CN219925614U - 小口径管内打磨除锈机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道内壁打磨领域，具体为小口径管内打磨除锈机器人，包括用于对管道内壁进行打磨除锈的打磨机构和用于带动打磨机构进行轴向摆动的摆动机构，打磨机构安装在机座的端部，摆动机构安装在机座内部。本实用新型利用机座带动打磨机构在管道内部行进，且行进时利用打磨头进行打磨内壁，当内壁上的锈迹面积变大厚度变厚时，则打磨头受到的阻力变大，检测开关检测到阻力变大后控制摆动气缸启动，从而带动打磨轮和打磨头在轴向往复运动，配合主轴本身的旋转打磨动力，从而使锈迹受到快速的往复打磨，提高了打磨效果，同时产生的往复震动也能提高粉尘的扬起，再通过排尘管将粉尘抽离，避免粉尘影响后续的打磨。

Description

小口径管内打磨除锈机器人

技术领域

本实用新型涉及管道内壁打磨领域，特别是涉及小口径管内打磨除锈机器人。

背景技术

高强度、大直径、厚壁不锈钢弯管是工业设备的重要部件，特别是在石油化工和核电领域有着广泛的应用。现有弯管工艺主要是，压弯、推弯、绕弯等，采用这些弯管工艺方案弯制的管坯都不可避免在弯管段有较大的双向压应力，所以容易导致弯管段，壁厚不均，甚至内弧段存在起皱现象。根据管道的设计要求，对管道的壁厚有较高要求，且内壁要求光滑。

对比公开号为CN209831259U的中国实用新型公开了一种小口径管内打磨除锈装置，其通过行进部件带动周向旋转打磨的钢丝刷，对管道内部进行打磨。

但是通过对比相关领域的现有技术后可知，钢丝刷对稍微轻微的锈迹或杂质去除效果尚可，但是在对过长的小口径管道内壁进行处理时，无法预知内部环境的具体状态，且在遇到面积过大或厚度过大的锈迹时，单纯使用钢丝刷无法起到有效的打磨效果，同时打磨效率不高，而通过打磨盘处理时，遇到此类情况也有可能发生卡死的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供小口径管内打磨除锈机器人。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

小口径管内打磨除锈机器人，包括用于安装固定的机座和用于带动设备在管内进行移动的行走机构，所述行走机构安装在所述机座外圆面上，还包括用于对管道内壁进行打磨除锈的打磨机构和用于带动所述打磨机构进行轴向摆动的摆动机构，所述打磨机构安装在所述机座的端部，且所述行走机构和所述打磨机构之间位于所述机座外部安装有隔绝粉尘的防尘罩，所述摆动机构安装在所述机座内部，所述机座上远离所述打磨机构一侧安装有用于传输粉尘和电力的外接管；

所述打磨机构包括打磨电机，所述打磨电机通过支架安装固定在所述机座内部，所述打磨电机的转子上安装有动力座，所述打磨电机的转子一端为前端，所述动力座上连接有动力轴，所述动力座内部通过检测组件连接所述动力轴，所述动力轴的前端连接有主轴，所述动力轴通过花键滑动连接所述主轴，所述主轴的前端安装有打磨轮，所述打磨轮外圆面上均匀安装有若干个打磨头，所述主轴外部卡接有摆动机构的动力连接架，所述动力连接架转动连接所述主轴，所述动力连接架另一端连接位于所述打磨电机后侧的摆动气缸。

优选的：所述检测组件包括第一挤压块、第二挤压块、挤压弹簧、检测开关，两个所述第一挤压块对称安装在所述动力座的内壁上，两个所述第二挤压块对称安装在所述动力轴的外圆面上，所述第一挤压块和所述第一挤压块之间夹角为90度，且所述第一挤压块和所述第二挤压块之间安装有挤压弹簧，所述挤压弹簧内侧安装有用于检测压力的检测开关。

如此设置，当所述打磨电机启动时，所述打磨电机通过所述动力座将动力先传递给所述第一挤压块和所述第二挤压块之间的挤压弹簧上，待所述挤压弹簧被挤压后，扭力才能传输到所述动力轴上，进而通过所述主轴传递到所述打磨轮上，带动所述打磨头旋转对管道内壁进行打磨，此时若管道内壁的锈迹面积过大或过厚时，所述打磨头受到的反向阻力增加，传递到所述打磨头和所述打磨轮上则为阻力增加，则所述第一挤压块和所述第二挤压块之间的相对作用力增加，此时所述打磨电机的动力不变，则所述第一挤压块和所述第二挤压块对所述挤压弹簧的挤压力变大，所述检测开关被相互挤压的力度挤压触发，从而控制所述摆动气缸启动，使所述摆动气缸带动所述动力连接架轴向摆动。

优选的：所述主轴轴向滑动连接所述动力轴，所述主轴外圆面上成型有配合所述动力连接架的凹槽，所述动力轴滑动连接在所述主轴部分上成型有配合花键 ，所述主轴内部成型有配合所述动力轴和所述配合花键的配合花键槽。

如此设置，所述主轴上的槽用于卡接所述动力连接架，从而使所述动力连接架能够带动所述主轴轴向移动，且同时所述主轴能在所述动力连接架内侧转动。

优选的：所述动力连接架分为卡接部和连接部，所述连接部贯穿所述机座和所述打磨电机之间的缝隙连接所述摆动气缸，所述卡接部连接所述主轴外圆面上的槽，且所述卡接部转动连接所述主轴。

如此设置，所述摆动气缸通过所述动力连接架将摆动的动力传输到所述主轴上。

优选的：所述打磨头通过螺钉连接所述打磨轮，所述打磨轮通过螺栓连接所述主轴。

如此设置，所述打磨头通过螺钉方便更换和安装。

优选的：所述防尘罩材质为橡胶。

如此设置，利用所述防尘罩的弹性结构，适应管道内壁，有效隔绝粉尘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

利用机座带动打磨机构在管道内部行进，且行进时利用打磨头进行打磨内壁，当内壁上的锈迹面积变大厚度变厚时，则打磨头受到的阻力变大，检测开关检测到阻力变大后控制摆动气缸启动，从而带动打磨轮和打磨头在轴向往复运动，配合主轴本身的旋转打磨动力，从而使锈迹受到快速的往复打磨，提高了打磨效果，同时产生的往复震动也能提高粉尘的扬起，再通过排尘管将粉尘抽离，避免粉尘影响后续的打磨。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的结构示意图；

图2是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的机座内部结构示意图；

图3是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的打磨机构第一轴测图；

图4是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的打磨机构第二轴测图；

图5是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的配合花键结构示意图；

图6是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的动力座第一内部结构示意图；

图7是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的动力座第二内部结构示意图；

图8是本实用新型所述小口径管内打磨除锈机器人的行走机构主视图。

附图标记说明如下：

1、机座；2、外接管；3、行走机构；4、防尘罩；5、打磨机构；6、摆动机构；11、中心隔板；21、排尘管；31、履带组件；32、行走电机；33、支撑摆臂；34、调节摆臂；35、中心调节架；36、调节螺杆；37、调节电机；51、打磨轮；52、主轴；53、动力轴；54、动力座；55、打磨电机；56、打磨头；521、配合花键；522、配合花键槽；531、第一挤压块；532、第二挤压块；533、挤压弹簧；534、检测开关；61、动力连接架；62、摆动气缸。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-图8所示，小口径管内打磨除锈机器人，包括用于安装固定的机座1和用于带动设备在管内进行移动的行走机构3，行走机构3安装在机座1外圆面上，还包括用于对管道内壁进行打磨除锈的打磨机构5和用于带动打磨机构5进行轴向摆动的摆动机构6，打磨机构5安装在机座1的端部，且行走机构3和打磨机构5之间位于机座1外部安装有隔绝粉尘的防尘罩4，摆动机构6安装在机座1内部，机座1上远离打磨机构5一侧安装有用于传输粉尘和电力的外接管2；

打磨机构5包括打磨电机55，打磨电机55通过支架安装固定在机座1内部，打磨电机55的转子上安装有动力座54，打磨电机55的转子一端为前端，动力座54上连接有动力轴53，动力座54内部通过检测组件连接动力轴53，动力轴53的前端连接有主轴52，动力轴53通过花键滑动连接主轴52，主轴52的前端安装有打磨轮51，打磨轮51外圆面上均匀安装有若干个打磨头56，主轴52外部卡接有摆动机构6的动力连接架61，动力连接架61转动连接主轴52，动力连接架61另一端连接位于打磨电机55后侧的摆动气缸62。

在本实施例中：检测组件包括第一挤压块531、第二挤压块532、挤压弹簧533、检测开关534，两个第一挤压块531对称安装在动力座54的内壁上，两个第二挤压块532对称安装在动力轴53的外圆面上，第一挤压块531和第一挤压块531之间夹角为90度，且第一挤压块531和第二挤压块532之间安装有挤压弹簧533，挤压弹簧533内侧安装有用于检测压力的检测开关534，当打磨电机55启动时，打磨电机55通过动力座54将动力先传递给第一挤压块531和第二挤压块532之间的挤压弹簧533上，待挤压弹簧533被挤压后，扭力才能传输到动力轴53上，进而通过主轴52传递到打磨轮51上，带动打磨头56旋转对管道内壁进行打磨，此时若管道内壁的锈迹面积过大或过厚时，打磨头56受到的反向阻力增加，传递到打磨头56和打磨轮51上则为阻力增加，则第一挤压块531和第二挤压块532之间的相对作用力增加，此时打磨电机55的动力不变，则第一挤压块531和第二挤压块532对挤压弹簧533的挤压力变大，检测开关534被相互挤压的力度挤压触发，从而控制摆动气缸62启动，使摆动气缸62带动动力连接架61轴向摆动。

在本实施例中：主轴52轴向滑动连接动力轴53，主轴52外圆面上成型有配合动力连接架61的凹槽，动力轴53滑动连接在主轴52部分上成型有配合花键521 ，主轴52内部成型有配合动力轴53和配合花键521的配合花键槽522，主轴52上的槽用于卡接动力连接架61，从而使动力连接架61能够带动主轴52轴向移动，且同时主轴52能在动力连接架61内侧转动。

在本实施例中：动力连接架61分为卡接部和连接部，连接部贯穿机座1和打磨电机55之间的缝隙连接摆动气缸62，卡接部连接主轴52外圆面上的槽，且卡接部转动连接主轴52，摆动气缸62通过动力连接架61将摆动的动力传输到主轴52上。

在本实施例中：打磨头56通过螺钉连接打磨轮51，打磨轮51通过螺栓连接主轴52，打磨头56通过螺钉方便更换和安装。

在本实施例中：防尘罩4材质为橡胶，利用防尘罩4的弹性结构，适应管道内壁，有效隔绝粉尘。

在本实施例中，如图8所示，行走机构3包括三个履带组件31，且三个履带组件31均匀分布在机座1外部，履带组件31通过支撑摆臂33连接在机座1的外侧，同时机座1的一端连接有调节摆臂34，调节摆臂34连接有中心调节架35，中心调节架35为三棱结构，中心调节架35中心部分分通过螺纹连接有调节螺杆36，且棱边贯穿机座1通过销轴连接调节摆臂34，调节螺杆36动力端连接有调节电机37，调节电机37通过螺栓固定在机座1内部，履带组件31上安装有行走电机32，则调节电机37带动调节螺杆36旋转，调节螺杆36配合中心调节架35使中心调节架35调节位置，从而使中心调节架35通过调节摆臂34带动履带组件31撑开调节相对位置，从而使装置整体能够支撑在管道内部，同时利用行走电机32带动履带组件31使装置整体在管道内部行走。

工作原理：如图1和图2所示，先根据管道内部的大小，预调节中心调节架35的位置，从而将装置放置在管道内部，再次控制调节电机37带动调节螺杆36（行走机构3为现有技术中常见的管道机器人的行走结构，并不赘述其具体的工作原理），使履带组件31将装置支撑在管道内部，然后启动打磨电机55；

如图2到图7所示，启动打磨电机55后，打磨电机55将扭力通过动力座54传输到动力座54内部的第一挤压块531上，第一挤压块531的主动扭力配合第二挤压块532，待挤压弹簧533被挤压后，扭力才能传输到动力轴53上，进而通过主轴52传递到打磨轮51上，带动打磨头56旋转对管道内壁进行打磨；

且此时因为打磨头56在打磨时具有一定的阻力，则挤压弹簧533始终受到两个力的挤压，而当打磨头56在打磨过程中，突然遇到大面积的锈迹或大厚度的锈迹时，打磨头56受到的摩擦力增大，则反向传递给主轴52、动力轴53上的阻力也增大，则第一挤压块531和第二挤压块532之间的相对作用力增加，此时打磨电机55的动力不变，则第一挤压块531和第二挤压块532对挤压弹簧533的挤压力变大，检测开关534被相互挤压的大力度挤压触发，从而控制摆动气缸62启动，使摆动气缸62带动动力连接架61轴向摆动，此时动力连接架61带动主轴52和打磨轮51进行往复摆动，配合打磨轮51本身受到的旋转动力，此时打磨轮51带动打磨头56在此区域内进行快速的轴向摆动和周向旋转，类似“∞”型轨迹，提高了对区域内锈迹的打磨效果，同时避免摩擦力过大造成打磨头56卡死的现象，且在摆动的同时产生振荡，将打磨下的粉尘进行扬起，排尘管21通过外接管2连接外部气泵（未画出），从而提高排尘管21处对粉尘的回收。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.小口径管内打磨除锈机器人，包括用于安装固定的机座（1）和用于带动设备在管内进行移动的行走机构（3），所述行走机构（3）安装在所述机座（1）外圆面上，其特征在于：还包括用于对管道内壁进行打磨除锈的打磨机构（5）和用于带动所述打磨机构（5）进行轴向摆动的摆动机构（6），所述打磨机构（5）安装在所述机座（1）的端部，且所述行走机构（3）和所述打磨机构（5）之间位于所述机座（1）外部安装有隔绝粉尘的防尘罩（4），所述摆动机构（6）安装在所述机座（1）内部，所述机座（1）上远离所述打磨机构（5）一侧安装有用于传输粉尘和电力的外接管（2）；

所述打磨机构（5）包括打磨电机（55），所述打磨电机（55）通过支架安装固定在所述机座（1）内部，所述打磨电机（55）的转子上安装有动力座（54），所述打磨电机（55）的转子一端为前端，所述动力座（54）上连接有动力轴（53），所述动力座（54）内部通过检测组件连接所述动力轴（53），所述动力轴（53）的前端连接有主轴（52），所述动力轴（53）通过花键滑动连接所述主轴（52），所述主轴（52）的前端安装有打磨轮（51），所述打磨轮（51）外圆面上均匀安装有若干个打磨头（56），所述主轴（52）外部卡接有摆动机构（6）的动力连接架（61），所述动力连接架（61）转动连接所述主轴（52），所述动力连接架（61）另一端连接位于所述打磨电机（55）后侧的摆动气缸（62）。

2.根据权利要求1所述的小口径管内打磨除锈机器人，其特征在于：所述检测组件包括第一挤压块（531）、第二挤压块（532）、挤压弹簧（533）、检测开关（534），两个所述第一挤压块（531）对称安装在所述动力座（54）的内壁上，两个所述第二挤压块（532）对称安装在所述动力轴（53）的外圆面上，所述第一挤压块（531）和所述第一挤压块（531）之间夹角为90度，且所述第一挤压块（531）和所述第二挤压块（532）之间安装有挤压弹簧（533），所述挤压弹簧（533）内侧安装有用于检测压力的检测开关（534）。

3.根据权利要求1所述的小口径管内打磨除锈机器人，其特征在于：所述主轴（52）轴向滑动连接所述动力轴（53），所述主轴（52）外圆面上成型有配合所述动力连接架（61）的凹槽，所述动力轴（53）滑动连接在所述主轴（52）部分上成型有配合花键（521） ，所述主轴（52）内部成型有配合所述动力轴（53）和所述配合花键（521）的配合花键槽（522） 。

4.根据权利要求3所述的小口径管内打磨除锈机器人，其特征在于：所述动力连接架（61）分为卡接部和连接部，所述连接部贯穿所述机座（1）和所述打磨电机（55）之间的缝隙连接所述摆动气缸（62），所述卡接部连接所述主轴（52）外圆面上的槽，且所述卡接部转动连接所述主轴（52）。

5.根据权利要求1所述的小口径管内打磨除锈机器人，其特征在于：所述打磨头（56）通过螺钉连接所述打磨轮（51），所述打磨轮（51）通过螺栓连接所述主轴（52）。

6.根据权利要求1所述的小口径管内打磨除锈机器人，其特征在于：所述防尘罩（4）材质为橡胶。