CN114888819A - 一种核环境管道智能返修机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核环境管道智能返修机器人系统，涉及返修机器人技术领域。一种核环境管道智能返修机器人系统，包括支撑架、横移轨道、横移齿条、横移电机及减速器和横移滑块，所述支撑架上方安装有横移轨道，所述支撑架安装有横移齿条，所述横移齿条与横移电机及减速器的输出齿轮啮合连接，所述横移电机及减速器一侧与横移滑块固定连接。本发明能够实现核环境下的管道自动返修作业，能够让工人远离辐射环境，保证工人远离有害环境，保证焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于返修机器人技术领域，具体涉及一种核环境管道智能返修机器人系统。
背景技术
核环境管道智能返修机器人用于核电站内各类输送管道的腐蚀、裂纹的返修作业，包括切割、打磨、清洗、焊接等动作。传统的作业方式都是人工作业，受辐射的影响，单次作业时间有限，效率低下，对工人的身体伤害大。
因此，有必要提供一种核环境管道智能返修机器人系统解决上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的的上述缺陷，提供一种核环境管道智能返修机器人系统，能够完成核环境下的管道的自动返修作业，能够让工人远离辐射环境，保证工人远离有害环境，保证焊接质量，提高作业效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核环境管道智能返修机器人系统，包括支撑架、横移轨道、横移齿条、横移电机及减速器和横移滑块，所述支撑架上方安装有横移轨道，所述支撑架安装有横移齿条，所述横移齿条与横移电机及减速器的输出齿轮啮合连接，所述横移电机及减速器一侧与横移滑块固定连接，所述横移滑块与横移轨道滑动连接，所述横移滑块上方设置有纵移滑块，所述纵移滑块安装有纵移电机及减速器，所述纵移电机及减速器的输出齿轮与纵移齿条啮合连接，所述纵移齿条一侧设置有纵移轨道，所述纵移轨道位于纵移梁上，所述纵移滑块一侧与工具架固定连接，所述纵移梁一侧通过螺栓安装有工具机器人，所述工具机器人的末端关节安装有快换母接头，所述快换母接头可以与各个工具上的快换子接头连接，实现工具的更换。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述支撑架是通过型材焊接而成的桁架结构。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述纵移梁的下端通过螺栓安装有工装机器人，所述工装机器人末端关节通过连接法兰与收集箱相连接，所述收集箱内部安装有三个气动机械手一，用于固定返修管道。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述纵移梁的中部通过螺栓安装有物料箱。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述工具架上放置有废屑收集工具、打磨工具、夹持工具、视觉检测工具、切割工具和焊接工具，所述快换子接头共设置有六个。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述废屑收集工具还包括快换子接头和吸尘管，其中一个所述快换子接头一端安装有吸尘管，用于吸取废屑。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述打磨工具还包括快换子接头和打磨头，其中一个所述快换子接头一端安装有打磨头用于切割面的打磨。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述夹持工具还包括快换子接头、两个气动机械手二和标定杆，其中一个所述快换子接头安装有两个气动机械手二，所述快换子接头中部安装有标定杆，所述夹持工具用于夹持更换管道，所述视觉检测工具还包括快换子接头和双目视觉，其中一个所述快换子接头一端安装有双目视觉，用于观察识别管道磨损和焊接的情况。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述切割工具还包括快换子接头和切割头，其中一个所述快换子接头安装有切割头，所述切割工具用于切割待维修的有损伤处的管道。
在本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统中，所述焊接工具还包括快换子接头和管道焊钳，其中一个所述快换子接头一端安装有管道焊钳。
与相关技术相比较，本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统具有如下有益效果：
本发明提供一种核环境管道智能返修机器人系统，整个系统安装在待维修管道附近后，可通过远程控制进行维修。首先，通过横移和纵移轨道调整两个机器人的位置；其次，通过工具机器人携带视觉检测工具检测待维修管道表面的损伤位置，并控制工装机器人将待维修位置夹紧固定；再次，工具机器人更换切割工具对损坏管道进行切割，切割后工具机器人更换夹持工具将切割下的管道放入物料箱；然后工具机器人更换废屑收集工具进行废屑的收集，废屑收集结束再更换打磨工具对切割后的端面打磨，打磨结束更换夹持工具将物料箱上的新管道放入待维修位置并通过工装机器人上中间的气动机械手固定；最后更换焊接工具对新管道进行焊接，焊接结束后再通过视觉检测工具观察其焊接表面的质量。实现了远程自动化操作，自动化程度高，使操作工人远离危险环境，安全、可靠。
附图说明
图1为本发明提供的一种核环境管道智能返修机器人系统的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明支撑架结构图；
图3为本发明纵移梁和工具架结构图；
图4为本发明工具机器人结构图；
图5为本发明工装机器人结构图；
图6为本发明废屑收集工具结构图；
图7为本发明打磨工具结构图；
图8为本发明夹持工具结构图；
图9为本发明视觉检测工具结构图；
图10为本发明切割工具结构图；
图11为本发明焊接工具结构图。
图中标号：1、支撑架；2、纵移梁；3、工具机器人；4、工具架；5、废屑收集工具；6、打磨工具；7、夹持工具；8、物料箱；9、工装机器人；10、视觉检测工具；11、切割工具；12、焊接工具；13、纵移电机及减速器；14、横移轨道；15、横移齿条；16、纵移齿条；17、纵移轨道；18、纵移滑块；19、横移电机及减速器；20、横移滑块；21、快换母接头；22、连接法兰；23、收集箱；24、气动机械手一；25、快换子接头；26、吸尘管；27、打磨头；28、气动机械手二；29、双目视觉；30、切割头；31、管道焊钳。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。
实施例一：
如图1、图2和图3所示，本发明的一种核环境管道智能返修机器人系统，包括支撑架1、横移轨道14、横移齿条15、横移电机及减速器19和横移滑块20，支撑架1上方安装有横移轨道14，支撑架1安装有横移齿条15，横移齿条15与横移电机及减速器19的输出齿轮啮合连接，横移电机及减速器19一侧与横移滑块20固定连接，横移滑块20与横移轨道14滑动连接，横移滑块20上方设置有纵移滑块18，纵移滑块18安装有纵移电机及减速器13，纵移电机及减速器13的输出齿轮与纵移齿条16啮合连接，纵移齿条16一侧设置有纵移轨道17，纵移轨道17位于纵移梁2上，纵移滑块18一侧与工具架4固定连接，纵移梁2一侧通过螺栓安装有工具机器人3，工具机器人3的末端关节安装有快换母接头21，快换母接头21可以与各个工具上的快换子接头25连接。
如图1所示，支撑架1是通过型材焊接而成的桁架结构。
进一步地，在本发明一实施例中，如图1所示，纵移梁2的下端通过螺栓安装有工装机器人9，工装机器人9末端关节通过连接法兰22与收集箱23相连接，收集箱23内部安装有三个气动机械手一24。整个系统安装在待维修管道附近后，可通过远程控制进行维修。首先，通过横移和纵移轨道调整两个机器人的位置。
实施例二：
如图4-图11所示，在实施例一的基础上，纵移梁2的中部通过螺栓安装有物料箱8。工具架4上放置有废屑收集工具5、打磨工具6、夹持工具7、视觉检测工具10、切割工具11和焊接工具12，快换子接头25共设置有六个。废屑收集工具5还包括快换子接头25和吸尘管26，其中一个快换子接头25一端安装有吸尘管26。打磨工具6还包括快换子接头25和打磨头27，其中一个快换子接头25一端安装有打磨头27。夹持工具7还包括快换子接头25、两个气动机械手二28和标定杆，其中一个快换子接头25安装有两个气动机械手二28，快换子接头25中部安装有标定杆，夹持工具7用于夹持更换管道，视觉检测工具10还包括快换子接头25和双目视觉29，其中一个快换子接头25一端安装有双目视觉29。切割工具11还包括快换子接头25和切割头30，其中一个快换子接头25安装有切割头30。焊接工具12还包括快换子接头25和管道焊钳31，其中一个快换子接头25一端安装有管道焊钳31。通过工具机器人3携带视觉检测工具10检测待维修管道表面的损伤位置，并控制工装机器人9将待维修位置夹紧固定；再次，工具机器人3更换切割工具对损坏管道进行切割，切割后工具机器人3更换夹持工具将切割下的管道放入物料箱8；然后工具机器人3更换废屑收集工具进行废屑的收集，废屑收集结束再更换打磨工具6对切割后的端面打磨，打磨结束更换夹持工具将物料箱8上的新管道放入待维修位置并通过工装机器人9上中间的气动机械手固定；最后更换焊接工具12对新管道进行焊接，焊接结束后再通过视觉检测工具10观察其焊接表面的质量。
本发明提供的一种核环境管道智能返修机器入系统的工作原理如下：
核环境管道智能返修机器人系统用于核电站辐射环境下的管道返修，整个系统安装在待维修管道附近后，可通过远程控制进行维修。首先，通过横移和纵移轨道调整两个机器人的位置；其次，通过工具机器人3携带视觉检测工具10检测待维修管道表面的损伤位置，并控制工装机器人9将待维修位置夹紧固定；再次，工具机器人3更换切割工具对损坏管道进行切割，切割后工具机器人3更换夹持工具将切割下的管道放入物料箱8；然后工具机器人3更换废屑收集工具进行废屑的收集，废屑收集结束再更换打磨工具6对切割后的端面打磨，打磨结束更换夹持工具将物料箱8上的新管道放入待维修位置并通过工装机器人9上中间的气动机械手固定；最后更换焊接工具12对新管道进行焊接，焊接结束后再通过视觉检测工具10观察其焊接表面的质量。
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)
1.一种核环境管道智能返修机器人系统，包括支撑架(1)、横移轨道(14)、横移齿条(15)、横移电机及减速器(19)和横移滑块(20)，其特征在于：所述支撑架(1)上方安装有横移轨道(14)，所述支撑架(1)安装有横移齿条(15)，所述横移齿条(15)与横移电机及减速器(19)的输出齿轮啮合连接，所述横移电机及减速器(19)一侧与横移滑块(20)固定连接，所述横移滑块(20)与横移轨道(14)滑动连接，所述横移滑块(20)上方设置有纵移滑块(18)，所述纵移滑块(18)安装有纵移电机及减速器(13)，所述纵移电机及减速器(13)的输出齿轮与纵移齿条(16)啮合连接，所述纵移齿条(16)一侧设置有纵移轨道(17)，所述纵移轨道(17)位于纵移梁(2)上，所述纵移滑块(18)一侧与工具架(4)固定连接，所述纵移梁(2)一侧通过螺栓安装有工具机器人(3)，所述工具机器人(3)的末端关节安装有快换母接头(21)，所述快换母接头(21)可以与各个工具上的快换子接头(25)连接。
2.根据权利要求1所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述支撑架(1)是通过型材焊接而成的桁架结构。
3.根据权利要求1所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述纵移梁(2)的下端通过螺栓安装有工装机器人(9)，所述工装机器人(9)末端关节通过连接法兰(22)与收集箱(23)相连接，所述收集箱(23)内部安装有三个气动机械手一(24)。
4.根据权利要求1所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述纵移梁(2)的中部通过螺栓安装有物料箱(8)。
5.根据权利要求1所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述工具架(4)上放置有废屑收集工具(5)、打磨工具(6)、夹持工具(7)、视觉检测工具(10)、切割工具(11)和焊接工具(12)，所述快换子接头(25)共设置有六个。
6.根据权利要求5所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述废屑收集工具(5)还包括快换子接头(25)和吸尘管(26)，其中一个所述快换子接头(25)一端安装有吸尘管(26)。
7.根据权利要求5所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述打磨工具(6)还包括快换子接头(25)和打磨头(27)，其中一个所述快换子接头(25)一端安装有打磨头(27)。
8.根据权利要求5所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述夹持工具(7)还包括快换子接头(25)、两个气动机械手二(28)和标定杆，其中一个所述快换子接头(25)安装有两个气动机械手二(28)，所述快换子接头(25)中部安装有标定杆，所述夹持工具(7)用于夹持更换管道，所述视觉检测工具(10)还包括快换子接头(25)和双目视觉(29)，其中一个所述快换子接头(25)一端安装有双目视觉(29)。
9.根据权利要求5所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述切割工具(11)还包括快换子接头(25)和切割头(30)，其中一个所述快换子接头(25)安装有切割头(30)。
10.根据权利要求5所述的一种核环境管道智能返修机器人系统，其特征在于，所述焊接工具(12)还包括快换子接头(25)和管道焊钳(31)，其中一个所述快换子接头(25)一端安装有管道焊钳(31)。
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| CN202210433381.7A CN114888819A (zh) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 一种核环境管道智能返修机器人系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116646099A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 中国核工业二三建设有限公司 | 用于核电设备检修的装置及其检修方法 |
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2022
- 2022-04-22 CN CN202210433381.7A patent/CN114888819A/zh active Pending
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