本實用新型涉及機器人技術，具體涉及用于蝦米彎清理的管道機器人技術。

背景技術：

目前，天然氣的集輸采用高壓集氣，多井同時加熱、節(jié)流降壓后進行處理的工藝，在開采運輸及使用天然氣的過程中常常需要對天然氣進行加熱，故天然氣加熱爐是天然氣輸送應用系統(tǒng)中不可缺少的重要設備，加熱爐的安全使用和熱傳遞效率直接影響天然氣的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。天然氣中含有水化物、分子較小的烴類、二氧化碳和硫化氫分子等，在加熱時壓力、溫度條件變化時會產(chǎn)生結垢物沉積在加熱爐管道的內(nèi)表面和煙管的端面，影響熱傳遞效率，嚴重時還會引起事故。目前常用的除垢方法為化學清洗法和人工振激法，但化學法費用較高、腐蝕管道、污染環(huán)境，人工振激法費時費力，不能滿足環(huán)保、安全、經(jīng)濟、技術性好的要求，而且大多數(shù)管道機器人只適用于直線管道的清理，對于像天然氣加熱爐存在蝦米彎和煙管端面的情況不能實現(xiàn)很好的清理。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種用于蝦米彎清理的可自動回轉機器人。

本實用新型是一種用于蝦米彎清理的可自動回轉機器人，由行走小車、恒力頂緊機構、回轉機構和清掃機構四部分組成，所述的行走小車由車架2、車輪3、氣泵4、液壓泵5、異形液壓油箱6組成，所述的車輪3共四個，安裝在車架2上，氣泵4安裝在車架左后方，液壓泵5安裝在車架正后方，異形液壓油箱6安裝在車架上，靠近液壓泵5，所述的恒力頂緊機構由橫梁7、豎直導軌8、豎直滑塊9、張緊輪10、氣缸11組成，所述的橫梁7安裝在車架2上，并處于車架2寬度方向的正中間，豎直導軌8安裝在橫梁7上，豎直滑塊9與豎直導軌8嚙合滑動，張緊輪10通過連接板固定在豎直滑塊9上，氣缸11安裝在車架2上，其活塞桿與固定在豎直滑塊9上的連接板連接；所述的回轉機構由回轉馬達12、連接板13、蝸桿減速器14、L型回轉臂15、水平導軌16、絲杠17、移動馬達18和刷體梁19組成，所述的連接板13安裝在車架2的左前方，蝸桿減速器14安裝在連接板13上，回轉馬達12的輸出軸與連接蝸桿減速器14的輸入孔配合連接，L型回轉臂15通過標準的回轉軸承與蝸桿減速器14的輸出軸連接，水平導軌16安裝在L型回轉臂15的上表面，絲杠17和移動馬達18安裝在L型回轉臂15的側面，刷體梁19安裝在水平導軌16上，刷體梁19上安裝螺母，螺母與絲杠17嚙合；所述的清掃機構由刷體馬達20、法蘭21、刷體連接管22、刷體23、吸塵管24組成，所述的刷體馬達20通過法蘭21與刷體梁19連接，刷體23通過刷體連接管22與刷體馬達20連接，吸塵管24一端固定在刷體連接管22的正下方，另一端置于蝦米彎1之外。

本實用新型的有益之處為：1.該機器人通過半球形的輪子行走，并設有恒力頂緊機構，使車體在管內(nèi)可以穩(wěn)定地行走；2.該機器人通過運用L型回轉臂實現(xiàn)了車體不用進入彎管就可以完成蝦米彎部分的清潔；3.該機器人清潔工作集清掃和吸塵于一體，保證了清掃效果；4.該機器人集成了電、液、氣等多種動力裝置，保證了清掃機器人安全可靠的工作，整車結構緊湊，行走方便。

附圖說明

圖1是本實用新型的總體結構示意圖，圖2是車體結構示意圖，圖3是橫梁結構示意圖，圖4是刷體結構示意圖，圖5是輪子結構示意圖，附圖標記及對應名稱為：蝦米彎1，車架2，車輪3，氣泵4，液壓泵5，異形液壓油箱6，橫梁7，豎直導軌8，豎直滑塊9，張緊輪10，氣缸11，回轉馬達12，連接板13，蝸桿減速器14，L型回轉臂15，水平導軌16，絲杠17，移動馬達18，刷體梁19，刷體馬達20，法蘭21，刷體連接管22，刷體23，吸塵管24。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型是一種用于蝦米彎清理的可自動回轉機器人，由行走小車、恒力頂緊機構、回轉機構和清掃機構四部分組成，所述的行走小車由車架2、車輪3、氣泵4、液壓泵5、異形液壓油箱6組成，所述的車輪3共四個，安裝在車架2上，氣泵4安裝在車架左后方，液壓泵5安裝在車架正后方，異形液壓油箱6安裝在車架上，靠近液壓泵5，所述的恒力頂緊機構由橫梁7、豎直導軌8、豎直滑塊9、張緊輪10、氣缸11組成，所述的橫梁7安裝在車架2上，并處于車架2寬度方向的正中間，豎直導軌8安裝在橫梁7上，豎直滑塊9與豎直導軌8嚙合滑動，張緊輪10通過連接板固定在豎直滑塊9上，氣缸11安裝在車架2上，其活塞桿與固定在豎直滑塊9上的連接板連接；所述的回轉機構由回轉馬達12、連接板13、蝸桿減速器14、L型回轉臂15、水平導軌16、絲杠17、移動馬達18和刷體梁19組成，所述的連接板13安裝在車架2的左前方，蝸桿減速器14安裝在連接板13上，回轉馬達12的輸出軸與連接蝸桿減速器14的輸入孔配合連接，L型回轉臂15通過標準的回轉軸承與蝸桿減速器14的輸出軸連接，水平導軌16安裝在L型回轉臂15的上表面，絲杠17和移動馬達18安裝在L型回轉臂15的側面，刷體梁19安裝在水平導軌16上，刷體梁19上安裝螺母，螺母與絲杠17嚙合；所述的清掃機構由刷體馬達20、法蘭21、刷體連接管22、刷體23、吸塵管24組成，所述的刷體馬達20通過法蘭21與刷體梁19連接，刷體23通過刷體連接管22與刷體馬達20連接，吸塵管24一端固定在刷體連接管22的正下方，另一端置于蝦米彎1之外。

如圖1、圖2所示，行走小車的車架2的下方安裝電機及蝸桿減速器，車輪3呈半球體，外徑與蝦米彎內(nèi)徑相等，外緣處有溝槽。

如圖1、圖2所示，所述的異形液壓油箱6呈L型。

如圖1、圖2、圖4所示，所述的刷體23由N根小刷沿刷體連接管22外緣均布，每根小刷由若干細鋼絲扎制于一根粗鋼絲形成，小刷的長度略大于蝦米彎的半徑。

如圖1、圖2、圖3所示，所述的橫梁7安裝在車架2上，并處于車架2寬度方向的正中間，豎直導軌8安裝在橫梁7上，豎直滑塊9與豎直導軌8嚙合滑動，張緊輪10通過連接板固定在豎直滑塊9上，氣缸11安裝在車架2上，其活塞桿與固定在豎直滑塊9上的連接板固定，氣缸11具有恒定定的推力且具有可壓縮性，可以等效為彈簧，使張緊輪10時刻保持有一定的頂緊力，并且可以平穩(wěn)地越障，橫梁7的位置保證了張緊輪10處于車體寬度方向的正中間，保證車體的平衡。

如圖1、圖2所示，所述的連接板13安裝在車架2的左前方，蝸桿減速器14安裝在連接板13上，回轉馬達12的輸出軸與連接蝸桿減速器14的輸入孔配合連接，L型回轉臂15通過標準的回轉軸承與蝸桿減速器14的輸出軸連接，回轉馬達12驅(qū)動蝸桿減速器14，輸出較大的扭矩，保證L型回轉臂15平穩(wěn)地轉動，L型回轉臂15避開了蝦米彎內(nèi)圈部分，使刷體梁及刷體可以進入蝦米彎進行清理，所述的水平導軌16安裝在L型回轉臂15的上表面，絲杠17和移動馬達18安裝在L型回轉臂15的側面，刷體梁19安裝在水平導軌16上，刷體梁19上安裝螺母，螺母與絲杠17嚙合，其特征在于通過移動馬達18驅(qū)動絲杠17旋轉，刷體梁19在螺母帶動下沿水平導軌16移動，實現(xiàn)刷體梁的水平移動。

如圖1、圖2、圖4、圖5所示，所述的清掃機構由刷體馬達20、法蘭21、刷體連接管22、刷體23、吸塵管24組成，所述的刷體馬達20通過法蘭21與刷體梁19連接，刷體23通過刷體連接管22與刷體馬達20連接，吸塵管24一端固定在刷體連接管22的正下方，另一端置于蝦米彎1之外，刷體馬達20驅(qū)動刷體23進行轉動，刷體23與管內(nèi)壁有一定的壓縮量，吸塵管24隨刷體23保持固定的位置，同時移動，將清掃物及時清理，保證清掃效果。

如圖1、圖2所示，行走小車的車架2由電機配蝸桿減速器驅(qū)動行走，車輪3呈半球體，外緣處有溝槽，其特征在于車輪3的外形結構與管內(nèi)的形狀相同，半球形輪子的外徑與管內(nèi)徑相等，保證二者良好接觸，避免車輪打滑，使小車行走平穩(wěn)。

如圖1所示，恒力頂緊機構中氣缸11內(nèi)保持恒定的氣壓，工作時，張緊輪10與蝦米彎1內(nèi)的弧面接觸，其特征在于氣缸11內(nèi)的氣壓可根據(jù)不同的條件進行調(diào)節(jié)。

如圖1所示，回轉機構中的L型回轉臂15的轉動速度和刷體梁19的移動速度之間有對應關系，根據(jù)不同的蝦米彎尺寸通過調(diào)節(jié)回轉馬達12和移動馬達18的轉速進行控制，保證刷體23可以沿蝦米彎的軸線進行移動，保證清掃效果。

本實用新型的工作過程為：

第一步，將一種用于蝦米彎清理的管道機器人放入需要清理的蝦米彎內(nèi)，保證車體水平，打開氣泵，使張緊輪與管內(nèi)壁貼合，通過調(diào)節(jié)氣壓使張緊輪保持預設的恒力；

第二步，啟動刷體馬達，小車沿直管內(nèi)開始行走，刷體旋轉清掃，吸塵管持續(xù)工作，將清理掉的殘渣抽出去；

第三步，清理完直管部分時，小車停止不動，回轉馬達和移動馬達協(xié)同工作，在預設的控制下，L型回轉臂逆時針轉動時，刷體梁對應向半徑增大方向移動，使刷體始終沿蝦米彎的軸線移動，同時刷體轉動進行清理；

第四步，當清理完畢，L型回轉臂和刷體梁沿同時動作，保證刷體繼續(xù)沿蝦米彎軸線收回，最終使刷體擺放在小車的正前方，收車完畢，然后小車從管內(nèi)倒出來，工作完畢。