一种自动化喷砂抛光设备

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种自动化喷砂抛光设备。

背景技术

现有管道包括下水管道、用于物料运输的管道等，在石油、天然气、化工原料等各个方面发挥着重要的作用。管道在加工过程中需对于内壁表面进行抛光处理，以提高管道内壁的光滑度等，但由于管道作业要求高、作业环境复杂多变，导致了人工抛光难度大，因此需设计一种能实现管道自动化抛光的机器人，以解决管道抛光的问题，此有待进一步研发解决。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种自动化喷砂抛光设备，本发明实现了管道的自动化抛光，无需人工操作，大大节省人力，同时不仅能适用于直管道的抛光，还适用于弯管道的抛光，使用范围广，经济实用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动化喷砂抛光设备，包括肢体、喷砂机构、调节密封机构、吸尘机构、行走驱动机构、控制机构，所述肢体包括挡板和连接组件，所述挡板的数量为两个，两所述挡板的内侧面的中间通过所述连接组件相连接；两所述挡板上均分布有所述调节密封机构，所述调节密封机构包括弹性密封圈、多个伸缩调节组件，所述伸缩调节组件包括第一卷筒电机、第二卷筒电机和弹性伸缩板；所述调节密封机构中：所述弹性密封圈的中间形成环形凹槽，所述弹性密封圈的内侧边与所述挡板的外轮廓相连接，所述弹性密封圈的外侧边呈自由状态，多个所述伸缩调节组件沿所述挡板的外侧面圆周均布设置，所述第一卷筒电机和第二卷筒电机与所述挡板外侧面相连接，所述弹性板的一端与所述第一卷筒电机的输出轴相连接并缠绕在所述第一卷筒电机的输出轴上，所述弹性板的另一端与所述第二卷筒电机的输出轴相连接并缠绕在所述第二卷筒电机的输出轴上，所述弹性板呈扇形结构，所述弹性板嵌入至所述环形凹槽内并支撑所述环形凹槽；所述喷砂机构和吸尘机构与所述挡板相连接，且所述喷砂机构的抛光砂出口位于所述两所述挡板之间，所述吸尘机构的吸尘进口位于两所述挡板之间；

所述行走驱动机构包括固定座、驱动电机、丝杆、支撑板、导向杆、滑动座、行走本体，所述行走本体的数量为多个，所述行走本体包括行走臂、滚轮、旋转驱动组件和连杆，两所述挡板的外侧面均分布有所述行走驱动机构；所述行走驱动机构中：所述固定座与所述挡板相连接，所述驱动电机安装于所述固定座上并与所述丝杆的一端相连接，所述支撑板通过多个所述导向杆与所述固定座相连接，所述丝杆的另一端与所述支撑板转动连接；所述滑动座上设有与所述丝杆相配合的螺纹通孔，所述滑动座通过所述螺纹通孔螺纹套合于所述丝杆上，所述滑动座上设有与所述导向杆位置相对且数量相同的多个导向孔，多个所述导向杆分别穿过多个所述导向孔；多个所述行走本体沿所述挡板的端面圆周均布设置；所述行走本体中：所述行走臂的一端与所述固定座相铰接，所述旋转驱动组件安装于所述行走臂上，所述行走臂的另一端转动安装有所述滚轮，所述滚轮与所述旋转驱动组件相连接，所述行走臂的中间与所述连杆的一端相铰接，所述连杆的另一端与所述滑动座相铰接；

所述控制机构包括摄像头、无线通信模块和控制器，所述摄像头安装于所述挡板的外侧面上，所述控制器分别与所述摄像头、无线通信模块、第一卷筒电机、第二卷筒电机、驱动电机和旋转驱动组件相连接；所述控制器根据所述无线通信模块传送过来的无线控制指令，控制所述摄像头、第一卷筒电机、第二卷筒电机、驱动电机和旋转驱动组件动作。

进一步地，所述连接组件包括多个弯曲调节本体，多个弯曲调节本体沿所述挡板的端面圆周均布设置，所述弯曲调节本体包括第一电动推杆、第一滑杆、第一万向接头、过渡杆、第二万向接头、第二滑杆和第二电动推杆，所述第一电动推杆和第二电动推杆分别安装于两所述固定座上，所述第一电动推杆与所述第一滑杆的一端相连接，所述第二电动推杆与所述第二滑杆的一端相连接，所述第一滑杆和第二滑杆分别与两所述挡板滑动配合安装，所述第一滑杆的另一端、第一万向接头、过渡杆、第二万向接头、第二滑杆的另一端依次相连接。

进一步地，所述喷砂机构包括喷砂抛光机主机、输送管、旋转驱动电机、主动齿轮、中空固定环、喷砂嘴、中空旋转环、环形外齿圈，多个所述输送管布设于所述挡板上，且所述输送管由所述挡板的外侧面穿入至两所述挡板之间，多个所述输送管的进口端与所述喷砂抛光机主机相连接，所述旋转驱动电机、主动齿轮、中空固定环、喷砂嘴、中空旋转环和环形外齿圈位于两所述挡板之间，所述旋转驱动电机与所述挡板相连接，所述旋转驱动电机的输出轴上安装有所述主动齿轮；多个所述输送管的出口端与所述中空固定环相连接，且所述输送管与所述中空固定环的中空内腔相连通；所述中空旋转环的外表面上设有所述环形外齿圈，所述中空固定环与所述中空旋转环转动安装，所述中空旋转环的中空内腔与所述中空固定环的中空内腔相连通，所述环形外齿圈与所述主动齿轮相啮合；所述中空旋转环的外表面沿圆周均布设有多个所述喷砂嘴，所述喷砂嘴与所述中空旋转环的中空内腔相连通。

进一步地，所述吸尘机构包括吸尘机本体、吸尘管、中空环形吸尘盒，多个所述吸尘管布设于所述挡板上，且所述吸尘管由所述挡板的外侧面穿入至两所述挡板之间，多个所述吸尘管的出口端与所述吸尘机本体相连接，所述中空环形吸尘盒的一端呈环形喇叭状的开口结构，所述中空环形吸尘盒的另一端与所述挡板相连接，所述中空环形吸尘盒与所述吸尘管的进口端相连接。

本发明使用时，将抛光机器人放置于内壁待抛光的管道内，通过行走驱动机构实现自动抛光机器人在管道内的自动移动，以实现管道内壁连续抛光；通过两挡板上的调节密封机构贴合管道内壁，具体地通过弹性密封圈贴合管道内壁，密封效果好，使得两挡板之间形成封闭的抛光空间，通过喷砂机构将高压气液，其中高压气流中含有抛光砂输送至两抛光空间内，抛光砂撞击管道内壁，以将管道内壁表面的污垢及不平整表面冲刷掉，实现管道内壁表面的抛光，经抛光产生的污物经吸尘机构回收，以污物排出抛光空间，如此以实现管道内壁的边抛光边清理，抛光和清理效率高，无需人工操作，大大节省人力。而且本发明抛光机器人能适用于不同大小管道的抛光和清理，大大提高了使用范围，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图。

图2为图1旋转一定角度后的立体图。

图3为图1剖切后的立体图。

图4为图1中的局部立体图。

图5为本发明挡板、调节密封机构相装配的立体图，其中对弹性密封圈进行了剖切。

图6为本发明挡板、弹性密封圈、喷砂机构、连接组件、吸尘机构相装配的局部立体图。

图7为图6剖切后的立体图。

图8为本发明中空环形吸尘盒和吸尘管相装配的立体图。

上述附图标记：

10挡板，110第一电动推杆，20弹性密封圈，21伸缩调节组件，211第一卷筒电机，212第二卷筒电机，213弹性板，301驱动电机，302固定座，303丝杆，304支撑板，305滑动座，306导向杆，307连杆，308行走臂，309滚轮，310旋转驱动组件，3101电机，3102主动伞齿轮轴，3103被动伞齿轮，501中空环形吸尘盒，502吸尘管，601输送管，602喷砂嘴，603旋转驱动电机，604主动齿轮，605中空旋转环，606环形外齿圈，607中空固定环，111第一滑杆，112第一万向接头，113过渡杆，114第二万向接头，115第二滑杆，116第二电动推杆，201内侧边，202外侧边，203环形凹槽。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-8所示，本实施方式提供的一种自动化喷砂抛光设备，包括肢体、喷砂机构、调节密封机构2、吸尘机构、行走驱动机构、控制机构(图中未画出)，所述肢体包括挡板10和连接组件，所述挡板10的数量为两个，两所述挡板10的内侧面的中间通过所述连接组件相连接；两所述挡板10上均分布有所述调节密封机构2，所述调节密封机构2包括弹性密封圈20、多个伸缩调节组件21，所述伸缩调节组件21包括第一卷筒电机211、第二卷筒电机212和弹性伸缩板213；所述调节密封机构2中：所述弹性密封圈20的中间形成环形凹槽203，所述弹性密封圈20的内侧边201与所述挡板10的外轮廓相连接，所述弹性密封圈20的外侧边202呈自由状态，多个所述伸缩调节组件21沿所述挡板10的外侧面圆周均布设置，所述第一卷筒电机211和第二卷筒电机212与所述挡板10外侧面相连接，所述弹性板213的一端与所述第一卷筒电机211的输出轴相连接并缠绕在所述第一卷筒电机211的输出轴上，所述弹性板213的另一端与所述第二卷筒电机212的输出轴相连接并缠绕在所述第二卷筒电机212的输出轴上，所述弹性板213呈扇形结构，所述弹性板213嵌入至所述环形凹槽203内并支撑所述环形凹槽203；所述喷砂机构和吸尘机构与所述挡板10相连接，且所述喷砂机构的抛光砂出口位于所述两所述挡板10之间，所述吸尘机构的吸尘进口位于两所述挡板10之间。

所述行走驱动机构包括固定座302、驱动电机301、丝杆303、支撑板304、导向杆306、滑动座305、行走本体，所述行走本体的数量为多个，所述行走本体包括行走臂308、滚轮309、旋转驱动组件310和连杆307，两所述挡板10的外侧面均分布有所述行走驱动机构；所述行走驱动机构中：所述固定座302与所述挡板10相连接，所述驱动电机301安装于所述固定座302上并与所述丝杆303的一端相连接，所述支撑板304通过多个所述导向杆306与所述固定座302相连接，所述丝杆303的另一端与所述支撑板304转动连接；所述滑动座305上设有与所述丝杆303相配合的螺纹通孔，所述滑动座305通过所述螺纹通孔螺纹套合于所述丝杆303上，所述滑动座305上设有与所述导向杆306位置相对且数量相同的多个导向孔，多个所述导向杆306分别穿过多个所述导向孔；多个所述行走本体沿所述挡板10的端面圆周均布设置；所述行走本体中：所述行走臂308的一端与所述固定座302相铰接，所述旋转驱动组件310安装于所述行走臂308上，所述行走臂308的另一端转动安装有所述滚轮309，所述滚轮309与所述旋转驱动组件310相连接，所述行走臂308的中间与所述连杆307的一端相铰接，所述连杆307的另一端与所述滑动座305相铰接。本实施方式中，行走本体的数量为三个。

本实施方式工作原理如下：

使用时，将本实施方式抛光机器人放置于内壁待抛光的管道内，通过行走驱动机构实现本实施方式抛光机器人在管道内的自动移动，以实现管道内壁连续抛光；通过两挡板10上的调节密封机构2贴合管道内壁，具体地，通过弹性密封圈20贴合管道内壁，密封效果好，使得两挡板10之间形成封闭的抛光空间，通过喷砂机构将抛光砂输送至抛光空间内，抛光砂撞击管道内壁，以将管道内壁表面的污垢及不平整表面等冲刷掉，实现管道内壁表面的抛光；经抛光产生的污物经吸尘机构回收，使得污物及时排出抛光空间，如此同时实现管道内壁抛光和污物清理，抛光和污物清理效率高，无需人工操作，大大节省人力。其中两挡板10的外侧面均分布有行走驱动机构，以在两行走驱动机构作用下保证本实施方式抛光机器人在管道内行走的平稳性。

本实施方式调节密封机构2工作时，伸缩调节组件21中，通过第一卷筒电机211和第二卷筒电机212分别实现弹性板213两端的收卷和放卷，以改变弹性板213的长度，使得弹性板213形成的扇形结构尺寸发生变化，从而被弹性板213支撑的弹性密封圈20的尺寸发生变化，弹性密封圈20的大小被改变，以使得调节密封机构2能适用于不同大小管道内壁的密封；进一步地，行走驱动机构工作时，驱动电机301启动，以驱动丝杆303转动，从而带动滑动座305相对于丝杆303移动，滑动座305移动以带动多个连杆307运动，在多个连杆307作用下带动多个行走臂308之间相互打开或收扰，以实现多个行走本体之间开合度的调节，以调节行走驱动机构的尺寸，从而能适用于不同大小管道内壁的支撑行走，如此使得本实施方式抛光机器人能适用于不同大小管道的抛光和污物清理，大大提高了使用范围，经济实用。其中在导向杆306和导向孔作用下实现了滑动座305的移动导向功能。

本实施方式滚轮309通过滚轮架(图中未标识)转动安装于行走臂308的另一端，其中旋转驱动组件310包括电机3101、主动伞齿轮轴3102和被动伞齿轮3103，其中电机3101安装于行走臂308上，主动伞齿轮轴3102安装于电机3101的输出轴上，滚轮309和被动伞齿轮3103通过连接轴(图中未显示)相连接，其中连接轴转动安装于滚轮架上，被动伞齿轮3103与主动伞齿轮轴3102相啮合。当然本实施方式旋转驱动组件310还可以直接采用电机3101即可，也可以是电机3101和蜗轮蜗杆结构的组合，此不做具体的限定。

本实施方式所述控制机构包括摄像头、无线通信模块和控制器，所述摄像头安装于所述挡板10的外侧面上，所述控制器分别与所述摄像头、无线通信模块、第一卷筒电机211、第二卷筒电机212、驱动电机301和旋转驱动组件310相连接；所述控制器根据所述无线通信模块传送过来的无线控制指令，控制所述摄像头、第一卷筒电机211、第二卷筒电机212、驱动电机301和旋转驱动组件310动作。该无线控制指令可以由移动终端或遥控器无线发送过来。无线通信模块可以为Wi-Fi模块、GPRS模块或蓝牙模块，也可以为3G模块、4G模块或5G模块，控制器可以是单片机、或者是可编程逻辑控制器，无线通信模块和控制器为现有常规技术，因此不做过多赘述。本实施方式优选地，两挡板10的外侧面均设有摄像头，以通过摄像头将管道内壁抛光前的状态和抛光后的状态反馈至移动终端，以实时监测管道内壁的抛光情况，保证抛光质量和效率。

本实施方式进一步优选地，所述连接组件包括多个弯曲调节本体，多个弯曲调节本体沿所述挡板10的端面圆周均布设置，所述弯曲调节本体包括第一电动推杆110、第一滑杆111、第一万向接头112、过渡杆113、第二万向接头114、第二滑杆115和第二电动推杆116，所述第一电动推杆110和第二电动推杆116分别安装于两所述固定座302上，所述第一电动推杆110与所述第一滑杆111的一端相连接，所述第二电动推杆116与所述第二滑杆115的一端相连接，所述第一滑杆111和第二滑杆115分别与两所述挡板10滑动配合安装，所述第一滑杆111的另一端、第一万向接头112、过渡杆113、第二万向接头114、第二滑杆115的另一端依次相连接。本实施方式中弯曲调节本体的数量为三个。本实施方式通过多个弯曲调节本体实现弯曲调节，以使得本实施方式抛光机器人不仅能适用于直管道的抛光和污物清理，还能适用于弯管道的抛光和污物清理，提高适用范围。连接组件工作时，弯曲调节本体中，第一电动推杆110和第二电动推杆116伸缩，以在第一万向接头112和第二万向接头114作用下，实现第一滑杆111和过渡杆113之间的弯曲，以及第二滑杆115与过渡杆113之间的弯曲，从而实现本实施方式抛光机器人的弯曲。

本实施方式进一步优选地，所述喷砂机构包括喷砂抛光机主机(图中未画出)、输送管601、旋转驱动电机603、主动齿轮604、中空固定环607、喷砂嘴602、中空旋转环605、环形外齿圈606，多个所述输送管601布设于所述挡板10上，且所述输送管601由所述挡板10的外侧面穿入至两所述挡板10之间，多个所述输送管601的进口端与所述喷砂抛光机主机相连接，所述旋转驱动电机603、主动齿轮604、中空固定环607、喷砂嘴602、中空旋转环605和环形外齿圈606位于两所述挡板10之间，所述旋转驱动电机603与所述挡板10相连接，所述旋转驱动电机603的输出轴上安装有所述主动齿轮604；多个所述输送管601的出口端与所述中空固定环607相连接，且所述输送管601与所述中空固定环607的中空内腔相连通；所述中空旋转环605的外表面上设有所述环形外齿圈606，所述中空固定环607与所述中空旋转环605转动安装，所述中空旋转环605的中空内腔与所述中空固定环607的中空内腔相连通，所述环形外齿圈606与所述主动齿轮604相啮合；所述中空旋转环605的外表面沿圆周均布设有多个所述喷砂嘴602，所述喷砂嘴602与所述中空旋转环605的中空内腔相连通。本实施方式中喷砂抛光机主机直接采用现有产品即可。使用时，喷砂抛光机主机位于管道外部，通过喷砂抛光机主机将抛光砂经多个输送管601输送至中空固定环607的中空内腔内，后抛光砂经中空旋转环605的中空内腔从喷砂嘴602喷出，抛光砂喷出撞击管道内壁。其中旋转驱动电机603启动驱动主动齿轮604转动，从而驱动环形外齿圈606和中空旋转环605相对于中空固定环607转动，以带动多个喷砂嘴602旋转，实现管道内壁的圆周抛光，抛光面积大。本实施方式中连接组件位于中空固定环607和中空旋转环605内，结构紧凑。

本实施方式进一步优选地，所述吸尘机构包括吸尘机本体(图中未画出)、吸尘管502、中空环形吸尘盒501，多个所述吸尘管502布设于所述挡板10上，且所述吸尘管502由所述挡板10的外侧面穿入至两所述挡板10之间，多个所述吸尘管502的出口端与所述吸尘机本体相连接，所述中空环形吸尘盒501的一端呈环形喇叭状的开口结构，所述中空环形吸尘盒501的另一端与所述挡板10相连接，所述中空环形吸尘盒501与所述吸尘管502的进口端相连接。吸尘机构使用时，吸尘机本体位于管道外部，吸尘机本体启动，抛光空间内的污物经中空环形吸尘盒501和多个吸尘管502收集至吸尘机本体内，其中中空环形吸尘盒501的一端呈环形喇叭状的开口结构，以扩大吸尘机构的吸尘进口，提高吸尘能力。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。