[發明專利]一類管外自動噴涂機器人

無效

• 申請號: 200810025000.1
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101293237A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 馬履中;王成軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B05C5/02
• 分類號: B05C5/02;B05B13/04;B05B15/06;B25J5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一類管道外壁噴涂機械，特指用不完全鏈傳動系統實現噴槍環繞 管道外壁作往復擺動式噴涂作業，利用輪式或履帶式行走機構驅動機器人沿管道 行走。在本機器人通用機械接口上可以安裝不同作業裝置，完成不同的管道維護 任務，如管道外的除銹、清灰、檢測、焊接等。本機器人屬于管道機器人和管道 防腐設備的研究領域。

背景技術

管道機器人是機器人重點應用領域之一，屬于特種機器人的研究范疇，它是 一種可沿管道自動行走，攜有一種或多種傳感器件和作業機構、在遙控或計算機 控制下能在極其惡劣的環境中進行一系列管道施工、維修和檢測等管道作業的機 電一體化系統。其中施工與維修項目包括清掃、除銹、補口、焊接和管道內外防 腐噴涂等；檢測作業項目包括防腐后狀況，對接管道焊縫質量，管道內外腐蝕程 度，管道壁厚，防腐層厚度，管道壁厚，管壁缺陷等。實踐已經證明隨著管道機 器人技術的發展，其應用將會越來越廣泛。

野外運行的埋地油氣管道，在運行了近30年左右，外防護層已經老化，為保 證油氣管道的安全運行，同時又保證石油、天然氣的正常輸送，需要在不停止輸 送油、氣的情況下進行外防護層的大修。具體操作時，首先把埋地管道四周的土 壤挖開，各留出0.5m左右的空隙，然后再對管道進行去防腐層，除銹、噴砂等處 理。最后再對處理完的管道進行噴涂作業。由于我國大修防腐工藝流程和國外不 同，現有的進口噴涂設備不適合我國石油管道進行自動化噴涂，只能人工噴涂， 效率低下。目前國內外都沒有合適的野外防腐施工用的自動噴涂設備，也沒有關 于管道外自動噴涂機器人方面的研究報道。因此，研究一種適合我國野外防腐施 工的管外自動噴涂機器人，實現管外防腐噴涂自動化，提高生產效率，就顯得更 加迫切和重要，意義也更重大。

目前國內外對管道噴涂機器人的研究還非常少，查詢到的專利如： CN96239917.5僅局限于地下管道內壁噴涂防腐噴涂，不涉及管道外壁噴涂。本發 明解決了直管道外壁的自動防腐噴涂問題。

發明內容

本發明的目的是要提供一類可實現直管道外壁的自動防腐噴涂機器人，能適 合野外管道防腐施工，滿足石油、天然氣等直管道外壁防腐的要求。

本發明采用的技術方案是：

管外自動噴涂機器人由往復擺動噴涂機構、直線行走機構和本體機架組成， 其中往復擺動噴涂機構由不完全鏈傳動系統構成，用來實現噴槍環繞管道外壁作 往復擺動；行走機構采用輪式或履帶式，實現機器人沿管道作連續或間歇式直線 行走；機器人的行走驅動方式可以采用單驅動、雙驅動或三驅動三種驅動方式中 的任一種；本體機架由上下兩部分組成，可以通過快速拆裝手柄實現機器人的快 速拆裝。

另外，在本機器人通用機械接口上可以安裝不同作業裝置，完成管外除銹、 清灰、檢查、焊接等不同的管道維護任務。

本發明系統結構簡單，可靠性高，作業質量易于保證，該技術能夠替代人工 方式實現管道外防腐噴涂等維護作業方式的自動化。

本發明的有益效果是：

(1)本發明能實現平直管道外壁防腐噴涂的機械化和自動化，尤其是解決了 石油、天然氣等野外管道外壁的防腐噴涂難題；

(2)機器人本體采用分體式結構，通過快速拆裝手柄實現機器人的快速拆裝， 操作方便簡單，節省時間，提高了工作效率；可在不停止輸送油、氣的情況下進 行外防護層的大修。

(3)機器人通用機械接口上還可以安裝不同作業裝置，能完成管外除銹、清 灰、檢查、焊接等其它管道維護任務，實現了一機多能。

附圖說明

圖1.管外噴涂機器人噴涂結構主視圖

圖2.管外噴涂機器人噴涂結構左視圖

圖3.不完全鏈傳動系統

圖4.3號鏈輪的結構與安裝圖

1.管道??2.驅動電機??3.行走系統??4.快速操作手柄??5.3號大鏈輪??6.周向 運動系統??7.機器人通用接口??8.噴槍??9.1號小鏈輪??10.不完全鏈(10a，10b 工作排，10c支撐排)??11.2號鏈輪??12.4號鏈輪??13，14.齒輪??15.5號鏈輪 16.6號鏈輪??17.懸臂架??18.電機與減速器??19.壓緊彈簧調節螺栓A??20. 滾動體??21.壓緊彈簧調節螺栓B??22.壓緊輪??23.壓緊彈簧

具體實施方式