[發明專利]一種用于鍋爐檢測維修的柔索并聯驅動機器人

在審

• 申請號: 201811152408.5
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN110962108A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 楊增陽;岳海姣;薄悅;傅裕;毛恒昱
• 申請（專利權）人: 洛陽清展智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J19/02;B25J19/04
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春;胡世輝

本發明公開一種用于鍋爐檢測維修的柔索并聯驅動機器人，包括機器人身體部分、驅動部分及控制部分，機器人身體部分為一個具有多面立方體結構的框架，該框架上設置有1個或多個機械臂模塊，該機械臂前端搭載工作模塊，可對檢測面進行檢測與維修；該框架上還設置有視覺模塊，實現機器人運動過程錄像與觸發拍照，該機器人由若干組驅動控制其運行軌跡，驅動中的鋼絲繩一端與驅動模塊連接，另一端經過滑輪組件后與鍋爐內的機器人連接，驅動部分由控制柜控制。本發明克服了現有技術的壁壘，所研發的柔索并聯驅動機器人負載能力強，運動靈活，靠繩索支撐驅動，在各種復雜工況下如履平地，可以達到人和現有機器人無法達到的地方，完成特種作業。

技術領域

本發明屬于鍋爐檢測維修設備技術領域，具體涉及一種用于鍋爐檢測維修的柔索并聯驅動機器人。

背景技術

火力發電在我國電力供應中占主導地位。在鍋爐中，煤粉燃燒后釋放熱量，這些熱量通過水冷壁管傳遞給管內介質，使其轉換為過熱蒸汽推動汽輪機發電。由于運行煤種比設計煤種較差，所以鍋爐水冷壁的高溫腐蝕無法避免，高溫火焰及煙氣沖刷水冷壁管，任何型式、參數、容量的鍋爐都會發生這種腐蝕。由于水冷壁的高度一般在6-80m，所以檢修時須搭滿堂腳手架，現在國內電站鍋爐檢修普遍使用人工檢修，檢修危險系數高、周期長、效果差，價格高。機器代人是電廠鍋爐檢修的趨勢。

從日本鋼管株氏會社于 1988 年開發了首臺磁性輪式爬壁機器人開始，爬壁機器人行業得到了快速發展。日本日立公司研制了一臺八足磁足式爬壁機器人，依靠磁足提供的吸附力吸附在壁面上，但是由于機器人步法控制比較復雜，運動靈活性不好，而且采用電磁鐵提供吸力，意外斷電會造成安全隱患。

國內很多科研單位在鍋爐爬壁機器人方面也進行了大量的研究，以往的研究表明輪式移動式機器人在相對平坦的地形上行駛時，具有相當的優勢，運動速度迅速、平穩，結構和控制也較簡單，但在不平地面上行駛時，能耗將大大增加，車輪的作用也將嚴重喪失，移動效率大大降低。為了改善輪子對松軟地面和不平地面的適應能力，履帶式移動式機器人應運而生但履帶式機器人在不平地面上的機動性仍然很差，行駛時機身晃動嚴重。

然而，由于鍋爐內壁工況極其復雜，上述機器人以及其他現有的機器人，在實際中無法得到應用，導致鍋爐檢測維修目前仍然為人工作業。

發明內容

為解決現有爬壁機器人所存在的結構復雜、通用性較差，控制復雜，靈活性不強、成本較高等問題，本發明提供一種用于鍋爐檢測維修的柔索并聯驅動機器人，克服了現有技術的壁壘，本發明的柔索并聯驅動機器人負載能力強，運動靈活，靠繩索支撐驅動，在鍋爐如履平地，可以達到人和現有機器人無法達到的地方，完成特種作業。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種用于鍋爐檢測維修的柔索并聯驅動機器人，機器人設置在鍋爐內且靠近鍋爐內壁，鍋爐的爐壁29上設有觀火孔30，所述機器人包括機器人身體部分，機器人身體部分設置有至少一個機械臂模塊，機械臂模塊前端搭載工作模塊6，所述機器人身體部分四周還連接有驅動其行走的鋼絲繩22，鋼絲繩22另一端穿過觀火孔30連接有設置在鍋爐外的繩索驅動模塊16，繩索驅動模塊16、機械臂模塊和工作模塊6均連接控制柜；觀火孔30兩側設置有用于支撐鋼絲繩22的第一滑輪組件17和第二滑輪組件18，第一滑輪組件17和第二滑輪組件18分別位于鍋爐外、鍋爐內且處于同一水平線上。

為了及時監測鋼絲繩22的狀態，所述第一滑輪組件17和觀火孔30之間設置有至少一個張力傳感器20，圖2中張力傳感器20為三個，鋼絲繩22經過張力傳感器20，張力傳感器20連接控制柜。

所述繩索驅動模塊16中設置有雙向超越離合器。

所述機器人身體部分還設置有視覺模塊，視覺模塊連接控制柜，視覺模塊包括固定在機器人上的工作臺11，工作臺11上設置有相機13、深度相機14和照明燈15，還安裝有用于支撐相機13的云臺12。