一种适用于管道内壁的3D打印机器人制造技术

本发明专利技术涉及管道机器人技术领域，具体涉及一种适用于管道内壁的3D打印机器人，包括管道行走机器人，管道行走机器人包括角度调整接头、3D打印机头、打印机送料机构，角度调整接头、3D打印机头、打印机送料机构从左往右依次设置，管道行走机器人设置有同步动力机构，且同步动力机构上设置有多组主动轮，管道行走机器人设置有微调动力输出机构，且微调动力输出机构上设置有多组微调从动齿轮，管道行走机器人设置有同步支撑机构及第一转向关节组件，本发明专利技术适应变径或弯曲管道内进行打印作业，集成打印机送料机构避免远程送料出现打印料丝断丝的情况发生。丝的情况发生。丝的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管道内壁的3D打印机器人


[0001]本专利技术涉及管道机器人
，具体涉及一种适用于管道内壁的3D打印机器人。

技术介绍

[0002]3D打印是增料加工快速成型技术的一种，通过对材料叠加形成加工件，应用非常广泛，技术非常成熟，但是市场上常规的3D打印设备无法在管道内进行打印作业，尤其是在狭窄的管道内部，由于无法进入管道内而难以完成打印修复作业。
[0003]在授权公告号为CN109624317B的中国专利中公开了一种基于增材制造技术的模拟管道内壁的3D打印装置，包括主体机构、行走机构、旋转机构和3D打印本体等；该装置是基于增材制造技术的模拟管道内壁的3D打印装置；另外还有公告号为CN112901893A的中国专利公开了一种基于3D打印技术的地下管道修复机器人，其包括移动机器人平台、多自由度机器人手臂、高压水切割模块、视觉定位模块、3D打印送料模块等3D打印送料模块，用于对地下管道破损位置经过切割后进行3D打印快速成型修复。以上公开的技术方案仅适用于固定管道内径的工作环境，无法适应变径或弯曲管道内进行作业，均没有考虑到3d打印机料圈的安装及具体结构，通过远程送料容易出现打印料丝断丝的情况发生。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种适用于管道内壁的3D打印机器人，适应变径或弯曲管道内进行打印作业，集成打印机送料机构避免远程送料过程中出现打印料丝断丝的情况发生。
[0005]为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0006]一种适用于管道内壁的3D打印机器人，包括管道行走机器人，管道行走机器人包括角度调整接头、3D打印机头、打印机送料机构，角度调整接头、3D打印机头、打印机送料机构从左往右依次设置，管道行走机器人设置有同步动力机构，且同步动力机构上设置有多组主动轮，管道行走机器人设置有微调动力输出机构，且微调动力输出机构上设置有多组微调从动齿轮，管道行走机器人设置有同步支撑机构及第一转向关节组件。
[0007]优选的，同步动力机构包括主动轮支撑杆、从动轮、传输齿轮组件、过渡齿轮、第一电机、安装主管；
[0008]主动轮支撑杆顶部转动连接有主动轮与从动轮，且主动轮和从动轮的外侧套接有传送带，安装主管的一端设置有过渡齿轮，且安装主管转动连接有多组与过渡齿轮相啮合的传输齿轮组件，从动轮的上方设置有锥形传动齿轮，且锥形传动齿轮和传输齿轮组件的一端相啮合，安装主管外侧安装有第一电机，且第一电机的输出端连接有与过渡齿轮相啮合的齿轮。
[0009]优选的，同步支撑机构包括推杆、推杆安装环、推杆弹簧；
[0010]安装主管的外侧套接有推杆安装环，且推杆安装环的外侧转动连接有推杆，推杆
的另一端与主动轮支撑杆中间位置转动连接，安装主管的外侧固定设置有凸台，且安装主管的外侧位于凸台与推杆安装环之间套接有推杆弹簧。
[0011]优选的，微调动力输出机构包括短管、微调从动轮安装座、主回转齿轮、微调从动轮安装板、次回转齿轮、回转电机、微调从动轮主电机、微调侧齿轮、齿轮组件、微调主动轴、离合器、离合器控制器；
[0012]短管的外侧固定设置多组弹性推杆，且短管通过弹性推杆连接有多组微调从动轮主电机，微调从动轮主电机的顶部设置有离合器，且微调从动轮主电机通过离合器与微调主动轴相连接，离合器的外侧一端固定设置有微调从动轮安装板，且微调从动轮安装板底部安装有回转电机，回转电机的输出端延伸至微调从动轮安装板顶部连接有次回转齿轮，且微调从动轮安装板顶部固定设置有与次回转齿轮相啮合的主回转齿轮，主回转齿轮顶部固定设置有微调从动轮安装座，且微调从动轮安装座转动连接有微调从动齿轮，微调从动轮安装板的下方设置有齿轮组件，微调主动轴末端设置有与齿轮组件相啮合的齿轮，微调从动齿轮的一侧设置有与齿轮组件另一端相啮合的微调侧齿轮，离合器为磁粉离合器，且离合器通过信号线连接有离合器控制器。
[0013]优选的，角度调整接头包括角度调整接头安装座、第二转向关节组件、第一转向关节组件、调整电机、电机输出轴、第一调整轮、第二调整轮、联轴装置；
[0014]角度调整接头安装座和短管的端部法兰固定连接，且角度调整接头安装座的两侧分别设置有有第二转向关节组件和第一转向关节组件，短管与第一转向关节组件套接，且第一转向关节组件延伸出短管与安装主管的端部法兰相连接，角度调整接头安装座的外侧安装有多组调整电机，且多组调整电机的输出端皆连接有电机输出轴，两侧电机输出轴通过联轴装置分别连接有第一调整轮和第二调整轮，且第一调整轮和第二调整轮的联轴装置安装方向相反，第二转向关节组件和第一转向关节组件皆由多个机械关节组成，且第二转向关节组件与第一调整轮之间连接有钢丝，第一转向关节组件与第二调整轮之间连接有钢丝。
[0015]优选的，联轴装置包括转轮、斜面段、滚珠、复位弹簧、连接转套；
[0016]电机输出轴的外侧固定连接有转轮，且转轮的外侧套接有连接转套，连接转套与第一调整轮、第二调整轮固定连接，转轮外侧均匀设置有多组斜面段，且多组斜面段和连接转套内壁之间设置有滚珠，转轮设置有多组复位弹簧，且转轮通过复位弹簧连接有滚珠，斜面段和连接转套内壁之间距离向复位弹簧逐渐变大，斜面段和连接转套内壁之间最大距离不小于滚珠的直径。
[0017]优选的，打印机送料机构包括送料底座、送料轮安装座、摩擦送料轮、第一导向块、料圈安装杆、料卷、第二导向块、计量传感器安装座、计量传感器、计量转盘、送料电机；
[0018]送料底座与安装主管端部法兰固定连接，且送料底座背面安装有送料电机，送料电机的输出端连接有传送齿轮，且传送齿轮和摩擦送料轮下侧的齿轮相啮合，摩擦送料轮安装在送料轮安装座上，且送料轮安装座和送料底座固定连接，送料底座固定连接有从动摩擦轮安装座，且从动摩擦轮安装座设置有与摩擦送料轮相对应的从动摩擦轮，送料底座顶部两侧分别固定设置有第一导向块与第二导向块，且第一导向块与第二导向块皆开有导向孔，第一导向块顶部设置有料圈安装杆，且料圈安装杆的末端设置有料卷，料卷的料线依次穿过第一导向块的导向孔、摩擦送料轮与从动摩擦轮之间、第二导向块的导向孔、管道行
走机器人，进入到前端3D打印机头，从动摩擦轮中心轴顶部设置有计量转盘，送料底座顶部位于计量转盘一侧固定设置有计量传感器安装座，且计量传感器安装座上安装有计量传感器。
[0019]优选的，3D打印机头包括打印机头安装座、第一转动连接座、第二转动连接座、打印喷嘴安装座、打印丝料管、加热块、打印喷嘴；
[0020]打印机头安装座和第二转向关节组件连接，且打印机头安装座固定连接有第一转动连接座，第一转动连接座的一端转动连接有转轴，且第一转动连接座通过转轴转动连接有第二转动连接座，第二转动连接座中安装有转动微电机，且转动微电机的输出端与转轴相连接，第二转动连接座一侧设置有打印喷嘴安装座，且打印喷嘴安装座的一侧固定设置有打印丝料管，打印丝料管的一端连接有打印喷嘴，且打印喷嘴的外侧设置有加热块。
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于管道内壁的3D打印机器人，包括管道行走机器人(1)，其特征在于：所述管道行走机器人(1)包括角度调整接头(2)、3D打印机头(3)、打印机送料机构(4)，角度调整接头(2)、3D打印机头(3)、打印机送料机构(4)从左往右依次设置，所述管道行走机器人(1)设置有同步动力机构，且同步动力机构上设置有多组主动轮(11)，所述管道行走机器人(1)设置有微调动力输出机构，且微调动力输出机构上设置有多组微调从动齿轮(12)，所述管道行走机器人(1)设置有同步支撑机构及第一转向关节组件(23)。2.根据权利要求1所述的一种适用于管道内壁的3D打印机器人，其特征在于：所述同步动力机构包括主动轮支撑杆(111)、从动轮(112)、传输齿轮组件(113)、过渡齿轮(114)、第一电机(115)、安装主管(116)；所述主动轮支撑杆(111)顶部转动连接有主动轮(11)与从动轮(112)，且主动轮(11)和从动轮(112)的外侧套接有传送带，所述安装主管(116)的一端设置有过渡齿轮(114)，且安装主管(116)转动连接有多组与过渡齿轮(114)相啮合的传输齿轮组件(113)，所述从动轮(112)的上方设置有锥形传动齿轮，且锥形传动齿轮和传输齿轮组件(113)的一端相啮合，所述安装主管(116)外侧安装有第一电机(115)，且第一电机(115)的输出端连接有与过渡齿轮(114)相啮合的齿轮。3.根据权利要求2所述的一种适用于管道内壁的3D打印机器人，其特征在于：同步支撑机构包括推杆(13)、推杆安装环(131)、推杆弹簧(132)；所述安装主管(116)的外侧套接有推杆安装环(131)，且推杆安装环(131)的外侧转动连接有推杆(13)，所述推杆(13)的另一端与主动轮支撑杆(111)中间位置转动连接，所述安装主管(116)的外侧固定设置有凸台，且安装主管(116)的外侧位于凸台与推杆安装环(131)之间套接有推杆弹簧(132)。4.根据权利要求2所述的一种适用于管道内壁的3D打印机器人，其特征在于：微调动力输出机构包括短管、微调从动轮安装座(121)、主回转齿轮(122)、微调从动轮安装板(123)、次回转齿轮(124)、回转电机(125)、微调从动轮主电机(126)、微调侧齿轮(127)、齿轮组件(128)、微调主动轴(129)、离合器(1210)、离合器控制器(1211)；所述短管的外侧固定设置多组弹性推杆，且短管通过弹性推杆连接有多组微调从动轮主电机(126)，所述微调从动轮主电机(126)的顶部设置有离合器(1210)，且微调从动轮主电机(126)通过离合器(1210)与微调主动轴(129)相连接，所述离合器(1210)的外侧一端固定设置有微调从动轮安装板(123)，且微调从动轮安装板(123)底部安装有回转电机(125)，所述回转电机(125)的输出端延伸至微调从动轮安装板(123)顶部连接有次回转齿轮(124)，且微调从动轮安装板(123)顶部固定设置有与次回转齿轮(124)相啮合的主回转齿轮(122)，所述主回转齿轮(122)顶部固定设置有微调从动轮安装座(121)，且微调从动轮安装座(121)转动连接有微调从动齿轮(12)，所述微调从动轮安装板(123)的下方设置有齿轮组件(128)，所述微调主动轴(129)末端设置有与齿轮组件(128)相啮合的齿轮，所述微调从动齿轮(12)的一侧设置有与齿轮组件(128)另一端相啮合的微调侧齿轮(127)，所述离合器(1210)为磁粉离合器，且离合器(1210)通过信号线连接有离合器控制器(1211)。5.根据权利要求4所述的一种适用于管道内壁的3D打印机器人，其特征在于：所述角度调整接头(2)包括角度调整接头安装座(21)、第二转向关节组件(22)、第一转向关节组件(23)、调整电机(24)、电机输出轴(25)、第一调整轮(26)、第二调整轮(27)、联轴装置(28)；
所述角度调整接头安装座(21)和短管的端部法兰固定连接，且角度调整接头安装座(21)的两侧分别设置有有第二转向关节组件(22)和第一转向关节组件(23)，所述短管与第一转向关节组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：严钟，温从众，李芳，糜娜，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：