CN219077335U - 一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，包括底盘、清洗组件、检测组件、行进组件和吸附组件，清洗组件、检测组件、行进组件和吸附组件均安装于底盘，底盘中间处设有挖空部，清洗组件包括疏通毛刷和清洗剂喷头，疏通毛刷和清洗剂喷头均可在挖空部所在平面范围内或与挖空部所在平面平行的平面内移动且疏通毛刷可穿过挖空部所在平面范围，检测组件包括摄像头，摄像头可在与挖空部所在平面平行的平面内移动，行进组件可带动底盘移动，吸附组件可将底盘吸附于壁面。本实用新型适用于真空吸附行走进行柔性清洗，能很好地满足发电机定子孔洞清洗的作业需求。

Description

一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人

技术领域

本实用新型涉及定子清洗工具技术领域，尤其是涉及一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人。

背景技术

在对水电站的水轮发电机组进行完整检修时会把转子抽出，使用电气清洗剂对定子绕组进行化学清洗，需要清洗区域为定子上下端以及槽钢与硅钢片之间的通风孔洞，检修可以保证水轮发电机组的散热，避免出现杂物堵塞通风孔等问题，有助提高发电机的工作效率并降低故障发生的风险。

现有的针对发电机定子清洗的清洗工具多采用依靠高压气体的喷气式、喷雾式和喷砂式喷头结构，而这种结构存在着较多的缺点，如喷气式清洗工具体积较大，不易操作；喷雾式具有高温对绝缘伤害严重的缺点，并且会使铁芯受潮；喷砂式可能造成铁芯损坏及清洗介质难以清除等问题。除此之外现有的清洗工具只适用于人工清洗方式，而人工清洗方式又有较多缺点如人工清洗人员用量庞大，自动化水平不高，面临用工短缺问题；使用的电气清洗剂对人体有健康危害，为减少对作业人员健康的影响需多次交班，在潮湿易滑的作业环境下容易诱发意外，同时导致清洗效率低下，无法兼顾人员健康安全及清洗效率。

综上所述，人工清洗的方式存在较多缺点，现有的定子自动清洗工具又存在局限性，不能很好地满足发电机定子孔洞清洗的作业需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，适用于真空吸附行走进行柔性清洗，能很好地满足发电机定子孔洞清洗的作业需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，包括底盘、清洗组件、检测组件、行进组件和吸附组件，所述清洗组件、检测组件、行进组件和吸附组件均安装于底盘，所述底盘中间处设有挖空部，所述清洗组件包括疏通毛刷和清洗剂喷头，所述疏通毛刷和清洗剂喷头均可在挖空部所在平面范围内或与挖空部所在平面平行的平面内移动且疏通毛刷可穿过挖空部所在平面范围，所述检测组件包括摄像头，所述摄像头可在与挖空部所在平面平行的平面内移动，所述行进组件可带动底盘移动，所述吸附组件可将底盘吸附于壁面。

所述底盘包括位于挖空部两侧的安装板，所述清洗组件和检测组件分别安装于两个安装板且清洗组件和检测组件在挖空部两侧对称布置，所述清洗组件和检测组件均安装于底盘的正面，所述行进组件和吸附组件安装于底盘的背面。

所述清洗组件包括大臂舵机一、大臂一、小臂舵机一、小臂一、电机一、齿轮、齿条，所述大臂舵机一安装于安装板，所述大臂舵机一可带动大臂一旋转，所述小臂舵机一固定安装于大臂一，所述小臂舵机一可带动小臂一旋转，所述电机一、齿条均安装于小臂一，所述电机一的输出端连接齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条下端固定连接疏通毛刷，电机一可带动疏通毛刷进出挖空部所在平面范围，所述清洗剂喷头固定安装于小臂一。

所述检测组件包括大臂舵机二、大臂二、小臂舵机二、小臂二，所述大臂舵机二安装于安装板，大臂舵机二可带动大臂二旋转，所述小臂舵机二固定安装于大臂二，小臂舵机二可带动小臂二旋转，所述摄像头固定安装于小臂二。

所述底盘的正面外边缘设有凸出的凸台。

所述底盘的背面两侧边缘设有滚筒毛刷。

所述吸附组件包括若干个海绵吸盘，所述海绵吸盘对称分布在挖空部两侧的安装板背面。

所述行进组件包括电机二、转轮支架、电机三、轮子，所述电机二安装于安装板正面，所述转轮支架包括与电机二输出端相连的支架轴，所述电机三安装于转轮支架，所述电机三输出可带动轮子旋转。

所述底盘的背面两侧边缘设有滚筒毛刷，所述行进组件位于滚筒毛刷和吸附组件之间。

所述清洗剂喷头位于疏通毛刷的外围两侧。

本实用新型的有益效果是：利用二自由度机械臂对孔洞进行检测和清洗，使用海绵吸附和轮子在壁面的吸附行走，使得壁面孔洞的清洗更加方便快捷，结构简单，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型的正面立体图；

图2为本实用新型的背面立体图；

图3为本实用新型的清洗组件的立体图；

图4为本实用新型的检测组件的立体图；

图5为本实用新型的行进组件的立体图。

图中：底盘1、安装板11、挖空部12、凸台13、清洗组件2、大臂舵机一21、大臂一22、小臂舵机一23、小臂一24、电机一25、齿轮26、齿条27、疏通毛刷28、清洗剂喷头29、检测组件3、大臂舵机二31、大臂二32、小臂舵机二33、小臂二34、摄像头35、行进组件4、电机二41、支架轴42、转轮支架43、电机三44、轮子45、吸附组件5、滚筒毛刷6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1～图5所示，一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，包括底盘1、清洗组件2、检测组件3、行进组件4和吸附组件5，所述清洗组件2、检测组件3、行进组件4和吸附组件5均安装于底盘1。

参照图1、图2，底盘1为十字形，底盘1中间处设有挖空部12，挖空部12两侧为安装板11，挖空部12即清洗工作区，清洗工作均在挖空部12范围内完成。挖空部12为方形，两侧的安装板11也为方形。

参照图1，所述底盘1的正面外边缘设有凸出的凸台13，凸台13高于安装板11，凸台13可防止清洗组件2、检测组件3受到碰撞之后装置脱离底盘1所在范围。

参照图1、图2，所述清洗组件2和检测组件3分别安装于两个安装板11且清洗组件2和检测组件3在挖空部12两侧对称布置，所述清洗组件2和检测组件3均安装于底盘1的正面且靠近挖空部12，所述行进组件4和吸附组件5安装于底盘1的背面。

参照图1、图2，所述底盘1的背面两侧边缘设有滚筒毛刷6。滚筒毛刷8通过其自身相连的电机控制转动，实现定子壁面表面的清洁。

参照图2，所述吸附组件5包括若干个海绵吸盘，所述海绵吸盘对称分布在挖空部12两侧的安装板11背面，以提供吸附移动所需要的吸附力。海绵吸盘共有6套，每侧分布3个。海绵吸盘是用目前市面上已有成熟的产品，工作原理是纳米吸盘上附一层海绵，吸盘依靠其孔洞形成真空进行吸附，海绵能保证它的密封性，能适应凹凸不平的面。

参照图5，所述行进组件4包括电机二41、转轮支架43、电机三44、轮子45，所述电机二41安装于安装板11正面，所述转轮支架43包括与电机二41输出端相连的支架轴42，轮子45部分位于转轮支架43内，所述电机三44安装于转轮支架43，所述电机三44输出可带动轮子45旋转。电机二41用于转轮支架43轴向方向的转动，电机三44用于轮子45的转动。所述行进组件4可带动底盘1移动，所述吸附组件5可将底盘1吸附于壁面。

参照图1、图2，所述行进组件4共有8套且对称分布，可保证在平面的各个方向上进行移动。行进组件4位于滚筒毛刷6和吸附组件5之间。海绵吸盘不断进行真空吸附，两边8个轮子45可以转动并且可以调节方向，从而实现吸附行进。

本实施例中，清洗组件2、检测组件3、行进组件4、吸附组件5、滚筒毛刷6均对称布局，有利于整体配重，使得吸附行进稳定可靠。

参照图3，所述清洗组件2包括大臂舵机一21、大臂一22、小臂舵机一23、小臂一24、电机一25、齿轮26、齿条27、疏通毛刷28和清洗剂喷头29，电机一25采用步进电机，所述大臂舵机一21安装于安装板11，所述大臂舵机一21的输出轴与大臂一22一端固定连接，大臂舵机一21可带动大臂一22旋转，所述小臂舵机一23固定安装于大臂一22的另一端的通孔内，所述小臂舵机一23的输出轴与小臂一24一端固定连接，小臂舵机一23可带动小臂一24旋转，所述电机一25、齿条27均安装于小臂一24，小臂一24的末端开有通槽，齿条27与通槽活动连接，所述电机一25的输出端连接齿轮26，所述齿轮26与齿条27啮合构成齿轮齿条传动，所述齿条27下端固定连接疏通毛刷28，电机一25可带动疏通毛刷28进出挖空部12所在平面范围，两个清洗剂喷头29固定安装于小臂一24末端下表面，具体为所述清洗剂喷头29位于疏通毛刷28的外围两侧。清洗剂喷头29可以喷出清洗剂，配合疏通毛刷28进行清洗。

参照图1，所述疏通毛刷28和清洗剂喷头29均可在挖空部12所在平面范围内或与挖空部12所在平面平行的平面内移动且疏通毛刷28可穿过挖空部12所在平面范围，处于挖空部12所在平面范围内特指疏通毛刷28和清洗剂喷头29的所处高度刚好与挖空部12所在平面范围存在重合，处于与挖空部12所在平面平行的平面特指疏通毛刷28和清洗剂喷头29的所处高度高于挖空部12所在平面范围。

采用二自由度摇臂机构，通过大臂舵机一21和小臂舵机一23的转动，大臂一22和小臂一24能够根据需要调整清洗组件的小臂一24的末端位置，进而使清洗剂喷头29和疏通毛刷28对准等待清洗的孔位。通过电机一25使齿轮26转动，齿条27带动疏通毛刷28实现进给，进而疏通等待清洗的孔位。

参照图4，所述检测组件3包括大臂舵机二31、大臂二32、小臂舵机二33、小臂二34、摄像头35，所述大臂舵机二31安装于安装板11，大臂舵机二31的输出轴与大臂二32一端固定连接，大臂舵机二31可带动大臂二32旋转，所述小臂舵机二33固定安装于大臂二32另一端的通孔内，小臂舵机二33的输出轴与小臂二342一端固定连接，小臂舵机二33可带动小臂二34旋转，所述摄像头35固定安装于小臂二34的另一端下表面。采用二自由度摇臂机构，通过大臂舵机二31和小臂舵机二33，大臂二32和小臂二34能够根据需要调整小臂二34的末端位置，进而使摄像头35对准需要检测的孔位，以确定孔洞位置。

参照图1，所述摄像头35可在与挖空部12所在平面平行的平面内移动，该处的与挖空部12所在平面平行的平面特指摄像头35的所处高度高于挖空部12所在平面范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：包括底盘(1)、清洗组件(2)、检测组件(3)、行进组件(4)和吸附组件(5)，所述清洗组件(2)、检测组件(3)、行进组件(4)和吸附组件(5)均安装于底盘(1)，所述底盘(1)中间处设有挖空部(12)，所述清洗组件(2)包括疏通毛刷(28)和清洗剂喷头(29)，所述疏通毛刷(28)和清洗剂喷头(29)均可在挖空部(12)所在平面范围内或与挖空部(12)所在平面平行的平面内移动且疏通毛刷(28)可穿过挖空部(12)所在平面范围，所述检测组件(3)包括摄像头(35)，所述摄像头(35)可在与挖空部(12)所在平面平行的平面内移动，所述行进组件(4)可带动底盘(1)移动，所述吸附组件(5)可将底盘(1)吸附于壁面。

2.如权利要求1所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述底盘(1)包括位于挖空部(12)两侧的安装板(11)，所述清洗组件(2)和检测组件(3)分别安装于两个安装板(11)且清洗组件(2)和检测组件(3)在挖空部(12)两侧对称布置，所述清洗组件(2)和检测组件(3)均安装于底盘(1)的正面，所述行进组件(4)和吸附组件(5)安装于底盘(1)的背面。

3.如权利要求2所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述清洗组件(2)包括大臂舵机一(21)、大臂一(22)、小臂舵机一(23)、小臂一(24)、电机一(25)、齿轮(26)、齿条(27)，所述大臂舵机一(21)安装于安装板(11)，所述大臂舵机一(21)可带动大臂一(22)旋转，所述小臂舵机一(23)固定安装于大臂一(22)，所述小臂舵机一(23)可带动小臂一(24)旋转，所述电机一(25)、齿条(27)均安装于小臂一(24)，所述电机一(25)的输出端连接齿轮(26)，所述齿轮(26)与齿条(27)啮合，所述齿条(27)下端固定连接疏通毛刷(28)，电机一(25)可带动疏通毛刷(28)进出挖空部(12)所在平面范围，所述清洗剂喷头(29)固定安装于小臂一(24)。

4.如权利要求2所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述检测组件(3)包括大臂舵机二(31)、大臂二(32)、小臂舵机二(33)、小臂二(34)，所述大臂舵机二(31)安装于安装板(11)，大臂舵机二(31)可带动大臂二(32)旋转，所述小臂舵机二(33)固定安装于大臂二(32)，小臂舵机二(33)可带动小臂二(34)旋转，所述摄像头(35)固定安装于小臂二(34)。

5.如权利要求1所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述底盘(1)的正面外边缘设有凸出的凸台(13)。

6.如权利要求1所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述底盘(1)的背面两侧边缘设有滚筒毛刷(6)。

7.如权利要求2所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述吸附组件(5)包括若干个海绵吸盘，所述海绵吸盘对称分布在挖空部(12)两侧的安装板(11)背面。

8.如权利要求2所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述行进组件(4)包括电机二(41)、转轮支架(43)、电机三(44)、轮子(45)，所述电机二(41)安装于安装板(11)正面，所述转轮支架(43)包括与电机二(41)输出端相连的支架轴(42)，所述电机三(44)安装于转轮支架(43)，所述电机三(44)输出可带动轮子(45)旋转。

9.如权利要求1所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述底盘(1)的背面两侧边缘设有滚筒毛刷(6)，所述行进组件(4)位于滚筒毛刷(6)和吸附组件(5)之间。

10.如权利要求3所述一种用于发电机定子清洗的爬壁移动机器人，其特征在于：所述清洗剂喷头(29)位于疏通毛刷(28)的外围两侧。

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