一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，包括机器人身体部分、驱动部分及控制部分，机器人身体部分为一个具有多面立方体结构的框架，该框架上设置有1个或多个机械臂模块，该机械臂前端搭载工作模块，可对检测面进行检测与维修；该框架上还设置有视觉模块，实现机器人运动过程录像与触发拍照，该机器人由若干组驱动控制其运行轨迹，驱动中的钢丝绳一端与驱动模块连接，另一端经过滑轮组件后与锅炉内的机器人连接，驱动部分由控制柜控制。本实用新型专利技术克服了现有技术的壁垒，所研发的柔索并联驱动机器人负载能力强，运动灵活，靠绳索支撑驱动，在各种复杂工况下如履平地，可以达到人和现有机器人无法达到的地方，完成特种作业。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人
本技术属于锅炉检测维修设备
，具体涉及一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人。
技术介绍
火力发电在我国电力供应中占主导地位。在锅炉中，煤粉燃烧后释放热量，这些热量通过水冷壁管传递给管内介质，使其转换为过热蒸汽推动汽轮机发电。由于运行煤种比设计煤种较差，所以锅炉水冷壁的高温腐蚀无法避免，高温火焰及烟气冲刷水冷壁管，任何型式、参数、容量的锅炉都会发生这种腐蚀。由于水冷壁的高度一般在6-80m，所以检修时须搭满堂脚手架，现在国内电站锅炉检修普遍使用人工检修，检修危险系数高、周期长、效果差，价格高。机器代人是电厂锅炉检修的趋势。从日本钢管株氏会社于1988年开发了首台磁性轮式爬壁机器人开始，爬壁机器人行业得到了快速发展。日本日立公司研制了一台八足磁足式爬壁机器人，依靠磁足提供的吸附力吸附在壁面上，但是由于机器人步法控制比较复杂，运动灵活性不好，而且采用电磁铁提供吸力，意外断电会造成安全隐患。国内很多科研单位在锅炉爬壁机器人方面也进行了大量的研究，以往的研究表明轮式移动式机器人在相对平坦的地形上行驶时，具有相当的优势，运动速度迅速、平稳，结构和控制也较简单，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，车轮的作用也将严重丧失，移动效率大大降低。为了改善轮子对松软地面和不平地面的适应能力，履带式移动式机器人应运而生但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差，行驶时机身晃动严重。然而，由于锅炉内壁工况极其复杂，上述机器人以及其他现有的机器人，在实际中无法得到应用，导致锅炉检测维修目前仍然为人工作业。
技术实现思路
为解决现有爬壁机器人所存在的结构复杂、通用性较差，控制复杂，灵活性不强、成本较高等问题，本技术提供一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，克服了现有技术的壁垒，本技术的柔索并联驱动机器人负载能力强，运动灵活，靠绳索支撑驱动，在锅炉如履平地，可以达到人和现有机器人无法达到的地方，完成特种作业。本技术的目的是以下述方式实现的：一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，机器人设置在锅炉内且靠近锅炉内壁，锅炉的炉壁29上设有观火孔30，所述机器人包括机器人身体部分，机器人身体部分设置有至少一个机械臂模块，机械臂模块前端搭载工作模块6，所述机器人身体部分四周还连接有驱动其行走的钢丝绳22，钢丝绳22另一端穿过观火孔30连接有设置在锅炉外的绳索驱动模块16，绳索驱动模块16、机械臂模块和工作模块6均连接控制柜；观火孔30两侧设置有用于支撑钢丝绳22的第一滑轮组件17和第二滑轮组件18，第一滑轮组件17和第二滑轮组件18分别位于锅炉外、锅炉内且处于同一水平线上。为了及时监测钢丝绳22的状态，所述第一滑轮组件17和观火孔30之间设置有至少一个张力传感器20，图2中张力传感器20为三个，钢丝绳22经过张力传感器20，张力传感器20连接控制柜。所述绳索驱动模块16中设置有双向超越离合器。所述机器人身体部分还设置有视觉模块，视觉模块连接控制柜，视觉模块包括固定在机器人上的工作台11，工作台11上设置有相机13、深度相机14和照明灯15，还安装有用于支撑相机13的云台12。所述机械臂模块包括安装在机器人身体部分的底座1，底座1上安装第一舵机7，第一舵机7连接转台2，转台2连接第二舵机8，第二舵机8连接大臂3，大臂3连接第三舵机9，第三舵机9连接中臂4，中臂4连接第四舵机10，第四舵机10连接小臂5，小臂5搭载工作模块6。所述机器人身体部分的框架为多面立方体结构，多面立方体结构的框架中，每一面呈三角形或多边形。所述绳索驱动模块16为三组、四组、五组、六组、八组或八组以上，且对称设置。所述控制柜设置为一个、两个或四个，控制柜包括电气回路、各种开关/按键、以太网通讯模块、PLC及其IO模块、上位机及HMI，上位机通过以太网接口与PLC连接，PLC中运行有控制程序，PLC采集机器人身体部分的位置信号和钢丝绳上应力信号。所述第一滑轮组件17与观火孔30之间设置有竖直放置的第一伸缩杆21，第一伸缩杆21顶部固装水平的支撑台23，支撑台23的一端固装第一滑轮组件17，另一端固装固定座24，固定座24固定水平的第二伸缩杆25，第二伸缩杆25另一端穿过观火孔30固装第二滑轮组件18。所述第二伸缩杆25包括前段支杆2501，前段支杆2501外套接中段支杆2502，中段支杆2502外套接后段支杆2503，中段支杆2502和前段支杆2501前端侧面均设有螺钉2504，螺钉2504顶紧前段支杆2501或前段支杆2501的侧壁来固定。相对于现有技术，本技术的优点如下：1、本技术的机器人依靠绳索支撑驱动，机器人身体采用框架结构，有效减轻了机器人本身的重量，在框架上可设置多个机械臂，每个机械臂搭载不同的工作模块，可以在对锅炉水冷壁检测完之后直接维修，代替人工作业，工作衔接性好，不用频繁更换工作模块；2、本技术采用柔索驱动形式，机器人通过钢丝绳悬吊于锅炉内，锅炉外设置若干组驱动模块，驱动模块经控制柜的控制操控钢丝绳的收放及收放的长度和速度，多组驱动模块共同操控，使机器人在锅炉内能够准确地按照预定的轨迹运行，以完成锅炉内的作业任务；3、本技术机器人身体的框架上同时搭载视觉模块，可以拍摄到锅炉水冷壁0.5mm左右的磨损，完全可以代替之前的肉眼观察，同时结果具有可追溯性；4、本技术在卷扬驱动模块中设置双向超越离合器，可以保证在任何异常状况断电或故障时，均不会发生机器人脱落的情况；5、本技术设置控制柜，机器人的位置状态、钢丝绳的张力状态、检测的数据、图像等均可在控制柜的上位机显示界面上显示出来，便于人员查看并及时采取对策；6、与轮式、履带式、足式移动机器人相比，本技术彻底改变了吸附式或接触式的移动方式，通过钢丝绳牵引实现机器人的精准移动，可在锅炉内灵活运动，在锅炉内如履平地，达到人无法达到的地方，搭配多自由度的机械臂，几乎可实现锅炉内部全覆盖无死角，完成特种作业，应用前景好。附图说明图1是本技术的机器人的结构示意图。图2是本技术的柔索驱动机构的结构示意图。图3是图2的部分俯视图。图4是第二伸缩杆与第二滑轮组件连接的结构示意图。其中，1是底座；2是转台；3是大臂；4是中臂；5是小臂；6是工作模块；7是第一舵机；8是第二舵机；9是第三舵机；10是第四舵机；11是工作台；12是云台；13是相机；14是深度相机；15是照明灯；16是绳索驱动模块；17是第一滑轮组件；18是第二滑轮组件；19是传感器支架；20是张力传感器；21是第一伸缩杆；22是钢丝绳；23是支撑台；24是固定座；25是第二伸缩杆，2501是前段支杆，2502是中段支杆，2503是后段支杆，2504是螺钉，2505是螺栓；26是锅炉刚性架；27是卷扬驱动模块；28是搭载模块；29是炉壁；30是观火孔。具体实施方式如图1-3所示，一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，机器人设置在锅炉内且靠近锅炉内壁，锅炉的炉壁29上设有观火孔30，所述机器人包括机器人身体部分，机器人身体部分设置有至少一个机械臂模块，图1中机械臂模块为四个，机械臂模块前端搭载工作模块6，所述机器人身体部分四周还连接有驱动其行走的钢丝绳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，机器人设置在锅炉内且靠近锅炉内壁，锅炉的炉壁（29）上设有观火孔（30），其特征在于：所述机器人包括机器人身体部分，机器人身体部分设置有至少一个机械臂模块，机械臂模块前端搭载工作模块（6），所述机器人身体部分四周还连接有驱动其行走的钢丝绳（22），钢丝绳（22）另一端穿过观火孔（30）连接有设置在锅炉外的绳索驱动模块（16），绳索驱动模块（16）、机械臂模块和工作模块（6）均连接控制柜；观火孔（30）两侧设置有用于支撑钢丝绳（22）的第一滑轮组件（17）和第二滑轮组件（18），第一滑轮组件（17）和第二滑轮组件（18）分别位于锅炉外、锅炉内且处于同一水平线上。

【技术特征摘要】
1.一种用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，机器人设置在锅炉内且靠近锅炉内壁，锅炉的炉壁（29）上设有观火孔（30），其特征在于：所述机器人包括机器人身体部分，机器人身体部分设置有至少一个机械臂模块，机械臂模块前端搭载工作模块（6），所述机器人身体部分四周还连接有驱动其行走的钢丝绳（22），钢丝绳（22）另一端穿过观火孔（30）连接有设置在锅炉外的绳索驱动模块（16），绳索驱动模块（16）、机械臂模块和工作模块（6）均连接控制柜；观火孔（30）两侧设置有用于支撑钢丝绳（22）的第一滑轮组件（17）和第二滑轮组件（18），第一滑轮组件（17）和第二滑轮组件（18）分别位于锅炉外、锅炉内且处于同一水平线上。2.如权利要求1所述的用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，其特征在于：所述第一滑轮组件（17）和观火孔（30）之间设置有至少一个张力传感器（20），钢丝绳（22）经过张力传感器（20），张力传感器（20）连接控制柜。3.如权利要求1所述的用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，其特征在于：所述绳索驱动模块（16）中设置有双向超越离合器。4.如权利要求1所述的用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，其特征在于：所述机器人身体部分还设置有视觉模块，视觉模块连接控制柜，视觉模块包括固定在机器人上的工作台（11），工作台（11）上设置有相机（13）、深度相机（14）和照明灯（15），还安装有用于支撑相机（13）的云台（12）。5.如权利要求1所述的用于锅炉检测维修的柔索并联驱动机器人，其特征在于：所述机械臂模块包括安装在机器人身体部分的底座（1），底座（1）上安装第一舵机（7），第一舵机（7）连接转台（2），转台（2）连接第二舵机（8），第二舵机（8）连接大臂（3），大臂（3）连接第三舵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨增阳，岳海姣，刘荣华，薄悦，任建荣，
申请(专利权)人：洛阳清展智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41