一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人制造技术

本发明专利技术涉及管道喷涂机器人技术领域，更具体地，涉及一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人。该机器人具体包括主架体、运动机构和喷涂机构，所述主架体作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构固定于主架体的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构设于主架体，随主架体运动；所述运动机构包括变径装置和驱动轮组件，变径装置设于主架体外侧面，用于调节驱动轮组件的伸展距离；所述驱动轮组件通过变径装置安装于主架体外侧面，驱动机器人行驶。本发明专利技术可适应不同管径的管道，沿管道内壁平稳行走，喷涂均匀，适应性强、喷涂效率相对较高、结构简单可应用于各类管道喷涂作业。

A self-adaptive robot for pipe inner wall spraying

The invention relates to the technical field of pipeline spraying robot, more specifically, to an adaptive pipe diameter pipeline inner wall spraying robot. The robot specifically includes a main frame, a moving mechanism and a spraying mechanism, the main frame as a fixed base, the whole of which is a frame structure; the moving mechanism is fixed on the outer side of the main frame, which drives the robot to move along the radial or axial direction of the pipeline; the spraying mechanism is arranged on the main frame, which moves along with the main frame; the moving mechanism includes a reducing device and a driving wheel assembly, and the reducing diameter The device is arranged on the outer side of the main frame, which is used to adjust the extension distance of the driving wheel assembly; the driving wheel assembly is installed on the outer side of the main frame through the reducing device, which drives the robot to travel. The invention can adapt to different pipe diameters, walk steadily along the inner wall of the pipe, spray evenly, has strong adaptability, relatively high spray efficiency and simple structure, and can be applied to various pipeline spraying operations.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人
本专利技术涉及管道喷涂机器人
，更具体地，涉及一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人。
技术介绍
管道作为重要的海洋资源运输工具，在天然气、核工业、石油、等国民经济核心行业中都起重要的作用。为了增强管道的耐腐蚀性，科研工作者们研发涂料、缓蚀剂的物质涂覆在材料表面来较少管道腐蚀现象，在喷涂应用中，常常利用人工和简单喷头进行喷涂，在长距离管道喷涂中，人工喷涂困难，喷涂时间较长，因此，管道内壁喷涂机器人的研发意义重大。目前，市场上存在一些解决管道喷涂的机器人，但是该类机器人还存在一些不足，例如行走不平稳，只能适应单一的管径，涂料喷涂不均匀，二次喷涂时难以清扫管道等问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，可适应不同管径的管道，沿管道内壁平稳行走，喷涂均匀，且可进行管道清扫。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，自适应管径的管道内壁喷涂机器人，包括主架体、运动机构和喷涂机构，所述主架体作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构固定于主架体的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构设于主架体，随主架体运动；所述运动机构包括变径装置和驱动轮组件，变径装置设于主架体外侧面，用于调节驱动轮组件的伸展距离；所述驱动轮组件通过变径装置安装于主架体外侧面，驱动机器人行驶。其中，本喷涂机器人具有明显的对称性，平稳支撑行走。变径装置用于改变驱动轮组件的伸展距离，从而调整机器人的行走直径，适应不同管径的管道。机器人在管道内壁行走运动的同时，进行喷涂作业，径向和轴向运动促使喷涂机构尽可能喷涂完整。优选地，所述主架体包括主管道、连接支杆和至少两个支撑环，所述支撑环平行对齐设置，主管道贯穿各支撑环圆心，并通过连接支杆与各支撑环连接固定。主架体各构件均为空心件，以减轻机器人整体重量，方便行走。优选地，所述变径装置包括移动座、支撑座、V型交叉撑杆、丝杠、固定架和第一电机，所述丝杠平行于主管道，并活动固定于支撑环外径；所述第一电机位于丝杠一端，其输出端与丝杠相接，所述第一电机通过固定架固定于支撑环；所述V型交叉撑杆一端通过支撑座固定于支撑环，另一端通过移动座固定于丝杠，V型交叉撑杆与支撑座、移动座均转动连接；所述移动座与丝杠螺纹连接，随丝杠转动而进行滑动，调节V型交叉撑杆的展开夹角，改变驱动轮组件伸展距离，提高适应性。V型交叉撑杆为目前常规的交叉撑杆，由两根杆体铰接组成，两端撑杆活动展开，改变V型夹角大小。V型交叉撑杆的两端撑杆分别固定于支撑座和移动座。第一电机启动，其输出轴带动丝杠转动，由于移动座与丝杠螺纹连接，因此移动座随丝杠转动发生滑动，从而使V型交叉撑杆的V型夹角改变，改变驱动轮组件伸展距离。另外，控制丝杠的旋转方向，可使V型交叉撑杆的V型夹角变大或变小，夹角增大即驱动轮组件适应的管径变小，夹角减小即驱动轮组件适应的管径变大。优选地，所述驱动轮组件包括轮体、轮座、第二电机和第三电机，所述轮体、第二电机、第三电机均固定于轮座，第二电机用于驱动轮体转动，第三电机用于驱动轮座转动；所述轮座通过第三电机的输出端连接于V型交叉撑杆的夹角端，驱动轮组件整体随交叉撑杆活动；所述轮体还设有用于检测轮体压力的压力传感器。其中，压力传感器安装于轮座与V型交叉撑杆的连接处，实时探测压力，防止轮体受压力过大损坏。另外，第二电机驱动轮体转动，第三电机则驱动轮座转动，两电机配合可驱使机器人沿管道内壁进行径向或轴向直线运动。优选地，所述喷涂机构包括若干喷枪，所述喷枪平行于支撑环所在平面，并呈放射状均匀设置于主管道；所述喷枪连接有输料管，输料管固定于主管道；所述支撑环外侧还设有用于探测涂料厚度的激光测厚传感器。喷枪的数量为三支或以上，放射状均匀设置主管道，以便均匀喷涂。另外，喷枪设有开关电磁阀。优选地，所述主架体前进方向的最前端设有用于探测行进距离的超声波距离传感器，超声波距离传感器固于主管道。超声波距离传感器设于主管道的端部，位于机器人前进方向的最前端。优选地，还包括设于主架体前进方向一端的清扫机构，所述清扫机构包括转盘、清扫盘、电动推杆和用于驱动转盘旋转的驱动装置，所述驱动装置固定于主管道端部，并与转盘中心转动连接；所述清扫盘绕转盘圆周外围均匀分布，并通过电动推杆活动连接于转盘；所述电动推杆的固定端连接于转盘中心，活动端连接于清扫盘，用于径向伸缩控制清扫盘的清扫范围；所述清扫盘设有用于清扫的刷毛。其中，驱动装置为伺服电机，驱动转盘旋转，从而实现清扫盘的转动清扫。为了适应不同管径的清扫工作，清扫盘的伸缩长度可通过电动推杆进行调节，电动推杆为现有的常规电动推杆。优选地，所述清扫机构还包括相邻于清扫盘设置的吸尘装置，所述吸尘装置包括若干吸尘口，各吸尘口绕主管道圆周均匀分布；所述吸尘口连通有吸尘管道，吸尘管道固定于主管道。吸尘装置即为吸尘机，固定于主管道，进行吸尘操作。优选地，所述主架体为圆柱形框架，或正多边形框架。主架体可为三角形框架、矩形框架或其他正多边形框架，一般最优选择为圆柱形框架。优选地，所述输料管、吸尘管道均隐藏于主管道中；所述支撑环为空心结构，支撑环内设有用于提供能量的电源。电源主要采用蓄电池，为各机构提供电力供应。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，可完成管道内壁清扫和喷涂工作，通过变径装置在管道中实现伸展或收缩，适应不同管径的管道，克服了通过管道管径单一、调径困难的问题。而且，本专利技术满足了管道机器人在管道内运动的要求，利于涂料喷涂均匀，适应性强、喷涂效率相对较高、结构简单可应用于各类管道喷涂作业。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图一。图2是本专利技术的整体结构示意图二。图3是本专利技术的前进方向的后侧视图。图4是主架体的结构示意图。图5是运动机构的结构示意图。图6是变径装置的结构示意图。图7是驱动轮组件的结构示意图。图8是清扫机构的结构示意图。图9是喷涂机构、清扫机构的结构示意图。其中，1主架体，2运动机构，3喷涂机构，4变径装置，5驱动轮组件，6激光测厚传感器，7超声波距离传感器，8清扫机构，11主管道，12连接支杆，13支撑环，31喷枪，41移动座，42支撑座，43V型交叉撑杆，44丝杠，45固定架，46第一电机，51轮体，52轮座，53第二电机，54第三电机，81转盘，82清扫盘，83电动推杆，84驱动装置，85刷毛，86吸尘口。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，其特征在于：包括主架体(1)、运动机构(2)和喷涂机构(3)，所述主架体(1)作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构(2)固定于主架体(1)的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构(3)设于主架体(1)，随主架体(1)运动；所述运动机构(2)包括变径装置(4)和驱动轮组件(5)，变径装置(4)设于主架体(1)外侧面，用于调节驱动轮组件(5)的伸展距离；所述驱动轮组件(5)通过变径装置(4)安装于主架体(1)外侧面，驱动机器人行驶。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，其特征在于：包括主架体(1)、运动机构(2)和喷涂机构(3)，所述主架体(1)作为固定基座，其整体为框架结构；所述运动机构(2)固定于主架体(1)的外侧面，驱使机器人沿管道径向或轴向运动；所述喷涂机构(3)设于主架体(1)，随主架体(1)运动；所述运动机构(2)包括变径装置(4)和驱动轮组件(5)，变径装置(4)设于主架体(1)外侧面，用于调节驱动轮组件(5)的伸展距离；所述驱动轮组件(5)通过变径装置(4)安装于主架体(1)外侧面，驱动机器人行驶。


2.根据权利要求1所述的一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，其特征在于：所述主架体(1)包括主管道(11)、连接支杆(12)和至少两个支撑环(13)，所述支撑环(13)平行对齐设置，主管道(11)贯穿各支撑环(13)圆心，并通过连接支杆(12)与各支撑环(13)连接固定。


3.根据权利要求2所述的一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，其特征在于：所述变径装置(4)包括移动座(41)、支撑座(42)、V型交叉撑杆(43)、丝杠(44)、固定架(45)和第一电机(46)，所述丝杠(44)平行于主管道(11)，并活动固定于支撑环(13)外径；所述第一电机(46)位于丝杠(44)一端，其输出端与丝杠(44)相接，所述第一电机(46)通过固定架(45)固定于支撑环(13)；所述V型交叉撑杆(43)一端通过支撑座(42)固定于支撑环(13)，另一端通过移动座(41)固定于丝杠(44)，V型交叉撑杆(43)与支撑座(42)、移动座(41)均转动连接；所述移动座(41)与丝杠(44)螺纹连接，随丝杠(44)转动而进行滑动，调节V型交叉撑杆(43)的展开夹角，改变驱动轮组件(5)伸展距离。


4.根据权利要求3所述的一种自适应管径的管道内壁喷涂机器人，其特征在于：所述驱动轮组件(5)包括轮体(51)、轮座(52)、第二电机(53)和第三电机(54)，所述轮体(51)、第二电机(53)、第三电机(54)均固定于轮座(52)，第二电机(53)用于驱动轮体(51)转动，第三电机(54)用于驱动轮座(52)转动；所述轮座(52)通过第三电机(54)的输出端连接于V型交叉撑杆(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：文成，曹宇，房军国，王坤，黄光浩，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：广东;44