷涂头依次连通,由此能有效实现喷涂原料的持续供应,进而保证喷涂均匀。
(4)针对上述外弧轨道,在其上等距设有至少三个距离传感器,基于此在实现整体机器人与管道的配合时,能有效保证外弧支撑组件、内弧喷涂组件与管道之间的共轴配合,由此进一步提升旋转喷涂时的均匀性。
(5)针对上述端部定位器,对应还设有用于夹紧定位的限位杆和可与管道表壁接触的自行走装置,由此有效实现整体机器人与管道之间的稳定配合,并且还能实现整体机器人的自动行走喷涂,从而进一步提升喷涂效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中外弧支撑组件与内弧喷涂组件配合的立体图;
图3为本发明中外弧支撑组件的结构爆炸图;
图4为本发明中外弧轨道的结构示意图;
图5为本发明中端部定位器的结构示意图;
图6为图1中的A处放大图;
图7为本发明中内弧喷涂组件的立体图;
图8-图9为本发明的喷涂原理图;
图中:外弧支撑组件-1;端部定位器-11;外弧轨道-12;过渡腔-13;距离传感器-14;驱动轮-15;安装座-16;限位杆-17;电动伸缩杆-18;自行走装置-19;内弧喷涂组件-2;内弧轨道-21;单向阀-22;喷涂头-23;供料主管-3;电磁阀-4;供料分管-5;伸缩撑杆-6。
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。
请参阅图1-图9所示,在本发明中提供了一种高空用作业智能喷涂机器人,该机器人用于喷涂架空管道,并主要包括如下结构:
共轴装配的外弧支撑组件1和内弧喷涂组件2;具体在外弧支撑组件1的内凹侧开设有滑槽,且内弧喷涂组件2滑动配合于滑槽内;
固定于外弧支撑组件1底部的供料组件以及伸缩撑杆6。
上述
关于外弧支撑组件1包括:
沿中轴线对称设置于管道两侧的两个端部定位器11,且端部定位器11用于在喷涂过程中限定内弧喷涂组件2与管道的配合位置;
连接于两个端部定位器11之间的外弧轨道12,在外弧轨道12的两端均开设有过渡腔13,且过渡腔13位于滑槽的一侧。
关于内弧喷涂组件2包括:
内弧轨道21;内弧轨道21的弧长大于外弧支撑组件1的弧长,且设置内弧轨道21为空心结构,在内弧轨道21的一侧等距设有N个单向阀22,且单向阀22用于实现过渡腔13向内弧轨道21内部的单向导通;
喷涂头23;喷涂头23固定于内弧轨道21的内凹侧、并朝向管道,且在内弧轨道21完全覆盖任一过渡腔13时,对应被完全覆盖的过渡腔13、内弧轨道21内部与喷涂头23依次连通。
关于供料组件包括:
供料主管3;
连接于供料主管3顶部的电磁阀4;
分别连接于两个过渡腔13与电磁阀4之间的两个供料分管5,且电磁阀4用于在过渡腔13被完全覆盖时与对应供料分管5导通。
由上可知,关于上述所公开的机器人,其具体执行喷涂时的原理为:
在实现机器人与管道的配合时,限定外弧支撑组件1与内弧喷涂组件2定位为图1所示的结构状态,此时内弧轨道21的中心与外弧支撑组件1的中心重合,从而使得整体机器人的上部呈现为开口状,进而方便将内弧喷涂组件2套设于管道的外部。
在执行喷涂时,实现内弧喷涂组件2的旋转。具体的,在端部定位器11内安装有可转动的驱动轮15,驱动轮15啮合于内弧轨道21的外凸侧,且驱动轮15由电机驱动转动;由此在驱动轮15转动时通过啮合作用即可驱动内弧喷涂组件2与外弧支撑组件1产生相对滑动,从而实现内弧喷涂组件2的有效旋转。结合图1、图8、图9可知,以内弧喷涂组件2的顺时针旋转为例:
a)当内弧轨道21定位于图1所示位置处时,两个过渡腔13均被完全覆盖,此时由供料主管3(可连接供料泵)导入喷涂原料,然后经过电磁阀4流入两个供料分管5内,进而进入两个过渡腔13内,并且在供料压力下驱动与两个过渡腔13所对应的单向阀22开启,由此使得喷涂原料进入内弧轨道21内部,最后经由喷涂头23喷涂与管道外壁上。(进料路径由图1中箭头所示)
b)当内弧轨道21定位于图8所示位置处时,仅左侧过渡腔13被完全覆盖,此时由供料主管3(可连接供料泵)导入喷涂原料,然后经过电磁阀4流入左侧供料分管5内,进而进入左侧过渡腔13内,并且在供料压力下驱动与左侧过渡腔13所对应的单向阀22开启,由此使得喷涂原料进入内弧轨道21内部,最后经由喷涂头23喷涂与管道外壁上。(进料路径由图8中箭头所示)
c)当内弧轨道21定位于图9所示位置处时,仅右侧过渡腔13被完全覆盖,此时由供料主管3(可连接供料泵)导入喷涂原料,然后经过电磁阀4流入右侧供料分管5内,进而进入右侧过渡腔13内,并且在供料压力下驱动与右侧过渡腔13所对应的单向阀22开启,由此使得喷涂原料进入内弧轨道21内部,最后经由喷涂头23喷涂与管道外壁上。(进料路径由图9中箭头所示)
具体的:
关于内弧轨道21,优选设置内弧轨道21的弧长不小于2D/N+L,且在内弧轨道21的中心与外弧支撑组件1的中心重合时,最靠近内弧轨道21两端的两个单向阀22分别位于外弧支撑组件1的两端之外,其中,D为内弧轨道21的弧长,L为外弧支撑组件1的弧长。
关于过渡腔13,优选设置过渡腔13的弧长不小于D/N,其中,D为内弧轨道21的弧长。
综上可知,限定内弧轨道21及过渡腔13的设置弧长,以此保证内弧喷涂组件2能进行360°的不间断旋转喷涂。
另外,在本发明的进一步实施例中,优选设置滑槽的截面形状为凸字形,且内弧轨道21的径向宽度与滑槽的最大宽度相等,喷涂头23的径向宽度与滑槽的最小宽度相等;基于此保证内弧轨道21与外弧支撑组件1的稳定装配。
进一步的,在本发明中,关于准确实现机器人与管道的配合,进一步设置如下结构:
在外弧轨道12的内凹侧等距设有M个距离传感器14,且M≥3。基于此,在实现图1所示的配合时,通过距离传感器14检测外弧轨道12与管道之间的距离,具体在M个距离传感器14所检测到的距离均相等时,即判定外弧轨道12与管道形成同轴装配,由此保证在整体旋转喷涂过程中,喷涂头23与管道之间的距离始终相等,进而提升喷涂的均匀性。
在端部定位器11的内凹侧固定有安装座16,且安装座16位于内弧喷涂组件2的一侧,在安装座16内对称设有两个可相向转动的限位杆17,且两个限位杆17对称夹紧于管道的上下两侧。基于此,在通过伸缩撑杆6升起外弧支撑组件1与内弧喷涂组件2时,驱动两个限位杆17相互远离,以此保证管道能顺利进入内弧喷涂组件2的内凹侧,而在完成上述距离传感器14所检测的同轴装配后,驱动两个限位杆17相互靠近,由此使得两个限位杆17对称夹紧于管道的上下两侧(图1所示),实现整体机器人与管道之间的连接,并避免在回缩伸缩撑杆6的情况下出现内弧喷涂组件2脱离与管道的配合。
在安装座16上固定有电动伸缩杆18,且电动伸缩杆18位于两个限位杆17之间,在电动伸缩杆18的伸缩端安装有可与管道表壁接触的自行走装置19,且自行走装置19用于驱动整体机器人沿管道轴向移动。具体,自行走装置19主要包括由电机和行走轮,行走轮由电机驱动转动,由此在外弧轨道12完成一个360°的旋转后,可通过电动伸缩杆18的伸长驱使行走轮抵紧于管道的表壁上,然后通过电机驱使行走轮转动,进而带动整体机器人进行自行走;其中在执行自行走时,保证伸缩撑杆6回缩,而在执行内弧喷涂组件2的旋转喷涂时,可执行伸缩撑杆6的伸长支撑。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高空用作业智能喷涂机器人,用于喷涂架空管道,其特征在于:包括共轴装配的外弧支撑组件(1)和内弧喷涂组件(2),在所述外弧支撑组件(1)的内凹侧开设有滑槽,且内弧喷涂组件(2)滑动配合于滑槽内;
所述外弧支撑组件(1)包括:
沿中轴线对称设置于管道两侧的两个端部定位器(11),且所述端部定位器(11)用于在喷涂过程中限定内弧喷涂组件(2)与管道的配合位置;
连接于所述两个端部定位器(11)之间的外弧轨道(12),在所述外弧轨道(12)的两端均开设有过渡腔(13),且所述过渡腔(13)位于滑槽的一侧;
所述内弧喷涂组件(2)包括:
内弧轨道(21);所述内弧轨道(21)的弧长大于外弧支撑组件(1)的弧长,且设置所述内弧轨道(21)为空心结构,在所述内弧轨道(21)的一侧等距设有N个单向阀(22),且所述单向阀(22)用于实现过渡腔(13)向内弧轨道(21)内部的单向导通;
喷涂头(23);所述喷涂头(23)固定于内弧轨道(21)的内凹侧、并朝向管道,且在所述内弧轨道(21)完全覆盖任一过渡腔(13)时,对应被完全覆盖的过渡腔(13)、内弧轨道(21)内部与喷涂头(23)依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:所述内弧轨道(21)的弧长不小于(2D/N+L),且在所述内弧轨道(21)的中心与外弧支撑组件(1)的中心重合时,最靠近内弧轨道(21)两端的两个单向阀(22)分别位于外弧支撑组件(1)的两端之外;
其中,D为内弧轨道(21)的弧长,L为外弧支撑组件(1)的弧长。
3.根据权利要求2所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:所述过渡腔(13)的弧长不小于(D/N),其中,D为内弧轨道(21)的弧长。
4.根据权利要求3所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:所述滑槽的截面形状为凸字形,且所述内弧轨道(21)的径向宽度与滑槽的最大宽度相等,所述喷涂头(23)的径向宽度与滑槽的最小宽度相等。
5.根据权利要求3所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:在所述端部定位器(11)内安装有可转动的驱动轮(15),所述驱动轮(15)啮合于所述内弧轨道(21)的外凸侧,且所述驱动轮(15)用于驱动内弧喷涂组件(2)与外弧支撑组件(1)相对滑动。
6.根据权利要求3所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:在所述外弧轨道(12)的底部固定有供料组件,且所述供料组件包括:
供料主管(3);
连接于所述供料主管(3)顶部的电磁阀(4);
分别连接于两个所述过渡腔(13)与电磁阀(4)之间的两个供料分管(5),且所述电磁阀(4)用于在所述过渡腔(13)被完全覆盖时与对应供料分管(5)导通。
7.根据权利要求3所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:在所述外弧轨道(12)的底部固定有伸缩撑杆(6)。
8.根据权利要求3所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:在所述外弧轨道(12)的内凹侧等距设有M个距离传感器(14),且M≥3。
9.根据权利要求8所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:
在所述端部定位器(11)的内凹侧固定有安装座(16),且所述安装座(16)位于内弧喷涂组件(2)的一侧;
在所述安装座(16)内对称设有两个可相向转动的限位杆(17),且两个限位杆(17)对称夹紧于管道的上下两侧。
10.根据权利要求9所述的一种高空用作业智能喷涂机器人,其特征在于:
在所述安装座(16)上固定有电动伸缩杆(18),且所述电动伸缩杆(18)位于两个限位杆(17)之间;
在所述电动伸缩杆(18)的伸缩端安装有可与管道表壁接触的自行走装置(19),且所述自行走装置(19)用于驱动整体机器人沿管道轴向移动。
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