基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人

摘要

本发明提出了一种基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人。本发明包括动力模块和打磨模块。动力模块用于带动整个机器人在管道内移动；所述动力模块为了适应管径变化，分为上部、中部和下部。打磨模块用于在管道的焊缝位置进行打磨，打磨模块由三部分构成，包括前、后支撑结构、主轴及其打磨进给工作机构。动力模块和打磨模块使用万向节进行连接，保证机器人在前进和后退时两个模块的协调，在通过弯曲的管道时也能正常移动。本发明由于采用模块化设计，后续可以灵活地开发探测、喷涂等模块。

主权项

基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人，包括动力模块和打磨模块，其特征在于：动力模块用于带动整个机器人在管道内移动；所述动力模块为了适应管径变化，分为上部、中部和下部；上部和下部分别安装了四个轮子，其中一半是主动轮，另一半为从动轮，这些轮子保证机器人和管道受力均匀，让机器人前后运动；在运动过程中，上下部分的轮子需要同时接触到管壁才能保证机器人正常运行，同时为了适应不同的管径，上下部分相对中部可以移动；其中上部和中部通过两个双轴气缸相连接，通入一定压强的高压气后，上部伸出，上部的轮子和管壁接触，由于高压气压强可控，可以保证在不同管径的管道中，轮子和管壁之间的压力大致恒定，从而适应了管径的变化；下部与中部的连接与上部与中部的连接类似；打磨模块用于在管道的焊缝位置进行打磨，打磨模块由三部分构成，包括前、后支撑结构、主轴及其打磨进给工作机构；前、后支撑结构上各固定三个定向轮，在管道内移动时，打磨模块依靠动力模块提供牵引力，定向轮与管道内壁接触滑动以前进、后退，此时前、后支撑结构中的气缸活塞站脚保持收缩；打磨模块的定滑轮通过加装标准铝型材块以适应不同直径的管道；打磨模块支撑结构上的定向轮、气缸呈放射状圆周阵列布置；当机器人达到管道内的指定位置时，其前、后支撑结构中的气缸活塞伸出，前后三个气缸活塞站脚撑开，从而使得前、后支撑结构位置固定，并且能够在圆周布置的气缸的作用下与管道内壁严格对中，打磨进给工作机构能够在主轴电机的带动下圆周转动，实施打磨工作；主轴上固定的进给装置能够精确控制打磨进给量；进给装置的动力、控制电路通过主轴一端的中心孔与其它模块连接、通讯；所述的动力模块和打磨模块使用万向节进行连接，保证机器人在前进和后退时两个模块的协调，在通过弯曲的管道时也能正常移动。