一种适应多种直径管道的除锈机器人及除锈方法技术

本发明专利技术提供了一种适应多种直径管道的除锈机器人及除锈方法，属于管道机器人领域。解决了现有的管道机器人无法适应复杂的管道环境，不能在垂直水平弯管上行进，且无法挂载除锈装置的问题。它包括前侧行走装置、换向装置、后侧行走装置和除锈装置，换向装置前端与前侧行走装置连接，后端与后侧行走装置连接，除锈装置设置在前侧行走装置的前端；前侧行走装置和后侧行走装置的结构相同，均包括安装在安装板上的前轮臂机构、吸附模块和后轮臂机构，通过前轮臂机构和后轮臂机构使机器人在待除锈管道上行走，通过吸附模块对机器人在待除锈管道上定位，换向装置用于调整机器人在垂直管道的状态，除锈装置用于除锈。本发明专利技术适用于管道的除锈机器人。的除锈机器人。的除锈机器人。

【技术实现步骤摘要】
一种适应多种直径管道的除锈机器人及除锈方法


[0001]本专利技术创造属于管道机器人
，尤其是涉及一种适应多种直径管道的除锈机器人及除锈方法。

技术介绍

[0002]管道机器人是一种可沿管道外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械。管外爬行机器人可以代替人工实现低成本、低风险和高可靠性的空中作业，如管道检测、管外防腐处理、大桥缆绳的检查和维护等。
[0003]上海交通大学的吕恬生、张家梁和罗均教授对斜拉桥缆索涂装维护机器人做出系统的研究，所设计的缆索爬行机器人已投入市场使用。缆索Ⅰ号机器人，采用圆形内外框架结构，由摩擦轮和抱紧轮组成两组夹紧小车在缆索两侧形成夹紧，驱动电机通过带传动使机器人连续爬升运动。每个夹紧下车上安装有主压弹簧调节摩擦轮和缆索之间的夹紧轮，同时也可以适应缆索直径小范围的变化。缆索Ⅱ号采用气动蠕动的爬行形式，它能在任意斜度的缆索上爬行，机器人爬行机构采用上体、下体两部分组成，两者之间通过导向轴和气缸联结，上下体安装板上有均匀分布的三个夹紧爪，分别通过三个小气缸控制，完成对缆索的夹紧和放松。这种结构由于采用钢性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：包括前侧行走装置(A)、换向装置(B)、后侧行走装置(C)和除锈装置(D)，所述换向装置(B)前端与前侧行走装置(A)连接，后端与后侧行走装置(C)连接，所述除锈装置(D)设置在前侧行走装置(A)的前端，前侧行走装置(A)和后侧行走装置(C)均用于附着于待除锈管道(E)；所述前侧行走装置(A)和后侧行走装置(C)的结构相同，均包括安装在安装板(1)上的前轮臂机构(2)、吸附模块(3)和后轮臂机构(4)，所述吸附模块(3)安装在安装板(1)的中间位置，所述前轮臂机构(2)和后轮臂机构(4)对称设置在吸附模块(3)的两侧，通过前轮臂机构(2)和后轮臂机构(4)使机器人在待除锈管道(E)上行走，通过吸附模块(3)对机器人在待除锈管道(E)上定位，所述换向装置(B)用于调整机器人在水平管道弯折处及垂直上升管道弯折处的姿态，除锈装置(D)用于对待除锈管道(E)进行除锈。2.根据权利要求1所述的一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：所述换向装置(B)包括横向谐波减速电机(5)、横向换向臂(6)、纵向谐波减速电机(7)和纵向换向臂(8)，所述横向谐波减速电机(5)安装在横向U型座(9)上，纵向谐波减速电机(7)安装在纵向U型座(10)上，所述横向U型座(9)和纵向U型座(10)的底部固定连接，在横向U型座(9)的前后两侧各设置一个横向换向臂(6)，在纵向U型座(10)的上下两侧各设置一个纵向换向臂(8)，横向谐波减速电机(5)带动横向换向臂(6)绕横向谐波减速电机(5)的输出轴转动，纵向谐波减速电机(7)带动纵向换向臂(8)绕纵向谐波减速电机(7)的输出轴转动，通过横向换向臂(6)与前侧行走装置(A)连接，通过纵向换向臂(8)与后侧行走装置(C)连接。3.根据权利要求1所述的一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：所述前轮臂机构(2)和后轮臂机构(4)的结构均相同，均包括支撑板(11)、轮臂步进电机(12)、轮臂丝杠(13)、移动座(14)、轮臂(15)、行走电机(16)和轮子(17)，轮臂步进电机(12)安装在支撑板(11)上，支撑板(11)的两端各铰接一个轮臂(15)，在每个轮臂(15)上安装一个行走电机(16)，在每个行走电机(16)上安装一个轮子(17)，轮臂步进电机(12)的输出端与轮臂丝杠(13)连接，轮臂丝杠(13)与移动座(14)螺纹连接，移动座(14)的两端各铰接两个连杆(18)，同一侧的两个连杆(18)与相应侧的轮臂(15)的中部铰接。4.根据权利要求1所述的一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：所述吸附模块(3)包括第一吸附电机(19)、吸附丝杠(20)、外安装座(21)和永磁吸附机构(22)，第一吸附电机(19)安装在外安装座(21)上，永磁吸附机构(22)设置在外安装座(21)内，第一吸附电机(19)的输出端与吸附丝杠(20)连接，吸附丝杠(20)与永磁吸附机构(22)连接，第一吸附电机(19)带动吸附丝杠(20)旋转，从而带动永磁吸附机构(22)在外安装座(21)内升降，所述永磁吸附机构(22)用于吸附待除锈管道(E)。5.根据权利要求1所述的一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：所述除锈装置(D)包括连接座(23)、蜗杆电机(24)、除锈减速电机(36)、蜗杆(25)、涡轮(26)、砂轮(27)、弧形导轨(28)和滑块(29)，蜗杆电机(24)安装在连接座(23)的下部，在连接座(23)上安装蜗杆(25)，蜗杆电机(24)通过链传动机构带动蜗杆(25)转动，所述蜗杆(25)与涡轮(26)啮合，弧形导轨(28)固定在连接座(23)上，涡轮(26)通过底部的滑块(29)与弧形导轨(28)滑动连接，涡轮(26)为弧形涡轮，在弧形涡轮的两端各安装一个砂轮(27)，每个砂轮(27)由一个除锈减速电机(36)驱动，连接座(23)与前侧行走装置(A)的安装板(1)连接，弧形涡轮的形状与待除锈管道相适应，且机器人工作时，两个砂轮均朝向待除锈管道的外壁
设置。6.根据权利要求2所述的一种适应多种直径管道的除锈机器人，其特征在于：其中一个横向换向臂(6)安装在横向谐波减速电机(5)的输出轴上，另一个横向换向臂(6)转动安装在横向U型座(9)上，其中一个纵向换向臂(8)安装在纵向谐波减速电机(7)的输出轴上，另一个纵向换向臂(8)转动安装在纵向U型座(10)上。7.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱英，樊学梁，陆世奇，刘长明，刘俊豪，尹成鹏，董鸿肖，徐铖鑫，陈林，粟志超，谭春雨，陈文波，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：