CN204658120U - 管道焊缝打磨机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道焊缝打磨机器人，包括：导向定位机构，包括前后对称的两部分；旋转机构，可旋转地固定在导向定位机构的两部分之间；推送机构，固定在旋转机构上；以及用于打磨焊缝的打磨机构，固定在推送机构上；推送机构驱动打磨机构进出旋转机构打磨焊缝；旋转机构驱动推送机构和打磨机构旋转打磨；导向定位机构导向机器人在管道内运动且定位在预设的打磨位置。机器人由导向定位机构、旋转机构、推送机构和打磨机构构成，使得机器人能够通过导向定位机构进入管径小而结构复杂的管道内部，在预设的位置进行定位打磨；旋转机构带动打磨机构转动，使得机器人能都对管道内焊缝360°打磨。

Description

管道焊缝打磨机器人

技术领域

本实用新型涉及管道加工设备，具体涉及一种管道焊缝打磨机器人。

背景技术

在国内核电机组的建设过程中，管道通过焊接的方式进行固定连接在一起。对于核电设备等高要求的应用场合，管道内壁连接处的焊缝需光滑，现在管道焊缝内表面的打磨均是采用人工手磨的方式进行。但是在管道口径较小（例如内径小于500mm）、管道行程较长、管道部件（如三通、大小头）等情况下，无法通过人工方式完成该工作。

发明内容

本实用新型提供一种能够进入小而复杂的管道内进行焊缝打磨的机器人。

一种实施例中提供一种管道焊缝打磨机器人，包括：

导向定位机构，包括前后对称的两部分；

旋转机构，可旋转地固定在导向定位机构的两部分之间；

推送机构，固定在旋转机构上；

以及用于打磨焊缝的打磨机构，固定在推送机构上；推送机构驱动打磨机构进出旋转机构打磨焊缝；旋转机构驱动推送机构和打磨机构旋转打磨；导向定位机构导向机器人在管道内运动且定位在预设的打磨位置。

进一步地，导向定位机构的前后部分分别包括导向轮、定位脚、气缸和圆盘；导向轮至少包括2个，均匀固定在圆盘的圆周边缘；定位脚至少包括2个，可径向移动地均匀固定在圆盘圆周上，每个定位脚分别与气缸输出端联接，气缸驱动定位脚伸出圆盘定位固定。

进一步地，导向轮包括3个，均匀固定在圆盘的圆周边缘；定位脚包括3个，均匀固定在圆盘上，导向轮和定位脚交替设置在圆盘上，且相邻的导向轮与定位脚在圆盘上的夹角为60°。

进一步地，旋转机构包括旋转架和旋转驱动件，旋转架包括前盖板、后盖板和连杆，连杆固定在前盖板和后盖板之间；旋转驱动件包括旋转电机、齿轮连杆和齿轮，前盖板和后盖板内部分别设有2对啮合的齿轮，其中一对齿轮负责固定圆盘并连接齿轮连杆，另一对齿轮负责连接旋转电机与齿轮连杆，旋转电机通过齿轮连杆驱动齿轮带动整个旋转机构相对于圆盘转动。

进一步地，推送机构包括螺杆、滑块、导轨和推送电机，螺杆、导轨和推送电机固定在旋转架上，且螺杆与导轨平行设置，导轨上设有凸条或凹槽，滑块上设有与螺杆联动的螺纹通孔和与导轨滑动联接凹槽或凸条。

进一步地，打磨机构包括砂轮片和打磨电机，打磨电机固定在滑块上，砂轮片与打磨电机输出轴联接。

进一步地，打磨机构还包括摄像头和光源，摄像头和光源固定在打磨电机上。

在其他实施例中，还包括驱动机构，驱动机构包括机架、滚轮和驱动电机，机架与圆盘通过波纹管联接，滚轮和驱动电机安装在机架上，滚轮与驱动电机的输出端通过一对啮合齿轮联接。

进一步地，滚轮由橡胶混合物制成。

在其他实施例中，还包括外接机构，外接机构包括波纹管和联接头，波纹管一端与机架固定联接，另一端与联接头固定联接，联接头设有与外界电路和气路联接的接口。

依据上述实施例的管道焊缝打磨机器人，由导向定位机构、旋转机构、推送机构和打磨机构构成，使得机器人能够通过导向定位机构进入小而复杂的管道内部，在预订的位置进行定位打磨；旋转机构带动打磨机构转动，使得机器人能都对管道内焊缝360°打磨。

附图说明

图1为管道焊缝打磨机器人一种实施例的结构示意图；

图2为管道焊缝打磨机器人中导向定位机构的侧视图；

图3为管道焊缝打磨机器人中旋转机构的结构示意图；

图4为管道焊缝打磨机器人中旋转机构的侧视图；

图5为管道焊缝打磨机器人另一种实施例的正视图；

图6为管道焊缝打磨机器人另一种实施例的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，管道焊缝打磨机器人包括导向定位机构1、旋转机构2、推送机构3和打磨机构4。

如图2所示，导向定位机构1，包括前后对称的两部分，每部分包括导向轮11、定位脚12、气缸13和圆盘14；优选的，导向轮11包括3个，均匀固定在所述圆盘14的圆周边缘；定位脚12包括3个，可径向移动地均匀固定在圆盘14圆周上，每个定位脚12分别与气缸13输出端联接，气缸13驱动定位脚12伸出圆盘14定位固定。导向轮11和定位脚12交替设置在圆盘14上，且相邻的导向轮11与定位脚12在圆盘14上的夹角为60°，3个导向轮11和3个定位脚12的设置使得机器人在管道内移动更为平稳，定位固定也更加牢固。导向定位机构1导向机器人在管道内运动且定位在预设的打磨位置。

如图3和图4所示，旋转机构2包括旋转架21和旋转驱动件22，旋转架21包括前盖板211、后盖板212和连杆213，连杆213固定在前盖板211和后盖板212之间；旋转驱动件22包括旋转电机221、齿轮连杆222和齿轮（图中未示出），前盖板211和后盖板212内部分别设有2对啮合的齿轮，圆盘14上设有连接杆插入前盖板211和后盖板212中，一个齿轮固定在圆盘14插入的连接杆上，另一个齿轮与所述齿轮连杆222固定联接，旋转电机221与齿轮连杆222通过另一对齿轮联接，旋转电机221通过所述齿轮连杆222驱动所述齿轮带动整个旋转机构2转动。旋转机构2能够实现360°的旋转。在其他实施例中，旋转机构2上还设有位置传感器（例如电位计），对旋转机构2旋转的角度位置进行监控。

推送机构3包括螺杆、滑块、导轨和推送电机，螺杆、导轨和推送电机固定在旋转架21上，且螺杆与导轨平行设置，导轨上设有凸条或凹槽，滑块上设有与螺杆联动的螺纹通孔和与导轨滑动联接凹槽或凸条。打磨机构4固定在推送机构3上，需打磨时，推送机构3驱动打磨机构4伸出，不工作时，驱动打磨机构4回退。推送机构3上设有位置传感器（例如电位计），对推送机构前进和后退的位置进行监控。

如图1所示，打磨机构4包括砂轮片41、打磨电机42和摄像头（图中未示出），打磨电机42固定在滑块上，砂轮片41与打磨电机42输出轴联接，摄像头固定在打磨电机42上，对打磨过程进行视频监控。旋转机构2驱动推送机构3和打磨机构4一起旋转，通过电机的正反转实现管道内焊缝360°无死角打磨。为提高拍摄效果，在摄像头旁还设有光源（例如LED灯泡）。

本实施例提供的管道焊缝打磨机器人，由导向定位机构1、旋转机构2、推送机构3和打磨机构4构成，使得机器人能够通过导向定位机构1进入小而复杂的管道内部，在预订的位置进行定位打磨；旋转机构带动打磨机构转动，使得机器人能都对管道内焊缝360°打磨。

实施例二：

如图5和图6所示，本实施例提供的一种管道焊缝打磨机器人，在上述实施例一的基础上增加了驱动机构5和外接机构6。

优选的，包括两个驱动机构5，通过挠性波纹管与机头相连，驱动机构5包括机架51、8个滚轮52和驱动电机53，机架51与圆盘14通过波纹管联接，滚轮52和驱动电机53安装在机架51上，滚轮52与驱动电机53的输出端通过一对啮合齿轮联接。机架51为铝制机架，减轻了机身重量。滚轮52由橡胶混合物制成，增大了滚轮52的摩擦力，使得机器人能够制动准确，精确运动到指定位置，同时提高了滚轮52的耐磨性能，增加了使用寿命。驱动机构5驱动整个机器人在管道内运动。

外接机构6波纹管61和联接头62，波纹管61一端与机架51固定联接，另一端与联接头62固定联接，联接头62设有与外界电路和气路联接的接口。外接机构6通过电线路和气管将机器人与外界连接，给机器人提供动力。波纹管61为不锈钢材质，不锈钢波纹管61一方面为其中的信号电缆和气管提供保护，另一方面也为机器人通过弯头等管道部位时，提供伸缩弯曲等必要条件。

在其他实施例中，机器人还包括必要的电源机柜、控制机柜、控制面板和显示器等控制和配套设备，它们用于执行打磨过程中所需的一切指令、显示信息并传达故障。

电源机柜安装有负载设备，如变频器、隔离变压器、保险丝、断路器、供电装置、供气装置等；

控制机柜安装有控制装置（如PLC、驱动器和继电器的控制主板等）；

控制面板上面有所有需要的操作和监控部件，如操作员触控面板、控制杆、开关、指示灯和应急制动钮；

显示器/DVD。

此外，还有各个机柜之间的连接电缆、控制面板和显示器之间的连接电缆以及一条连接控制机柜和打磨机器人的30m长的电缆。增加了打磨机器人工作范围，可以进入更深的管道内部。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种管道焊缝打磨机器人,其特征在于，包括：

导向定位机构（1），包括前后对称的两部分；

旋转机构（2），可旋转地固定在所述导向定位机构（1）的两部分之间；

推送机构（3），固定在所述旋转机构（2）上；

以及用于打磨焊缝的打磨机构（4），固定在所述推送机构（3）上；所述推送机构（3）驱动所述打磨机构（4）进出旋转机构（2）打磨焊缝；所述旋转机构（2）驱动推送机构（3）和打磨机构（4）旋转打磨；所述导向定位机构（1）导向机器人在管道内运动且定位在预设的打磨位置。

2.如权利要求1所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述导向定位机构（1）的前后部分分别包括导向轮（11）、定位脚（12）、气缸（13）和圆盘（14）；所述导向轮（11）至少包括2个，均匀固定在所述圆盘（14）的圆周边缘；所述定位脚（12）至少包括2个，可径向移动地均匀固定在所述圆盘（14）圆周上，每个所述定位脚（12）分别与所述气缸（13）输出端联接，所述气缸（13）驱动所述定位脚（12）伸出所述圆盘（14）定位固定。

3.如权利要求2所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述导向轮（11）包括3个，均匀固定在所述圆盘（14）的圆周边缘；所述定位脚（12）包括3个，均匀固定在所述圆盘（14）上，所述导向轮（11）和定位脚（12）交替设置在所述圆盘（14）上，且相邻的导向轮（11）与定位脚（12）在圆盘（14）上的夹角为60°。

4.如权利要求3所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述旋转机构（2）包括旋转架（21）和旋转驱动件（22），所述旋转架（21）包括前盖板（211）、后盖板（212）和连杆（213），所述连杆（213）固定在所述前盖板（211）和后盖板（212）之间；所述旋转驱动件（22）包括旋转电机（221）、齿轮连杆（222）和齿轮，所述前盖板（211）和后盖板（212）内部分别设有2对啮合的齿轮，其中1对齿轮中的一个齿轮与圆盘（14）固定连接，另一个齿轮与所述齿轮连杆（222）固定联接，另有1对齿轮将所述旋转电机（221）与齿轮连杆（222）联接，所述旋转电机（221）通过所述齿轮连杆（222）驱动所述齿轮带动整个旋转机构（2）相对于圆盘（14）转动。

5.如权利要求4所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述推送机构（3）包括螺杆、滑块、导轨和推送电机，所述螺杆、导轨和推送电机固定在所述旋转架（21）上，且所述螺杆与导轨平行设置，所述导轨上设有凸条或凹槽，所述滑块上设有与螺杆联动的螺纹通孔和与导轨滑动联接凹槽或凸条。

6.如权利要求5所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述打磨机构（4）包括砂轮片（41）和打磨电机（42），所述打磨电机（42）固定在所述滑块上，所述砂轮片（41）与所述打磨电机（42）输出轴联接。

7.如权利要求6所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，所述打磨机构（4）还包括摄像头和光源，所述摄像头和光源固定在所述打磨电机（42）上。

8.如权利要求7所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，还包括驱动机构（5），所述驱动机构（5）包括机架（51）、滚轮（52）和驱动电机（53），所述机架（51）与所述圆盘（14）通过波纹管联接，所述滚轮（52）和驱动电机（53）安装在所述机架（51）上，所述滚轮（52）与驱动电机（53）的输出端通过一对啮合齿轮联接。

9.如权利要求8所述的管道焊缝打磨机器人，其特征在于，还包括外接机构（6），所述外接机构（6）包括波纹管（61）和联接头（62），所述波纹管（61）一端与所述机架（51）固定联接，另一端与所述联接头（62）固定联接，所述联接头（62）设有与外界电路和气路联接的接口。