一种异形爬升式烟囱清理机器人及清理方法技术

本发明专利技术涉及一种异形爬升式烟囱清理机器人，所述清理机器人包括清理机构，在清理机构的上部、下部分别通过可伸缩的螺杆连接有上层支撑机构、下层支撑机构，上层支撑机构的上部设有驱动控制系统；辅助机构包括辅助绳索，辅助绳索通过多个滑轮一端连接辅助升降电动机，另一端连接上层支撑机构,该驱动控制系统分别与上层支撑机构、清理机构、下层支撑机构、辅助升降电动机电连接；该机器人靠的是静摩擦力和烟囱内壁的支持力以克服整机重力从而使其能够上下运行，实现了大型烟囱内部清理工作的机械化、智能自动化作业，异形爬升式结构紧凑、安装方便。

A special type climbing chimney cleaning robot and cleaning method

The invention relates to a special-shaped climbing type chimney cleaning robot, the cleaning robot includes a cleaning mechanism, the upper and lower cleaning mechanism are respectively connected with the screw telescopic upper and lower supporting mechanism supporting mechanism, the upper upper support mechanism is provided with a drive control system; auxiliary mechanism including auxiliary rope, auxiliary auxiliary lifting rope connection the motor through a plurality of pulleys at one end, the other end is connected with the upper supporting mechanism, the drive control system is connected with the upper and lower supporting mechanism, a cleaning mechanism and supporting mechanism, auxiliary lifting electric mechanical and electrical connection; the robot is on the static friction and the chimney wall support force is used to overcome the gravity so that it can move up and down to achieve the mechanization and automation operation of large chimney internal cleanup, special-shaped climbing type compact structure, safety It is easy to install.

【技术实现步骤摘要】
一种异形爬升式烟囱清理机器人及清理方法
本专利技术涉及机械领域，尤其涉及一种异形爬升式烟囱清理机器人以及应用清理机器人进行烟囱清理的方法。
技术介绍
许多钢铁厂、发电厂、化工厂等企业在工业生产中产生大量的废气，这些废气都是通过烟囱将其排放出去，经过一段时间后烟囱内壁容易积攒灰尘及其他固体物，如果长时间不进行清理将会导致烟囱内部局部阻塞影响烟气的排放效率及烟囱的使用寿命，进而影响产品的生产效率。同时烟囱灰尘中含有大量的可再生物质，及时清理烟囱不仅可以提高生产效率，而且还可以回收再生物质使资源得到充分利用，有非常大的现实意义。目前烟囱的清理大多采用人工清理形式，而人工清理在高温情况下无法进行，必须等到烟囱温度降为常温后，工人穿戴工作服、防毒面具，携带除尘工具进入烟囱内部通过高空悬挂作业方式进行清扫。清灰过程中，工作的条件非常恶劣，严重危害清灰除垢工人的身体健康，而且效率很低。虽然目前也有相关专利介绍烟囱清理的机构，如使用高压水清理、喷射干冰等，然而清理过程中仍会出现清理不彻底、清理区域有限、效率低下等问题；并且由于大部分烟囱多为水泥混合结构，而现在大多清理装置在其上爬行时，多采用气吸附的方式与壁面接触，但是烟囱内壁表面附着有许多灰尘，而灰尘多为疏松物质，不利于清理装置的吸附稳定。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术实施例旨在提供一种方便清理的异形爬升式烟囱清理机器人。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种异形爬升式烟囱清理机器人，所述清理机器人包括清理机构，在清理机构的上部、下部分别通过可伸缩的螺杆连接有上层支撑机构、下层支撑机构，上层支撑机构的上部设有驱动控制系统；辅助机构包括辅助绳索，辅助绳索通过多个滑轮一端连接辅助升降电动机，另一端连接上层支撑机构；该驱动控制系统分别与上层支撑机构、清理机构、下层支撑机构、辅助升降电动机电连接；所述清理机构包括中央回转平台本体、设于中央回转平台本体四周的多个可伸缩清扫端；所述上层支撑机构包括上层支撑回转本体、设于上层支撑回转本体四周的多个可伸缩上层定位支撑腿；所述下层支撑机构包括下层支撑回转本体、设于下层支撑回转本体四周的多个可伸缩下层定位支撑腿；其中，该上层支撑回转本体、中央回转平台本体、下层支撑回转本体内部设有旋转马达。优选地，所述清理机构中，清扫端个数为3个，所述上层支撑机构中，上层定位支撑腿个数为3个，所述下层支撑机构中，下层定位支撑腿个数为3个；或者上述的清扫端、上层定位支撑腿、下层定位支撑腿的个数均为至少3个。优选地，所述清扫端包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的清扫轮，清扫轮上设有清扫电机；所述上层定位支撑腿包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的上层卡紧轮；所述下层定位支撑腿包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的下层卡紧轮；所述上层卡紧轮、清扫轮、下层卡紧轮上设有压力感应传感器。在另一实施例中，所述清扫端包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的清扫刷。进一步优选地，所述清理机构中的可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的清扫轮位于不同位置平面。优选地，该上层支撑机构中，在可伸缩液压缸及上层卡紧轮之间设置有球绞；该下层支撑机构中，在可伸缩液压缸及下层卡紧轮之间设置有球绞；该清理机构中，在可伸缩液压缸及清扫轮之间设有球绞。优选地，所述驱动控制系统内部设置有控制器及分别与控制器电连接的摄像头、照明装置、超声波检测装置，所述控制器分别与所述旋转马达、清扫电机、辅助升降电动机、压力感应传感器电连接。优选地，所述辅助绳索上还设置有旋转接头。本专利技术还涉及一种清理机器人进行烟囱清理的方法，包括：步骤1，在烟囱顶部安装辅助机构，将机器人主体在烟囱内部地面上组装完成，利用辅助机构将辅助绳索连接到机器人的上层支撑机构上；步骤2，连接工作完毕后，2.1下层支撑机构的可伸缩液压缸伸出、撑开，同时下层卡紧轮接触烟囱内壁并卡紧；2.2中层清理机构中的可伸缩液压缸伸出撑开，同时中央回转平台本体及清扫轮旋转清灰；2.3上层支撑机构的可伸缩液压缸伸出、撑开，同时上层卡紧轮接触烟囱内壁，上层支撑回转本体及上层卡紧轮旋转，这样利用摩擦力及反作用力会使上层支撑机构沿螺距方向上升一段距离；2.4上层支撑回转本体及上层卡紧轮旋转停止，上层卡紧轮卡紧，清理结构中的可伸缩液压缸缩回，下层支撑机构的可伸缩液压缸缩回同时下层支撑回转本体及下层卡紧轮旋转，下层支撑机构沿螺距方向上升相同距离，然后下层卡紧轮卡紧；2.5重复2.1-2.4，直至清扫至烟囱顶部；下降过程类似；其中每次上升/下降的垂直距离为清扫轮的工作宽度。在可选实施例中，该清理机器人进行烟囱清理的方法还包括：超声波检测装置实时监测上层支撑机构、下层支撑机构、清理机构的工作。本专利技术实施例的方法还包括通过驱动控制系统内部的摄像头监测清扫情况及机器人运行情况并将画面实时反馈给用户。用户可以是例如乙方操作人员及甲方。本专利技术实施例的方法还包括可伸缩液压缸可以根据烟囱截面的变化自动调整各自伸缩长度，当机器人达到指定位置后，重复步骤2的清理过程。在可选实施例中，该清理机器人进行烟囱清理的方法还包括将清理下来的灰尘从烟囱底部用大功率抽烟机吸除清理。本专利技术的技术方案可以包括以下有益效果：1.本专利技术的机器人靠的是静摩擦力和烟囱内壁的支持力以克服整机重力从而使其能够上下运行，如果烟囱内壁不平整有可能发生忽然坠落的危险，因此在烟囱的顶部设置了辅助装置，能够引导机器人沿着烟囱的轴线移动，且不必担心清理机器人在烟囱中坠落的危险。此外，其还可以自动调节自身姿态以适应烟囱的直径变化。2.本专利技术的机器人采用高速旋转的清扫轮的方法，与喷射干冰及高压水的方法相比，不会与烟囱中的灰尘污垢发生反应、清扫干净彻底、效率较高。3.与人工清理相比，本专利技术的机器人可以在烟囱温度降低至一定程度后，便可以进入烟囱中进行清灰作业，大大减轻了工作人员的工作强度，改善了工作人员的工作环境，提高了该领域的工作效率，降低了烟囱清理的成本，其安全性、可靠性及其经济实用性较好。4.实现了大型烟囱内部清理工作的机械化、智能自动化作业，异形爬升式结构紧凑、安装方便，在使用过程中可以快速的完成整个清理过程，相关技术人员能够明白，其可以采用蓄电池供电，只需采用大容量的蓄电池，即可实现在较高的烟囱中的作业，此外该异形爬升式烟囱清理机器人可实现对多种烟囱(如截面形状为圆柱形、锥形或双曲线形烟囱等)形式的清理作业。虽然优选实施例采用电力驱动，但不排除局部采用液压装置驱动的实施例，如采用液压/电力顶杆驱动剪叉式机构完成伸缩动作。同时，清扫轮的驱动电机不只限制于优选实施例说明中的电机装配方式和型式，例如该电机可以是立式电机也可是卧式电机，也可以是例如电动车使用的轮毂式电机。因此，该异形爬升式烟囱清理机器人的必要性和应用前景较高。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例的异形爬升式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述清理机器人包括清理机构，在清理机构的上部、下部分别通过可伸缩的螺杆连接有上层支撑机构、下层支撑机构，上层支撑机构的上部设有驱动控制系统；辅助机构包括辅助绳索，辅助绳索通过多个滑轮一端连接辅助升降电动机，另一端连接上层支撑机构；该驱动控制系统分别与上层支撑机构、清理机构、下层支撑机构、辅助升降电动机电连接；所述清理机构包括中央回转平台本体、设于中央回转平台本体四周的多个可伸缩清扫端；所述上层支撑机构包括上层支撑回转本体、设于上层支撑回转本体四周的多个可伸缩上层定位支撑腿，所述上层定位支撑腿具有适合于烟囱内壁的支撑结构；所述下层支撑机构包括下层支撑回转本体、设于下层支撑回转本体四周的多个可伸缩下层定位支撑腿，所述下层定位支撑腿具有适合于烟囱内壁的支撑结构；其中，该上层支撑回转本体、中央回转平台本体、下层支撑回转本体内部设有旋转马达。

【技术特征摘要】
1.一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述清理机器人包括清理机构，在清理机构的上部、下部分别通过可伸缩的螺杆连接有上层支撑机构、下层支撑机构，上层支撑机构的上部设有驱动控制系统；辅助机构包括辅助绳索，辅助绳索通过多个滑轮一端连接辅助升降电动机，另一端连接上层支撑机构；该驱动控制系统分别与上层支撑机构、清理机构、下层支撑机构、辅助升降电动机电连接；所述清理机构包括中央回转平台本体、设于中央回转平台本体四周的多个可伸缩清扫端；所述上层支撑机构包括上层支撑回转本体、设于上层支撑回转本体四周的多个可伸缩上层定位支撑腿，所述上层定位支撑腿具有适合于烟囱内壁的支撑结构；所述下层支撑机构包括下层支撑回转本体、设于下层支撑回转本体四周的多个可伸缩下层定位支撑腿，所述下层定位支撑腿具有适合于烟囱内壁的支撑结构；其中，该上层支撑回转本体、中央回转平台本体、下层支撑回转本体内部设有旋转马达。2.根据权利要求1所述的一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述清扫端、上层定位支撑腿、下层定位支撑腿的个数均为3个或至少3个。3.根据权利要求1所述的一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述清扫端包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的清扫轮，清扫轮上设有清扫电机。4.根据权利要求1所述的一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述上层定位支撑腿包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的上层卡紧轮。5.根据权利要求1所述的一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述下层定位支撑腿包括可伸缩液压缸及设于可伸缩液压缸外端的下层卡紧轮。6.根据权利要求3、4、5中任一所述的一种异形爬升式烟囱清理机器人，其特征在于，所述上层卡紧轮、清扫轮、下层卡紧轮上设有压力感应传感器。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：冯云堂，陈蜂梅，郭赞辉，
申请(专利权)人：中山市春兴建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44