CN212421318U

CN212421318U - 一种储油罐内壁清理涂装机器人

Info

Publication number: CN212421318U
Application number: CN202020918938.2U
Authority: CN
Inventors: 王岩卿; 景晨; 张鹤翔
Original assignee: Luoyang Haining Robot Technology Co ltd
Current assignee: Luoyang Haining Robot Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2030-05-27

Abstract

一种储油罐内壁清理涂装机器人，包括机器人小车、机械臂、喷枪组件；所述机械臂固定设置在机器人小车上部；所述喷枪组件固定设置在机械臂端部；储油罐内壁清理涂装机器人工作时，设置在储油罐内部，代替人工进行储油罐内壁清理、内壁涂装作业，极大改善了作业人员的工作环境，因此每次作业时间得到极大延长，使得储油罐内壁清理、内壁涂装作业的周期、成本均得到大幅改善；同时也解决了以往人工对储油罐内壁清理、内壁涂装时，对作业人员身体健康影响的问题。

Description

一种储油罐内壁清理涂装机器人

技术领域

本实用新型涉及储油罐内壁清理涂装技术领域，具体涉及一种储油罐内壁清理涂装机器人。

背景技术

储油罐在原油存储过程中，因受原油酸值、及原油中硫的影响，会使储油罐内壁产生腐蚀而缩短使用寿命，因此储油罐内壁防腐处理是储油罐生产及使用维护必不可少的工作；储油罐内壁防腐处理包括内壁清理、内壁涂装，传统的内壁清理、内壁涂装作业由人工完成，因作业环境极其恶劣，作业人员须穿戴空调式防护服进行，因此每次作业时间不能过长，造成现有储油罐内壁清理、内壁涂装作业存在周期长、成本高，且对作业人员身体健康有较大影响的问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种储油罐内壁清理涂装机器人；包括机器人小车、机械臂、喷枪组件；所述机械臂固定设置在机器人小车上部；所述喷枪组件固定设置在机械臂端部；所述机器人小车包括车体、车轮组合、顶板、本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器；所述车轮组合与车体活动连接，所述本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器设置在车体上，所述顶板活动设置在车体上部；所述喷枪组件包括喷枪连接块、喷枪延长臂、喷枪支架、传感器组件、喷枪；所述传感器组件、喷枪固定设置在喷枪支架上，喷枪支架固定设置在喷枪延长臂一端，喷枪延长臂另一端与喷枪连接块固定连接；喷枪连接块固定设置在机械臂的端部；本实用新型的储油罐内壁清理涂装机器人用于代替人工进行储油罐内壁清理、内壁涂装作业，改善了作业人员工作环境，因此每次作业时间得到极大延长，使得储油罐内壁清理、内壁涂装作业的周期、成本均得到大幅改善，同时也解决了对作业人员身体健康影响大的问题。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种储油罐内壁清理涂装机器人，包括机器人小车、机械臂、喷枪组件；所述机械臂固定设置在机器人小车上部；所述喷枪组件固定设置在机械臂端部；

所述机器人小车包括车体、车轮组合、顶板、本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器；所述车轮组合活动与车体连接；所述本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器设置在车体上，所述顶板活动设置在车体上部；所述车体为机器人小车基础件，用于安装、固定机器人小车的其它部件；所述车轮组合用于支持机器人小车的行走、转向；所述顶板为机械臂的安装基础件，顶板与车体为活动连接；所述本地控制器为储油罐内壁清理涂装机器人的核心控制器，其上行与控制台连接，下行与储油罐内壁清理涂装机器人的各执行元件、及传感器连接，起着储油罐内壁清理涂装机器人的通信连接、姿态控制、运动控制的作用。

所述机械臂包括A轴、B轴、C轴、D轴、E轴、F轴，以上各轴顺序连接，构成机械臂；其中：A轴、E轴为Z向旋转轴，B轴、C轴、D轴、F轴为X向旋转轴；所述机械臂通过以上各轴的配合，带动喷枪组件实现空间探测、储油罐内壁清理、储油罐内壁涂装作业。

所述喷枪组件包括喷枪连接块、喷枪延长臂、喷枪支架、传感器组件、喷枪；所述传感器组件、喷枪固定设置在喷枪支架上，喷枪支架固定设置在喷枪延长臂一端，喷枪延长臂另一端与喷枪连接块固定连接；喷枪连接块固定设置在F轴的端面；喷枪延长臂用于拓展储油罐内壁清理涂装机器人作业可达范围。

进一步的，所述喷枪为喷砂枪或喷涂枪；所述喷砂枪用于储油罐内壁清理，其工作介质为压缩空气、石英砂；所述喷涂枪用于储油罐内壁防腐涂装，其工作介质为压缩空气、防腐涂料，喷涂枪工作时的控制参数包括流量比、扇形比、雾化比，以上各参数根据实际涂装用涂料进行优化调整。

进一步的，所述机器人小车为差速转向式四轮车；所述辅助支撑为电动缸，其底部固定设置有真空吸盘，辅助支撑设置有四个；辅助支撑工作时，电动缸带动底部的真空吸盘向下运动，使真空吸盘吸附在储油罐内壁上，防止储油罐内壁清理涂装机器人在工作过程中因重心偏移而发生倾覆；所述自动配平装置为伺服电动缸，其一端与车体滑动铰接，另一端与顶板滑动铰接，自动配平装置设置有四个；当机器人小车的姿态传感器侦测到车体倾斜时，本地控制器控制四个自动配平装置协同动作，使顶板始终处于水平状态，以保证机械臂的安装基准在工作过程中的稳定性；所述防撞传感器为超声波测距传感器，其设置有六个，其中两个固定设置在车体头尾两端侧面，两个固定设置在车身两侧面，两个固定设置在顶板上板面；防撞传感器用于初步检测储油罐内部空间尺寸，防止储油罐内壁清理涂装机器人在储油罐内行走或作业时，与储油罐内壁发生碰撞；所述本地控制器包括姿态传感器，其用于机器人小车的姿态检测；本地控制器与车轮组合、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器电性连接，用于驱动车轮组合、辅助支撑、自动配平装置，及采集、处理防撞传感器的检测信号；所述机器人小车上还固定设置有若干集尘罩，集尘罩用于排出储油罐内壁清理涂装机器人在工作时产生的粉尘、烟雾，避免工作环境因粉尘、烟雾过大而影响高清摄像头、激光扫描仪的正常工作。

进一步的，所述机械臂的A轴、B轴、C轴、D轴、E轴、F轴均独立设置有伺服电机，伺服电机与本地控制器电性连接；本地控制器协调驱动A轴、B轴、C轴、D轴、E轴、F轴的伺服电机，使机械臂实现规划的空间运动。

进一步的，所述传感器组件包括防尘罩、高清摄像头、激光扫描仪、正压喷嘴；所述高清摄像头、激光扫描仪、正压喷嘴固定设置在防尘罩内；储油罐内壁清理涂装机器人工作时，正压喷嘴持续不断喷出压缩空气，使防尘罩内处于正压环境，防止粉尘、烟雾落在高清摄像头、激光扫描仪的视窗上，保证高清摄像头、激光扫描仪正常工作；所述高清摄像头、激光扫描仪与本地控制器电性连接；高清摄像头用于操作人员观察储油罐内情况，激光扫描仪用于扫描储油罐内部空间，生成储油罐内部空间的点云信息，点云信息经本地控制器传输到控制台，经控制台处理后，计算出储油罐内壁清理涂装机器人在储油罐内的空间位置，用于进一步计算出机器人小车行进路径规划、及机械臂的空间运动规划。

进一步的，所述机器人小车还包括拖曳缆，其包括电源缆、信号缆、压缩空气管路、真空管路、集尘管路、喷砂管路、涂料管路；所述电源缆、信号缆与本地控制器电性连接；所述压缩空气管路与传感器组件、喷砂枪或喷涂枪连接；所述真空管路与真空吸盘连接；所述集尘管路与集尘罩连接；所述喷砂管路与喷砂枪连接；所述涂料管路与喷涂枪连接。

进一步的，储油罐内壁清理涂装机器人还包括控制台、操作手柄、示教器；所述控制台通过电源缆、信号缆与本地控制器电性连接；所述操作手柄、示教器与控制台电性连接；所述控制台为储油罐内壁清理涂装机器人的控制核心，控制台根据本地控制器传输回的点云信息，计算出储油罐内壁清理涂装机器人在储油罐内的空间位置，并进一步计算出机器人小车行进路径规划、及机械臂的空间运动规划，将机器人小车行进路径规划、及机械臂的空间运动规划传输给本地控制器，由本地控制器驱动车轮组合、及A轴、B轴、C轴、D轴、E轴、F轴的伺服电机，实现储油罐内壁清理涂装机器人的小车行进、及机械臂的空间运动，完成储油罐内壁清理、内壁涂装作业；所述操作手柄用于人工介入操作；所述示教器用于人工生成储油罐内壁清理、内壁涂装的机器人小车行进路径规划、及机械臂的空间运动规划。

进一步的，所述车体上固定设置有配重块；配重块用于加重机器人小车车体的重量，降低储油罐内壁清理涂装机器人的重心，防止其在工作过程中因重心偏移而发生倾覆。

进一步的，所述传感器组件上还设置有辅助照明装置，辅助照明装置用于使高清摄像头采集的图像明亮，便于操作人员观察储油罐内情况。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开的一种储油罐内壁清理涂装机器人；包括机器人小车、机械臂、喷枪组件；所述机械臂固定设置在机器人小车上部；所述喷枪组件固定设置在机械臂端部；所述机器人小车包括车体、车轮组合、顶板、本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器；所述车轮组合与车体活动连接，所述本地控制器、辅助支撑、自动配平装置、防撞传感器设置在车体上，所述顶板活动设置在车体上部；所述喷枪组件包括喷枪连接块、喷枪延长臂、喷枪支架、传感器组件、喷枪；所述传感器组件、喷枪固定设置在喷枪支架上，喷枪支架固定设置在喷枪延长臂一端，喷枪延长臂另一端与喷枪连接块固定连接；喷枪连接块固定设置在机械臂的端部；本实用新型的储油罐内壁清理涂装机器人用于代替人工进行储油罐内壁清理、内壁涂装，避免了作业人员工作在极其恶劣的作业环境，因此每次作业时间极大得到延长，使得储油罐内壁清理、内壁涂装作业的周期、成本均得到大幅改善，同时也解决了对作业人员身体健康影响大的问题。

附图说明

图1为储油罐内壁清理涂装机器人外观示意图；

图2为机器人小车外观示意图；

图3为机械臂外观示意图；

图4为喷枪组件外观示意图；

图5为传感器组件外观示意图。

图中：1、机器人小车；1.1、车体；1.2、车轮组合；1.3、顶板；1.4、本地控制器；1.5、辅助支撑；1.6、自动配平装置；1.7、防撞传感器；2、机械臂；2.1、A轴；2.2、B轴；2.3、C轴；2.4、D轴；2.5、E轴；2.6、F轴；3、喷枪组件；3.1、喷枪连接块；3.2、喷枪延长臂；3.3、喷枪支架；3.4、传感器组件；3.4.1、防尘罩；3.4.2、高清摄像头；3.4.3、激光扫描仪；3.4.4、正压喷嘴；3.5、喷枪。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

一种储油罐内壁清理涂装机器人，包括机器人小车1、机械臂2、喷枪组件3；所述机械臂2固定设置在机器人小车1上部；所述喷枪组件3固定设置在机械臂2端部轴上；所述机器人小车1包括车体1.1、车轮组合1.2、顶板1.3、本地控制器1.4、辅助支撑1.5、自动配平装置1.6、防撞传感器1.7；所述车轮组合1.2活动与车体1.1连接；所述本地控制器1.4、辅助支撑1.5、自动配平装置1.6、防撞传感器1.7设置在车体1.1上，所述顶板1.3活动设置在车体1.1上部；所述机械臂2包括A轴2.1、B轴2.2、C轴2.3、D轴2.4、E轴2.5、F轴2.6，以上各轴顺序连接，构成机械臂2；其中：A轴2.1、E轴2.5为Z向旋转轴，B轴2.2、C轴2.3、D轴2.4、F轴2.6为X向旋转轴；

所述喷枪组件3包括喷枪连接块3.1、喷枪延长臂3.2、喷枪支架3.3、传感器组件3.4、喷枪3.5；所述传感器组件3.4、喷枪3.5固定设置在喷枪支架3.3上，喷枪支架3.3固定设置在喷枪延长臂3.2一端，喷枪延长臂3.2另一端与喷枪连接块3.1固定连接；喷枪连接块3.1固定设置在F轴2.6的端面；

所述喷枪3.5为喷砂枪或喷涂枪；

所述机器人小车1为差速转向式四轮车；所述辅助支撑1.5为电动缸，其底部设置有真空吸盘，辅助支撑1.5设置有若干个；所述自动配平装置1.6为电动缸，其一端与车体1.1滑动铰接，另一端与顶板1.3滑动铰接，自动配平装置1.6设置有若干个；所述防撞传感器1.7为超声波传感器，其设置有若干个，分别固定设置在车体1.1头尾两端侧面、及车身两侧面；所述本地控制器1.4包括姿态传感器，本地控制器1.4与车轮组合1.2、辅助支撑1.5、自动配平装置1.6、防撞传感器1.7电性连接；所述机器人小车1上还固定设置有若干集尘罩；

所述机械臂2的A轴2.1、B轴2.2、C轴2.3、D轴2.4、E轴2.5、F轴2.6均独立设置有伺服电机，伺服电机与本地控制器1.4电性连接；

所述传感器组件3.4包括防尘罩3.4.1、高清摄像头3.4.2、激光扫描仪3.4.3、正压喷嘴3.4.4；所述高清摄像头3.4.2、激光扫描仪3.4.3、正压喷嘴3.4.4固定设置在防尘罩3.4.1内；所述高清摄像头3.4.2、激光扫描仪3.4.3与本地控制器1.4电性连接；

所述机器人小车1还包括拖曳缆，其包括电源缆、信号缆、压缩空气管路、真空管路、集尘管路、喷砂管路、涂料管路；所述电源缆、信号缆与本地控制器1.4电性连接；所述压缩空气管路与传感器组件3.4、喷砂枪或喷涂枪连接；所述真空管路与真空吸盘连接；所述集尘管路与集尘罩连接；所述喷砂管路与喷砂枪连接；所述涂料管路与喷涂枪连接；

储油罐内壁清理涂装机器人还包括控制台、操作手柄、示教器；所述控制台通过电源缆、信号缆与本地控制器1.4电性连接；所述操作手柄、示教器与控制台电性连接；

所述车体1.1上固定设置有配重块，所述传感器组件3.4上还设置有辅助照明装置。

储油罐内壁清理涂装机器人在工作前为折叠状态，通过储油罐人孔吊入储油罐内；储油罐内壁清理涂装机器人接到控制台发出的启动命令后，首先使用防撞传感器1.7检测储油罐空间大小，然后根据防撞传感器1.7检测结果，在储油罐展开，进行后续作业。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims

1.一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：包括机器人小车（1）、机械臂（2）、喷枪组件（3）；所述机械臂（2）固定设置在机器人小车（1）上部；所述喷枪组件（3）固定设置在机械臂（2）端部；

所述机器人小车（1）包括车体（1.1）、车轮组合（1.2）、顶板（1.3）、本地控制器（1.4）、辅助支撑（1.5）、自动配平装置（1.6）、防撞传感器（1.7）；所述车轮组合（1.2）活动与车体（1.1）连接；所述本地控制器（1.4）、辅助支撑（1.5）、自动配平装置（1.6）、防撞传感器（1.7）设置在车体（1.1）上，所述顶板（1.3）活动设置在车体（1.1）上部；

所述机械臂（2）包括A轴（2.1）、B轴（2.2）、C轴（2.3）、D轴（2.4）、E轴（2.5）、F轴（2.6），以上各轴顺序连接，构成机械臂（2）；其中：A轴（2.1）、E轴（2.5）为Z向旋转轴，B轴（2.2）、C轴（2.3）、D轴（2.4）、F轴（2.6）为X向旋转轴；

所述喷枪组件（3）包括喷枪连接块（3.1）、喷枪延长臂（3.2）、喷枪支架（3.3）、传感器组件（3.4）、喷枪（3.5）；所述传感器组件（3.4）、喷枪（3.5）固定设置在喷枪支架（3.3）上，喷枪支架（3.3）固定设置在喷枪延长臂（3.2）一端，喷枪延长臂（3.2）另一端与喷枪连接块（3.1）固定连接；喷枪连接块（3.1）固定设置在F轴（2.6）的端面。

2.根据权利要求1所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述喷枪（3.5）为喷砂枪或喷涂枪。

3.根据权利要求2所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述机器人小车（1）为差速转向式四轮车；所述辅助支撑（1.5）为电动缸，其底部设置有真空吸盘，辅助支撑（1.5）设置有若干个；所述自动配平装置（1.6）为电动缸，设置有若干个，其一端与车体（1.1）滑动铰接，另一端与顶板（1.3）滑动铰接；所述防撞传感器（1.7）为超声波传感器，设置有若干个，其分别固定设置在车体（1.1）头尾两端侧面、车身两侧面、及顶板（1.3）上板面；所述本地控制器（1.4）包括姿态传感器；本地控制器（1.4）与车轮组合（1.2）、辅助支撑（1.5）、自动配平装置（1.6）、防撞传感器（1.7）电性连接；所述机器人小车（1）上还固定设置有若干集尘罩。

4.根据权利要求3所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述机械臂（2）的A轴（2.1）、B轴（2.2）、C轴（2.3）、D轴（2.4）、E轴（2.5）、F轴（2.6）均独立设置有伺服电机，伺服电机与本地控制器（1.4）电性连接。

5.根据权利要求4所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述传感器组件（3.4）包括防尘罩（3.4.1）、高清摄像头（3.4.2）、激光扫描仪（3.4.3）、正压喷嘴（3.4.4）；所述高清摄像头（3.4.2）、激光扫描仪（3.4.3）、正压喷嘴（3.4.4）固定设置在防尘罩（3.4.1）内；所述高清摄像头（3.4.2）、激光扫描仪（3.4.3）与本地控制器（1.4）电性连接。

6.根据权利要求5所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述机器人小车（1）还包括拖曳缆，其包括电源缆、信号缆、压缩空气管路、真空管路、集尘管路、喷砂管路、涂料管路；所述电源缆、信号缆与本地控制器（1.4）电性连接；所述压缩空气管路与传感器组件（3.4）、喷砂枪或喷涂枪连接；所述真空管路与真空吸盘连接；所述集尘管路与集尘罩连接；所述喷砂管路与喷砂枪连接；所述涂料管路与喷涂枪连接；所述拖曳缆设置有保护拖链。

7.根据权利要求6所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：还包括控制台、操作手柄、示教器；所述控制台通过电源缆、信号缆与本地控制器（1.4）电性连接；所述操作手柄、示教器与控制台电性连接。

8.根据权利要求7所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述车体（1.1）上固定设置有配重块。

9.根据权利要求8所述一种储油罐内壁清理涂装机器人，其特征是：所述传感器组件（3.4）上还设置有辅助照明装置。