CN211412857U

CN211412857U - 一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置

Info

Publication number: CN211412857U
Application number: CN201820397264.9U
Authority: CN
Inventors: 吕志忠; 李雷; 王思佳; 吴珊红; 雍骏; 唐仁东; 张涛
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2028-03-23

Abstract

本实用新型公开了一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，包括机架、升降机构、擦刷机构，升降机构包括电动推杆、从动伸缩杆、支架、保护罩，擦刷机构包括减速电机、辊轴、辊筒、扇形吸油棉层、扇形金属刷丝束、挡板。升降机构用于调整擦刷机构相对于壁面的高度位置，增加适当的擦刷力，擦刷机构通过转动对壁面的油污、污物、锈屑等进行清除，提高爬壁机器人的壁面吸附能力。本装置可安装在现有面向各类作业任务、采取不同行走机构或吸附方式的爬壁机器人的本体的合理位置，先于行走机构吸附壁面之前进行预处理，增强爬壁机器人的工作的可靠性。

Description

一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置

技术领域

本实用新型公开了一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，具体涉及到一种适用于面向各类作业任务的爬壁机器人、在行走机构吸附壁面时先对壁面锈屑、氧化皮、积尘、油污、油脂等进行刷除、揩拭等预处理的装置，属于机器人应用技术领域。

背景技术

随着当前经济发展，石化储罐、钢结构桥梁、船舶等大量建设，催生了爬壁机器人的研究与应用。在面向壁面作业的爬壁机器人中，主要采取磁吸附和真空吸附作为主要吸附方式，但这两种方式所利用的吸附力会因为壁面锈屑、油污等原因而出现下降，甚至导致机器人负载能力下降而跌落损坏。目前的爬壁机器人仅对行走机构与吸附方式或装置提出了具体方案，但未考虑到吸附壁面的平整性、光洁度对吸附能力的影响，这也限制了爬壁机器人的实际应用与推广。

目前有针对壁面除锈或清洁作业的爬壁机器人。申请号为201710326199.0的专利提出了一种船舶除锈爬壁机器人，其利用水射流冲洗机构仅针对于吸附行走机构间的壁面进行简单除锈作业，但吸附行走机构的磁轮组对壁面的吸附面积小，爬壁机器人在磁轮的吸附区域下遇到锈屑、氧化皮、积尘等造成的不平整壁面情况，容易造成有效吸附面积减小而使吸附能力下降。申请号为201611197649.2的专利提出了一种用于清洗变电站彩钢板的爬壁机器人执行装置，其通过滚刷搅匀清洗剂并去除彩钢板上的污垢，是专门的功能执行装置，其需要配置清水与清洗剂完成清洗工作。以上都是特别针对于壁面除锈或清洁作业的爬壁机器人的方案设计，不适用于面向其他工作任务的爬壁机器人，因此需要提出一种适用于现有面向各类作业任务的爬壁机器人的壁面吸附预处理技术方案，以解决上述问题。

发明内容

在基于上述问题，本实用新型公开了一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，可搭配安装在以磁吸附或真空吸附作为主要吸附方式、工作在壁面的爬壁机器人本体上，特别适用于磁吸附爬壁机器人的导磁材料壁面进行预处理。本实用新型所提供装置能对行走机构预吸附的壁面进行锈屑、氧化皮、积尘等的刷除及壁面油污、油脂的揩拭，可增加预吸附壁面的平整度、光洁度，从而提高爬壁机器人对壁面的吸附能力。所述一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，其特征在于，包括机架、升降机构、擦刷机构；

机架与机器人本体相连；

升降机构安装固定在机架上，包括电动推杆、从动伸缩杆、支架、保护罩；

电动推杆，其底座与机架固连，其伸缩端通过螺栓与支架连接，用以控制擦刷机构与壁面的距离；从动伸缩杆与电动推杆的伸缩杆对称布置在所述支架两端，从动伸缩杆底座与机架固连，其伸缩端通过螺栓与支架横板连接，用以平衡擦刷机构的运动；擦刷机构固定安装在支架上，支架上还安装有保护罩，用于防止擦刷机构工作过程中锈屑、氧化皮及油污油脂的飞溅，对爬壁机器人本体起保护作用；

所述擦刷机构包括减速电机、辊轴、辊筒、扇形吸油棉层、扇形金属刷丝束、挡板；减速电机安装在支架竖板一侧，为扇形金属刷丝束、扇形吸油棉层的转动擦刷提供动力；辊轴通过轴承安装在支架竖板之间；辊筒通过键周向固定在辊轴上，用以安装扇形吸油棉层和扇形金属刷丝束；扇形吸油棉层的扇形圆心角为90⁰，分两块以辊轴为对称轴对称布置在辊筒上，扇形吸油棉层的外圆弧为波浪状，用以揩拭吸附壁面上的油污油脂，其根部与弧形块粘接，弧形块嵌入在辊筒内部，可拆卸更换；扇形金属刷丝束的扇形圆心角为90⁰，分两块以辊轴为对称轴对称布置在扇形吸油棉层之间的辊筒上，用以刷除锈屑、氧化皮、积尘等，其半径略大于扇形吸油棉层的外圆弧半径，其刷丝根部嵌入在弧形块内，弧形块嵌入在辊筒内部，可拆卸更换；挡板安装在扇形金属刷丝束与扇形吸油棉层的夹层处，用以隔离扇形吸油棉层与扇形金属刷丝束，防止干涉搅缠，其高度低于擦刷机构的转动工作半径。

本实用新型所提供装置的具体位置根据爬壁机器人行走机构的行走轨迹和方向进行布置与安装，以达到本装置先于行走机构对预吸附壁面进行处理。

本实用新型所提供装置的尺寸和宽度设计应参照具体爬壁机器人行走机构的壁面吸附宽度和面积。

本实用新型所用扇形金属刷丝束不局限于金属、可采用非金属材料，可为束状或团状等；扇形吸油棉层也可采用束状或团状结构，以满足预处理吸附面清除物的要求。根据现场使用情况，可采用转动圆弧面或圆剖面作为作业面工作。

应指出，本实用新型属于一种辅助爬壁机器人吸附的壁面预处理装置，不是爬壁机器人的作业任务执行装置，即本实用新型只是应用于对爬壁机器人行走轨迹面的锈屑、氧化皮、积尘、油污油脂等进行处理，而非对全部壁面进行清除锈屑、氧化皮、积尘、油污油脂等作业。

基于上述技术方案，本实用新型具备如下优点：1）一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，布置在爬壁机器人行走机构行走轨迹的前端或后端，并先于行走机构进行壁面预处理，提高爬壁机器人吸附能力，提升爬壁机器人作业安全性；2）一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，能同时对壁面锈屑、氧化皮、积尘、油污油脂等同时进行刷除、揩拭吸附，体积小巧，结构紧凑，额外装置少，控制简单，安装灵活，适用于现有面向各类作业任务的爬壁机器人对预吸附壁面进行预处理。

本实用新型的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本实用新型中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

附图说明

图1是本实用新型所提供装置的立体结构示意图；

图2是擦刷机构的剖面示意图；

图3是本实用新型所提供装置安装在磁轮爬壁机器人上、工作于垂直壁面的实施例原理图主视图；

图4是本实用新型所提供装置安装在磁轮爬壁机器人上、工作于垂直壁面的实施例原理图俯视图。

其中，

1-机架；

2-升降机构；21-电动推杆；22-从动伸缩杆；23-支架；保护罩24；

3-擦刷机构；31-减速电机；32-辊轴；33-键；34-辊筒；35-扇形吸油棉层；36-弧形块；37扇形金属刷丝束；38-挡板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案、功能及优点更为清晰直观，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1，一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，包括机架1、升降机构2、擦刷机构3；其中，机架1与爬壁机器人本体相连；升降机构2包括电动推杆21、从动伸缩杆22、支架23、保护罩24；电动推杆21由电机及推杆组成，由电机驱动推杆伸缩，从动伸缩杆22与电动推杆21对称安装在支架23的横板两端，在电动推杆21工作时从动伸缩杆22跟随电动推杆21同步伸缩，保持支架23与伸缩杆的相互垂直，从而保持擦刷机构3与壁面线接触工作。

参见图1、图2，擦刷机构3包括31-减速电机、32-辊轴、33-键、34-辊筒、35-扇形吸油棉层、36-弧形块、37-扇形金属刷丝束、38-挡板。

参见图1、图2，减速电机31由电机与减速器组成，安装在支架23竖板外侧，电机经减速器减速和换向后，将运动与动力传递给辊轴32，辊轴32安装在支架23竖板之间。

参见图2，辊筒34通过键33在辊轴32上周向固定，辊筒34外表面上等分四块依次布置扇形吸油棉层35和扇形金属刷丝束37，在扇形吸油棉层35和扇形金属刷丝束37之间的夹层安装挡板38；扇形吸油棉层35可吸附油污和刷出污物，其根部与弧形块36粘接，弧形块36嵌入在辊筒34内部，扇形吸油棉层35积油过多或损坏时，可拆卸并换上新的材料；扇形金属刷丝束37可刷除壁面的锈屑、氧化皮、积尘等，外圆弧半径略高于扇形吸油棉层35，其刷丝根部嵌入在弧形块36内，弧形块36嵌入在辊筒34内部，更换时可将弧形块36及扇形金属刷丝束37一起拆卸更换；在擦刷机构3转动擦刷时，升降机构2调整擦刷机构3相对于壁面的位置，适当微压紧于壁面，扇形金属刷丝束37的外圆弧被压缩至与扇形吸油棉层35的外圆弧同一半径，其刷丝和棉层被压紧产生弹力，从而增大对壁面的压力和摩擦力，提升刷除力度和工作能力，其刷丝束与棉层交替线接触于壁面，对壁面锈屑、氧化皮、积尘、油污、油脂等同时进行擦刷和清除，而挡板38防止四处夹层间刷丝与棉层的干涉搅缠，其高度低于擦刷机构3的转动工作半径，防止其撞击壁面，参见图1，保护罩24能够有效的防止由擦刷机构3转动工作时带起的小屑块或油滴等飞溅向爬壁机器人。

下面以一实施例说明本实用新型所提供装置的工作过程：

本实用新型所提供装置安装在双列磁轮爬壁机器人上，图3是实施例原理图主视图，图4是实施例原理图俯视图；图3所示，本装置安装在磁轮前端，图4所示，本实用新型所提供装置与双列磁轮均各自处于同一直线上，且宽度大于磁轮宽度；首先，磁轮爬壁机器人稳定吸附于导磁材料壁面上，在机器人前进工作时，首先由升降机构2控制调整合适高度，将擦刷机构3调整至适当微压紧壁面，与此同时擦刷机构3转动擦刷工作，进行锈屑、氧化皮、积尘等的刷除和油污、油脂的揩拭吸附，通过转动工作，可快速处理完成磁轮前面的壁面，随后磁轮向前转动，便进入预处理后的壁面，吸附在已被擦刷处理过、平整性和光洁度得到提高的壁面上，实现提升爬壁机器人的壁面吸附能力；如果爬壁机器人要后退，可在后磁轮后面安装上本装置，从而实现后退时预处理壁面的功能。以上工作过程可连续进行，也可间停间动进行。

上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述实施例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用的保护范围。

Claims

1.一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，其特征在于，包括机架、升降机构、擦刷机构，其中升降机构包括电动推杆、从动伸缩杆、支架、保护罩，擦刷机构包括减速电机、辊轴、辊筒、扇形吸油棉层、扇形金属刷丝束、挡板；所述机架与爬壁机器人本体相连，所述升降机构安装固定在机架上，所述擦刷机构安装在升降机构上。

2.根据权利要求1所述的一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，其特征在于，所述扇形吸油棉层和所述扇形金属刷丝束分别以所述辊轴对称布置在所述辊筒上。

3.根据权利要求1所述的一种用于爬壁机器人的吸附预处理装置，其特征在于，所述挡板安装在扇形金属刷丝束与扇形吸油棉层的夹层处，将扇形吸油棉层与扇形金属刷丝束隔离，其高度低于擦刷机构的转动工作半径。