本发明涉及管道喷漆设备的,更具体的,涉及一种管道外壁喷漆机器人。
背景技术:
1、随着现代工业化的发展,管道系统广泛应用于石油、天然气、化工等领域,然而对管道外表面进行涂装始终是一个具有挑战性的任务。传统的人工喷漆方式效率低下,存在涂装不均匀、安全风险高等问题。尤其是在恶劣环境中,人工操作可能面临更高的危险性,降低工人的安全保障。为了提高喷涂效率、保证涂层质量并降低工人的劳动强度,管道喷漆机器人应运而生。
2、管道喷漆机器人是一种专门设计用于自动化完成管道外表面涂装的设备,它通常包括移动机构、喷涂装置、控制系统和传感器系统。移动机构使机器人能够在管道表面平稳移动,喷涂装置则负责均匀地将涂料喷涂在管道表面。控制系统对机器人的运动和喷涂过程进行精准控制,而传感器系统则用于检测和反馈管道的表面状况,从而实现自动调整喷涂参数。管道喷漆机器人技术的引入不仅显著提高了喷涂作业的效率和质量,同时也有效降低了人工喷涂带来的安全隐患。这项技术在提高工业生产效率、减少环境污染和保护工人安全方面具有重要意义。
3、目前,管道喷漆机器人虽在效率和质量上具有明显优势,但它们普遍存在对管道适应性差,灵活性不足的问题。这些设备通常需要为不同尺寸、形状或材质的管道进行繁琐的调整,增加了操作难度,且对已经安装的管道进行喷漆时,难以保证全面覆盖。
4、此外,现有的喷漆机器人在工作效率和涂层质量方面尚未达到理想水平。由于喷涂不均匀,这些设备往往造成涂料浪费和施工时间的增加,同时喷漆不均匀也影响了防腐蚀效果和美观度。为了解决这些问题,提高喷漆的效率和质量,亟需一种创新的设备来替代人工操作,减少因人工操作带来的不稳定因素。
5、基于此,开发一种能够适应多种管道尺寸、形状或材质的喷漆机器人具有重要意义。该设备不仅需要满足高效、安全、均匀喷涂的基本要求,还需要能够灵活拆卸,以适应不同场合的需求。这将大大提升工业喷涂作业的整体效率和安全性,并为工业自动化提供新的解决方案。
技术实现思路
1、本发明为克服现有技术中管道外壁喷漆操作效率低、人工成本高、喷漆质量不均匀等问题,而提供一种管道外壁喷漆机器人。
2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
3、一种管道外壁喷漆机器人,包括壳体,所述壳体为中空结构并能够套设在管道上,所述壳体上安装有旋转喷漆机构和行走机构;
4、所述旋转喷漆机构包括用于对所述管道的外壁进行喷漆的喷漆模组和驱动所述喷漆模组绕管道进行圆周运动的驱动模块;
5、所述行走机构包括若干个滚轮组件,所述滚轮组件包括安装在所述壳体的端面上的滚轮支架以及转动安装在所述滚轮支架上的滚轮,所述滚轮的轮面与管道抵触;
6、其中,至少一个所述滚轮组件安装有驱动组件,以驱动所述滚轮组件中的滚轮转动,进而使所述管道外壁喷漆机器人通过所述滚轮组件沿所述管道轴向移动。
7、进一步,所述滚轮支架的底座开设有调节孔,所述壳体的端面设有与所述调节孔相适应的条形孔,所述滚轮支架经贯穿所述调节孔和所述条形孔的定位螺栓连接在所述壳体上;
8、所述调节孔被配置为能够套设在所述定位螺栓上并能够在外力驱使下使所述滚轮支架沿径向移动,进而调节所述滚轮的轮面与所述管道之间的间距;
9、所述滚轮支架通过螺母与所述定位螺栓的配合固定在所述壳体上,所述螺母被配置为能够在调整好所述滚轮的轮面与所述管道之间的间距后将所述滚轮支架与所述壳体旋紧固定。
10、进一步,所述壳体包括上外壳和下外壳,所述上外壳和所述下外壳之间通过螺栓固定安装有齿圈固定座;
11、所述齿圈固定座为环形结构,所述齿圈固定座上固定安装有齿圈。
12、进一步,所述上外壳远离所述下外壳的一端安装有三个滚轮组件且相邻的滚轮组件之间的夹角为一百二十度;
13、所述下外壳远离所述上外壳的一端安装有三个滚轮组件且相邻的滚轮组件之间的夹角为一百二十度;
14、所述驱动组件安装在所述上外壳上的一个滚轮组件上,所述驱动组件为行走电机。
15、进一步,所述驱动模块包括输入轴轴套、主驱电机、主动齿轮、太阳齿轮、机架、行星齿轮、齿圈、喷漆模组和行星齿轮轴;
16、所述主驱电机通过所述输入轴轴套与所述主动齿轮啮合,所述主动齿轮与所述太阳齿轮啮合,所述太阳齿轮通过螺栓与所述机架固定,所述行星齿轮通过所述行星齿轮轴安装在所述机架上,所述行星齿轮与所述齿圈啮合;
17、所述主驱电机被配置为驱动所述主动齿轮旋转,从而带动所述太阳齿轮以及与所述太阳齿轮固定连接的所述机架旋转,进而带动所述行星齿轮绕着所述齿圈旋转,进而带动安装在所述行星齿轮轴的远离所述行星齿轮一端的所述喷漆模组绕管道进行圆周运动。
18、进一步,所述机架为中空法兰管,其主体部分为中空圆柱体,所述中空圆柱体的两端的外围均固定连接有环状结构;
19、所述上外壳的内部固定安装有环形的第一安装部,所述下外壳的内部固定安装有环形的第二安装部,所述第一安装部上安装有第一滑轮组,所述第二安装部上安装有第二滑轮组,所述第一滑轮组和所述第二滑轮组均包括若干个定滑轮;
20、所述机架一端的环状结构的边缘部分设置在所述第一滑轮组中的定滑轮的轮槽中,所述机架另一端的环状结构的边缘部分设置在所述第二滑轮组中的定滑轮的轮槽中。
21、进一步,所述喷漆模组安装在喷漆模组外壳中,所述喷漆模组外壳中还安装有蠕动泵、油漆桶、大锥齿轮和小锥齿轮;
22、所述小锥齿轮与所述行星齿轮轴固定连接,当所述行星齿轮受所述机架作用在所述齿圈上公转时,所述行星齿轮自身同时旋转,进而带动固定在所述行星齿轮轴上的所述小锥齿轮旋转;
23、所述小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合,所述大锥齿轮被配置为能够随着所述小锥齿轮的旋转而转动。
24、进一步,所述行星齿轮通过键连接在所述行星齿轮轴上,所述行星齿轮轴为阶梯轴,所述行星齿轮轴的上下两端通过第三轴承进行支撑,所述第三轴承通过行星齿轮轴承法兰进行定位;
25、所述行星齿轮轴一端的轴肩通过行星齿轮轴套进行定位,所述行星齿轮轴另一端的轴肩与所述小锥齿轮螺纹连接。
26、进一步,所述喷漆模组包括旋转喷头法兰、第一轴承、喷头、喷头固定座、油漆输出轴、大齿轮法兰和第二轴承;
27、所述大锥齿轮安装在所述油漆输出轴上,所述大锥齿轮设有轴承孔用于放置所述第二轴承,所述喷头固定座通过螺栓固定在所述大锥齿轮的一侧,所述大齿轮法兰固定在所述大锥齿轮的另一侧,用于固定所述第二轴承;
28、所述喷头固定座的前端设有外螺纹,且与所述喷头的内螺纹相配合;
29、所述油漆输出轴的后端通过螺母固定在所述喷漆模组外壳上,所述第一轴承通过所述旋转喷头法兰固定在所述喷漆模组外壳上,所述喷头固定座和所述油漆输出轴之间设有用于防止油漆泄露的密封圈;
30、所述小锥齿轮被配置为带动所述大锥齿轮旋转,进而带动所述喷头固定座和所述喷头跟着所述大锥齿轮做旋转运动。
31、进一步,所述油漆输出轴为空心轴,所述油漆输出轴连接所述蠕动泵,所述蠕动泵被配置为将所述油漆桶中的油漆送入所述油漆输出轴,并通过所述喷头上的小孔旋转喷出。
32、与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
33、本发明的管道外壁喷漆机器人通过合理的结构设计的,实现了对不同直径和复杂形状管道的适用性,提高了喷涂质量和效率。其中,喷漆模组的旋转运动确保了涂料的均匀分布,减少涂料浪费,降低成本。其中,行走机构的设计使得装置能够稳定移动,喷涂过程更加高效和自动化。其中,可拆卸的设计便于对已安装管道进行喷漆作业,维护和循环使用方便。其中,行星轮系和锥齿轮系的设计进一步提高了喷涂的均匀性和质量,使喷涂过程更加稳定和高效。
1.一种管道外壁喷漆机器人,其特征在于:包括壳体,所述壳体为中空结构并能够套设在管道上,所述壳体上安装有旋转喷漆机构和行走机构;
2.根据权利要求1所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述滚轮支架的底座开设有调节孔(201),所述壳体的端面设有与所述调节孔(201)相适应的条形孔,所述滚轮支架经贯穿所述调节孔(201)和所述条形孔的定位螺栓连接在所述壳体上;
3.根据权利要求1所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述壳体包括上外壳(3)和下外壳(5),所述上外壳(3)和所述下外壳(5)之间通过螺栓固定安装有齿圈固定座(4);
4.根据权利要求3所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述上外壳(3)远离所述下外壳(5)的一端安装有三个滚轮组件(2)且相邻的滚轮组件(2)之间的夹角为一百二十度;
5.根据权利要求3所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述驱动模块包括输入轴轴套(6)、主驱电机(7)、主动齿轮(9)、太阳齿轮(10)、机架(11)、行星齿轮(12)、齿圈(13)、喷漆模组(20)和行星齿轮轴(15);
6.根据权利要求5所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述机架(11)为中空法兰管,其主体部分为中空圆柱体,所述中空圆柱体的两端的外围均固定连接有环状结构;
7.根据权利要求5所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述喷漆模组(20)安装在喷漆模组外壳(14)中,所述喷漆模组外壳(14)中还安装有蠕动泵(16)、油漆桶(17)、大锥齿轮(18)和小锥齿轮(19);
8.根据权利要求7所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述行星齿轮(12)通过键连接在所述行星齿轮轴(15)上,所述行星齿轮轴(15)为阶梯轴,所述行星齿轮轴(15)的上下两端通过第三轴承(22)进行支撑,所述第三轴承(22)通过行星齿轮轴承法兰(21)进行定位;
9.根据权利要求7所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述喷漆模组(20)包括旋转喷头法兰(2001)、第一轴承(2002)、喷头(2003)、喷头固定座(2004)、油漆输出轴(2005)、大齿轮法兰(2006)和第二轴承(2007);
10.根据权利要求9所述的管道外壁喷漆机器人,其特征在于,所述油漆输出轴(2005)为空心轴,所述油漆输出轴(2005)连接所述蠕动泵(16),所述蠕动泵(16)被配置为将所述油漆桶(17)中的油漆送入所述油漆输出轴(2005),并通过所述喷头(2003)上的小孔旋转喷出。