本實(shí)用新型涉及一種清理鍋爐焊縫的裝置，屬于鍋爐維修設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)中使用的鍋爐有各種類型，圓柱形狀的鍋爐應(yīng)用十分廣泛，它的兩端為圓錐形，中間為圓柱形。各種鍋爐在使用過(guò)程中必須進(jìn)行定期維修，以保證設(shè)備的完好率，避免發(fā)生安全事故。對(duì)鍋爐定期檢修的重要內(nèi)容之一是定期對(duì)焊縫進(jìn)行清理，檢查焊縫是否存在開(kāi)焊、滲漏等問(wèn)題。目前在對(duì)鍋爐停爐檢查修理時(shí)，采取人工進(jìn)行鍋爐焊縫的清掃、檢測(cè)，存在工作時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低、環(huán)境惡劣、易發(fā)生事故和檢測(cè)手段技術(shù)原始等眾多缺點(diǎn)，十分有必要進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種清理鍋爐焊縫的裝置，這種裝置能夠清理鍋爐焊縫中的積灰、結(jié)渣、能檢測(cè)到焊縫所在位置等要求，清理裝置并能夠在在鍋爐內(nèi)部對(duì)鍋爐上下兩端封頂焊接處的焊縫進(jìn)行清理打磨。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種清理鍋爐焊縫的裝置，它由機(jī)座部分、機(jī)身部分和機(jī)械臂部分組成，機(jī)座部分包括底座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在底座中，機(jī)身部分包括導(dǎo)軌、導(dǎo)軌底座、升降臺(tái)，導(dǎo)軌連接在導(dǎo)軌底座的上方，導(dǎo)軌底座的下端與底座相連接，機(jī)械臂部分包括大臂、小臂、手腕和末端執(zhí)行器，大臂的后端與升降臺(tái)相連接，大臂的前端與小臂的后端相連接，小臂的前端與手腕相連接，手腕上安裝末端執(zhí)行器。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述導(dǎo)軌底座的下部連接法蘭，法蘭與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連接，導(dǎo)軌與導(dǎo)軌底座垂直連接，導(dǎo)軌上有滑槽，升降臺(tái)的兩側(cè)有長(zhǎng)方形滑板，滑板分別位于導(dǎo)軌的兩側(cè)，兩塊滑板之間有螺桿相連接，升降臺(tái)的滑板與導(dǎo)軌的滑槽為滑動(dòng)配合，導(dǎo)軌底座上安裝有升降電機(jī)，升降電機(jī)的電機(jī)軸與下鏈輪相連接，在導(dǎo)軌的頂端安裝有上鏈輪，下鏈輪和上鏈輪之間連接鏈條，鏈條中間與滑板外側(cè)的中間鏈輪相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述大臂采用兩塊長(zhǎng)條形的鋼板平行結(jié)構(gòu)，大臂的后端與大臂電機(jī)的電機(jī)軸相連接，大臂電機(jī)安裝在升降臺(tái)的一個(gè)滑板的外側(cè)面上，大臂的前端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與小臂的后端相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述小臂采用兩塊長(zhǎng)條形的鋼板平行結(jié)構(gòu)，小臂的后端有拉孔與小臂長(zhǎng)連桿的上端連接，小臂長(zhǎng)連桿的下端與小臂連桿的上端相連接，小臂連桿的下端與小臂電機(jī)的電機(jī)軸相連接，小臂電機(jī)安裝在升降臺(tái)的另一個(gè)滑板的外側(cè)面上。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述手腕由腕部支架、腕部連桿、三角架組成，腕部支架為U型鋼板結(jié)構(gòu)，腕部支架的后端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與小臂的前端相連接，腕部支架的前端連接腕部連桿的下端，腕部連桿的上端與三角架相連接，三角架同時(shí)分別與大臂的前端和小臂的后端相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、進(jìn)給滑臺(tái)、進(jìn)給絲杠、打磨機(jī)構(gòu)組成，進(jìn)給滑臺(tái)為L(zhǎng)型框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)給滑臺(tái)的垂直側(cè)面有絲杠孔，進(jìn)給絲杠穿在絲杠孔中，進(jìn)給絲杠的一端與步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸相連接，進(jìn)給滑臺(tái)的水平側(cè)面與打磨機(jī)構(gòu)相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述打磨機(jī)構(gòu)由打磨底座、打磨電機(jī)和砂輪組成，打磨底座與進(jìn)給滑臺(tái)的水平側(cè)面相連接，打磨電機(jī)安裝在打磨底座上，打磨電機(jī)的電機(jī)軸上端安裝砂輪。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型有機(jī)座部分、機(jī)身部分和機(jī)械臂部分，機(jī)座可以帶動(dòng)機(jī)身進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，機(jī)械臂可以沿著機(jī)身進(jìn)行上下升降，并可以旋轉(zhuǎn)，機(jī)械臂的前端有末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以完成對(duì)焊縫的打磨清理。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，具有有三個(gè)自由度，可以在360度空間進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐焊縫的全自動(dòng)清理，工作效率高，同時(shí)可以避免工人進(jìn)入鍋爐內(nèi)工作，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是底座與機(jī)身的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是升降臺(tái)與機(jī)械臂的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是腕部和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是大臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是小臂連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是小臂長(zhǎng)連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是小臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是腕部連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是三角架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是腕部支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是進(jìn)給絲杠的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是進(jìn)給滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17是打磨機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18是導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖；

圖19是導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)剖視圖。

圖中標(biāo)記如下：底座1、旋轉(zhuǎn)電機(jī)2、下鏈輪3、升降電機(jī)4、小臂電機(jī)5、升降臺(tái)6、導(dǎo)軌7、大臂8、上鏈輪9、三角架10、小臂11、大臂電機(jī)12、打磨機(jī)構(gòu)13、進(jìn)給滑臺(tái)14、腕部支架15、導(dǎo)軌底座16、法蘭17、小臂連桿18、小臂長(zhǎng)連桿19、腕部連桿20、進(jìn)給絲杠21、打磨底座22、打磨電機(jī)23、砂輪24。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型由三部分構(gòu)成，分別為機(jī)座部分、機(jī)身部分和機(jī)械臂部分。機(jī)座用于固定旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)身的固定及360度旋轉(zhuǎn)。機(jī)身安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌，用于機(jī)械臂的支撐、升降。機(jī)械臂包括大臂、小臂、手腕和末端執(zhí)行器四部分，用于對(duì)焊縫的打磨清理。驅(qū)動(dòng)裝置采用交流伺服電動(dòng)機(jī)，為機(jī)械部分的移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。

本實(shí)用新型的主體有三個(gè)自由度，分別為：機(jī)身繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)身在Z軸的上下移動(dòng)、大臂繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和小臂繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。腕部有兩個(gè)自由度，分別為進(jìn)給裝置的移動(dòng)和打磨砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖中顯示，機(jī)座部分包括底座1、旋轉(zhuǎn)電機(jī)2。旋轉(zhuǎn)電機(jī)2安裝在底座1中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2帶動(dòng)底座1轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖中顯示，機(jī)身部分包括導(dǎo)軌7、導(dǎo)軌底座16、升降臺(tái)6。導(dǎo)軌7垂直連接在導(dǎo)軌底座16的上方，導(dǎo)軌底座16的下部連接法蘭17，法蘭17與旋轉(zhuǎn)電機(jī)2相連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2通過(guò)鍵連接法蘭17帶動(dòng)導(dǎo)軌底座16轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)軌7隨之進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。

圖中顯示，導(dǎo)軌7上有滑槽，升降臺(tái)6的兩側(cè)有長(zhǎng)方形滑板，滑板分別位于導(dǎo)軌7的兩側(cè)，兩塊滑板之間有螺桿相連接，升降臺(tái)6的滑板與導(dǎo)軌7的滑槽為滑動(dòng)配合。導(dǎo)軌底座16上安裝有升降電機(jī)4，升降電機(jī)4的電機(jī)軸與下鏈輪3相連接，在導(dǎo)軌7的頂端安裝有上鏈輪9，下鏈輪3和上鏈輪9之間連接鏈條，鏈條中間與滑板外側(cè)的中間鏈輪相連接。升降電機(jī)4通過(guò)下鏈輪3帶動(dòng)鏈條上下移動(dòng)，鏈條帶動(dòng)升降臺(tái)6上下移動(dòng)，升降臺(tái)6帶動(dòng)機(jī)械臂整體的升降。

圖中顯示，機(jī)械臂部分包括大臂8、小臂11、手腕和末端執(zhí)行器。大臂8的后端與升降臺(tái)6相連接，大臂8的前端與小臂11的后端相連接，小臂11的前端與手腕相連接，手腕上安裝末端執(zhí)行器。

圖中顯示，大臂8采用兩塊長(zhǎng)條形的鋼板平行結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于降低成本和擴(kuò)大可利用空間，并且能夠?qū)M足剛度的要求。大臂8的后端與大臂電機(jī)12的電機(jī)軸相連接，大臂電機(jī)12安裝在升降臺(tái)6的一個(gè)滑板的外側(cè)面上，大臂電機(jī)12直接驅(qū)動(dòng)大臂8做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。大臂8的前端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與小臂11的后端相連接。大臂8主要承受以下幾個(gè)方面的外力：自身重力；機(jī)械臂前端末端執(zhí)行器、小臂11和腕部的重力；各關(guān)節(jié)上電機(jī)及減速器的重力；其他各小零件的重力。

圖中顯示，小臂11采用兩塊長(zhǎng)條形的鋼板平行結(jié)構(gòu)，小臂11的后端有拉孔與小臂長(zhǎng)連桿19的上端連接，小臂長(zhǎng)連桿19的下端與小臂連桿18的上端相連接，小臂連桿18的下端與小臂電機(jī)5的電機(jī)軸相連接，小臂電機(jī)5安裝在升降臺(tái)6的另一個(gè)滑板的外側(cè)面上。小臂電機(jī)5帶動(dòng)小臂連桿18和小臂長(zhǎng)連桿19，進(jìn)而帶動(dòng)與小臂長(zhǎng)連桿19連接的小臂11，從而實(shí)現(xiàn)小臂11的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。小臂11主要承受以下幾個(gè)方面的外力：本身重力；機(jī)械臂腕部、末端執(zhí)行器的重力；腕部電機(jī)及減速器的重力；打磨時(shí)砂輪的反作用力；其他各小零件的重力。

圖中顯示，手腕由腕部支架15、腕部連桿20、三角架10組成。腕部支架15為U型鋼板結(jié)構(gòu)，腕部支架15的后端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與小臂11的前端相連接，腕部支架15的前端連接腕部連桿20的下端，腕部連桿20的上端與三角架10相連接，三角架10同時(shí)分別與大臂8的前端和小臂11的后端相連接。

大臂8、腕部連桿20和三角架10構(gòu)成平行四邊形，在保證平行四邊形中與大臂電機(jī)12與大臂8連接點(diǎn)的固定的底邊角度一定時(shí)，三角架10隨大臂8、小臂11的回轉(zhuǎn)一起運(yùn)動(dòng)。小臂11、三角架10、腕部連桿20和腕部支架15構(gòu)成平行四邊形。其中，利用三角架10構(gòu)成了兩個(gè)平行四邊形，由于兩個(gè)平行四邊形存在一定的角度關(guān)系，通過(guò)三角架10的變相作用，無(wú)論整個(gè)機(jī)械臂的位置及狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化，可使腕部支架15一直保持水平狀態(tài)。

圖中顯示，末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、進(jìn)給滑臺(tái)14、進(jìn)給絲杠21、打磨機(jī)構(gòu)13組成。進(jìn)給滑臺(tái)14為L(zhǎng)型框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)給滑臺(tái)14的垂直側(cè)面有絲杠孔，進(jìn)給絲杠21穿在絲杠孔中，進(jìn)給絲杠21的一端與步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸相連接，進(jìn)給滑臺(tái)14的水平側(cè)面與打磨機(jī)構(gòu)相連接。在清理焊縫過(guò)程中，打磨機(jī)構(gòu)13的砂輪24需要對(duì)鍋爐壁有一定的壓力，而且在打磨時(shí)砂輪24必須有徑向的微小位移，這樣才能保證打磨的徹底性。因此，需要設(shè)計(jì)進(jìn)給裝置。

圖中顯示，打磨機(jī)構(gòu)13由打磨底座22、打磨電機(jī)23和砂輪24組成，打磨底座22與進(jìn)給滑臺(tái)14的水平側(cè)面相連接，打磨電機(jī)23安裝在打磨底座22上，打磨電機(jī)23的電機(jī)軸上端安裝砂輪24。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如下：

導(dǎo)軌高度

將導(dǎo)軌設(shè)計(jì)為2米高。因此，機(jī)器人機(jī)械臂可升降的范圍大約在0~2米。導(dǎo)軌高度再配合導(dǎo)軌座和底座高度，這樣清理機(jī)器人的總體高度為2.44米。

大臂長(zhǎng)度

將大臂長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1米。在未工作狀態(tài)，大臂以近似垂直狀態(tài)與導(dǎo)軌平行放置，以減小機(jī)器人占用的空間。

小臂長(zhǎng)度

將小臂長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1米。在未工作狀態(tài)，小臂以收縮的狀態(tài)與大臂平行放置，以減小機(jī)器人占用的空間。

腕部長(zhǎng)度

腕部長(zhǎng)度設(shè)計(jì)以其內(nèi)部安裝的裝置及零件為準(zhǔn)，在滿足安裝尺寸的前提下盡量減小尺寸，腕部長(zhǎng)度約為0.25米。

由以上尺寸可以確定，本實(shí)用新型能清理的鍋爐尺寸范圍為：直徑1.5米~5米，高度0~3.2米。