一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法，属于智能制造喷涂领域，一种管道式智能喷涂机器人，包括机架、多轮驱动单元和预紧变径机构三部分。通过在机架本体上面设置三个多轮驱动单元，且所述驱动轮呈120°分布，同时将驱动电机和驱动轮固定在同一支架上，简化了驱动单元，节省了设计空间。为了有效避免驱动轮打滑的现象，在所述驱动轮的外围包围着橡胶材料，有效的增加了静态摩擦系数，同时具有较好的弹性，同时驱动电机和驱动轮的传动方式采用同步带，在传动过程汇总保持恒定的出传动比，并且传动平稳，有一定的缓冲，减振能力，同时在使用过程中能方便的对其维护和保养。

【技术实现步骤摘要】
一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法
本专利技术属于智能制造喷涂领域，具体涉及一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法。
技术介绍
管道作为一种重要的运输工具，在生产占有重要的地位，对管道进行喷涂作业是一些管道生产制造时的重要工艺。管道内壁喷涂是许多管道在生产制造时的必备工艺，喷涂不同的材料可以起到防止管道内壁氧化和腐蚀、降低管道摩阻、增加管输量等作用。近年来，随着管道在各行业的广泛应用，管道内壁的喷涂工艺逐渐得到人们的重视。而现阶段针对一些喷涂要求不高，直径较大的管道内壁喷涂通常会采取人工喷涂的方式。人工喷涂方式获得的表面涂层质量主要取决于喷涂工人的熟练程度，往往具有工作效率较低、工人劳动强度大、损害喷涂工人身体健康以及浪费涂料等众多弊端。而且，当遇到一些长度比较长、直径较小或者弯曲角度较大的管道时，喷涂工人就无法完成喷涂作业，这种情况下往往需要改变管道的设计。但现有的管道喷涂参数设定及管道喷涂机器人具有很大的局限性，不能很好的完成自动喷涂工作，传统的管道机器人，行走驱动装置，利用三轴机械差速原来实现，但是这种机械结构比较复杂，占用空间大并且容易出现交叉打滑的现象。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法及其工作方法，解决了现有技术存在的上述问题。技术方案：一种管道式智能喷涂机器人，包括；机架，包括设呈圆柱形的机架本体，设置在所述机架本体两端的前盖和底盘以及一端固定在所述前盖上面，另一端固定在所述底盘上面的连杆；多轮驱动单元，包括设置在所述机架本体上面的驱动底座，固定在所述驱动底座一端的第一预紧变径电机和活动支架，设置在所述驱动底座上面并与所述第一预紧变径电机的转动端连接的丝杆，设置在所述丝杆上面的滑套和阻尼器，设置在所述活动支架上面的从动轮，滑动配合设置在所述驱动底座另一端的驱动支架，设置在所述驱动支架上面的驱动轮，设置在所述驱动支架上面的驱动电机，同时设置在所述驱动轮和所述驱动电机上面的同步带，以及设置在所述阻尼器一端的预紧变径螺母。在进一步实例中，所述机架布置三个多轮驱动单元，且每个驱动轮呈120°均匀布置，能够具备运动速度稳定，有通过弯管和变径能力。在进一步实例中，所述多轮驱动单元上面设有预紧变径机构。在进一步实例中，所述预紧变径机构，包括设置在驱动支架上面的变径电机和行走轮支架，设置在所述行走轮支架一端的行走轮，设置在前述丝杆上面的预紧弹簧，所述在所述预紧弹簧一端的预紧螺母，以及设置在所述丝杆一端的变径电机，能够使得管道机器人在管内行走保持一定的正压力，能够产生足够的驱动能力。在进一步实例中，所述底盘具有多个环形部分，并且所述环形部门沿着所述底盘的轴线方向逐渐缩小。在进一步实例中，所述驱动轮的外围包围橡胶材料，能够保证驱动轮在不同直径的管道接触的需要，外围的橡胶材料具有较好的弹性和较大的静摩擦系数。在进一步实例中，所述驱动轮的两端设深沟球轴承，能够减小驱动轮运动时的摩擦阻力。在进一步实例中，所述驱动支架、活动支架、行走轮支架、前盖、底盘和驱动底座均采用7系列的铝合金材料，能够减轻其本体重量，也能够满足零部件的机械强度。在进一步实例中，一种管道式智能喷涂机器人的工作方法，包括如下步骤；S1、将驱动单元放入喷涂的管道中，启动机器人；S2、控制电机带动丝杆旋转使得预紧螺母运动到合适的位置，得到驱动轮和管壁的正压力；S3、当管道喷涂机器人在直管内运行时，驱动轮和管壁正压力保持三轮同速；S4、当管道喷涂机器人在圆形弯管时；S5、从动轮在驱动轮的匀速驱动下最先在弯管内运动，在行走过程中，多轮驱动单元与管道的周向夹角不发生变化，互成120°夹角的行走轮速度是不同，此时驱动轮保持一定的变速差关系；S6、驱动单元通过圆形弯管时，从动轮在驱动轮的均速驱动下先在弯管内运动，在行走中，同一方向的驱动轮和从动轮在管道的同一位置的运动速度是一致的，且驱动轮通过某一位置的速度直接安装从动轮通过这一位置的速度运动；S7、当驱动轮进去弯管部分，运行速度按照前轮的数据进行调整，保持机体速度按照前轮速度运行，直到驱动轮走出弯管部分；S8、喷涂机器人在喷涂管道中工作，直至管内喷涂工作结束。有益效果：一种管道式智能喷涂机器人及其工作方法，通过在机架本体上面设置三个多轮驱动单元，且所述驱动轮呈120°分布，同时将驱动电机和驱动轮固定在同一支架上，简化了驱动单元，节省了设计空间。为了有效避免驱动轮打滑的现象，在所述驱动轮的外围包围着橡胶材料，有效的增加了静态摩擦系数，同时具有较好的弹性，同时驱动电机和驱动轮的传动方式采用同步带，在传动过程汇总保持恒定的出传动比，并且传动平稳，有一定的缓冲，减振能力，同时在使用过程中能方便的对其维护和保养。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的侧视图。图3为本专利技术中的多轮驱动单元的结构示意图。图4为本专利技术中预紧变径机构的结构示意图。图5为本专利技术中的多轮驱动单元的局部放大图。图中各附图标记为：机架1、多轮驱动单元2、第一预紧变径电机201、阻尼器202、从动轮203、预紧变径螺母204、驱动轮205、驱动电机206、丝杆207、驱动支架208、驱动底座209、活动支架210、滑套211、同步带212、第一支架213、第二支架214、预紧变径机构3、行走轮301、行走支架302、预紧弹簧303、变径电机304、预紧螺母305、管壁306、橡胶材料8、前盖7、连杆6、底座5、深沟球轴承10、环形部分11。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1至图5所示一种管道式喷涂机器人，包括机架1、多轮驱动单元2和预紧变径机构3三部分。如图1和图2所示，机架1，包括机架1本体、前盖7、连杆6、底座5和环形部分11；前盖7安装在机架1本体前端，底盘安装在所述机架1本体的后端，连杆6的两端分别连接着前盖7和底座5，连杆6的一端安装在前盖7上面，连杆6的另一端安装在底座5上面。管道作为一种特殊的曲面，同时考虑到机器人的行走方式，决定了管道喷涂时的特殊性，轮式管道喷涂机器人的驱动单元主要要求结构简单、尺寸小、拥有足够的驱动力和较低转速，在进行弯管喷涂时，对管道喷涂机器人的要求实现匀速进给和顺利通过弯曲处。在进一步实例中，所述底盘具有多个环形部分11，并且所述环形部门沿着所述底盘的轴线方向逐渐缩小。所述机架1设置成圆柱形，其机架1本体上面设置了三个多轮驱动单元2，且每个多轮驱动单元2呈120°均匀布置，进而每个驱动轮205也是呈120°布置。如图3所示，多轮驱动单位，包括第一预紧变径电机201、阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于，包括机架，包括设呈圆柱形的机架本体，设置在所述机架本体两端的前盖和底盘，以及一端固定在所述前盖上面，另一端固定在所述底盘上面的连杆；多轮驱动单元，包括设置在所述机架本体上面的驱动底座，同时固定在所述驱动底座一端的第一预紧变径电机和活动支架，设置在所述驱动底座上面并与所述第一预紧变径电机的转动端连接的丝杆，设置在所述丝杆上面的滑套和阻尼器，设置在所述活动支架上面的从动轮，滑动配合设置在所述驱动底座另一端的驱动支架，设置在所述驱动支架上面的驱动轮，设置在所述驱动支架上面的驱动电机，同时设置在所述驱动轮和所述驱动电机上面的同步带，以及设置在所述阻尼器一端的预紧变径螺母。

【技术特征摘要】
1.一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于，包括机架，包括设呈圆柱形的机架本体，设置在所述机架本体两端的前盖和底盘，以及一端固定在所述前盖上面，另一端固定在所述底盘上面的连杆；多轮驱动单元，包括设置在所述机架本体上面的驱动底座，同时固定在所述驱动底座一端的第一预紧变径电机和活动支架，设置在所述驱动底座上面并与所述第一预紧变径电机的转动端连接的丝杆，设置在所述丝杆上面的滑套和阻尼器，设置在所述活动支架上面的从动轮，滑动配合设置在所述驱动底座另一端的驱动支架，设置在所述驱动支架上面的驱动轮，设置在所述驱动支架上面的驱动电机，同时设置在所述驱动轮和所述驱动电机上面的同步带，以及设置在所述阻尼器一端的预紧变径螺母。2.根据权利要求1所述的一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于：所述机架布置三个多轮驱动单元，且每个驱动轮呈120°均匀布置。3.根据权利要求1所述的一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于：所述多轮驱动单元上面设有预紧变径机构。4.根据权利要求3所述的一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于：所述预紧变径机构，包括设置在驱动支架上面的预紧电机和行走轮支架，设置在所述行走轮支架一端的行走轮，设置在前述丝杆上面的预紧弹簧，所述在所述预紧弹簧一端的预紧螺母，以及设置在所述丝杆一端的预紧电机。5.根据权利要求1所述的一种管道式智能喷涂机器人，其特征在于：所述底盘具有多个环形部分，并且所述环形部门沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：王懿，
申请(专利权)人：南京灵雀智能制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32