一种旋转式管道砂轮打磨系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种旋转式管道砂轮打磨系统，包括砂轮打磨单元，所述砂轮打磨单元的前端设置有前行走机构，所述砂轮打磨单元的后端设置有后行走机构；所述前行走机构与后行走机构为相对于所述砂轮打磨单元前后对称；所述前行走机构和后行走机构能带动所述砂轮打磨单元在管道内沿管道轴线方向行走；所述砂轮打磨单元能实时打磨所在位置的管道内壁；本发明专利技术的结构简单，支架驱动舵机使砂轮打磨单元和后行走机构所构成的整体完整旋转一周后，右砂轮打磨机构上的砂轮和左砂轮打磨机构上的砂轮均对被测管道的内壁打磨了一圈，打磨完整性高；而且该结构还可以适应多种内径的管道。

A Rotary Pipeline Grinding Wheel Grinding System and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式管道砂轮打磨系统及其方法
本专利技术属于管道打磨领域。
技术介绍
管道内壁的打磨工序往往处于人工不易触及的位置，往往需要借助机器人代替人工来完成，现有的打磨机器人往往结构异常复杂，而且打磨的完整性也不高。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种结构简单，打磨完整性高的一种旋转式管道砂轮打磨系统及其方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种旋转式管道砂轮打磨系统，包括砂轮打磨单元，所述砂轮打磨单元的前端设置有前行走机构，所述砂轮打磨单元的后端设置有后行走机构；所述前行走机构与后行走机构为相对于所述砂轮打磨单元前后对称；所述前行走机构和后行走机构能带动所述砂轮打磨单元在管道内沿管道轴线方向行走；所述砂轮打磨单元能实时打磨所在位置的管道内壁。进一步的，所述砂轮打磨单元包括长条形的砂轮机构支架；还包括支架驱动舵机；所述支架驱动舵机的舵机输出轴末端固定连接所述砂轮机构支架的中部一侧；所述支架驱动舵机能通过所述舵机输出轴带动所述砂轮机构支架沿所述舵机输出轴旋转；所述砂轮机构支架的右端上侧沿长度方向设置有右导轨；所述砂轮机构支架的左端下侧沿长度方向设置有左导轨；所述右导轨延长度方向上活动设置有右滑块，所述左导轨延长度方向活动设置有左滑块；所述砂轮机构支架的右侧沿长度方向设置有右丝杆，所述右丝杆的两端通过轴承转动安装在两右丝杆座上；所述左丝杆的两端通过轴承转动安装在两左丝杆座上；所述右丝杆上螺纹传动连接有右丝杆螺母，所述左丝杆上螺纹传动连接有左丝杆螺母；所述右丝杆螺母通过右连接件与所述右滑块固定连接；所述左丝杆螺母通过左连接件与所述左滑块固定连接；所述右丝杆的旋转能通过右丝杆螺母联动所述右滑块沿所述右导轨长度方向位移；所述左丝杆的旋转能通过左丝杆螺母联动所述左滑块沿所述左导轨长度方向位移；还包括左丝杆驱动机构和右丝杆驱动机构，所述左丝杆驱动机构和右丝杆驱动机构均包括固定安装的丝杆电机、第一传动齿轮和第二传动齿轮；所述丝杆电机的输出端传动连接所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合连接；所述第二传动齿轮同轴心固定连接对应的左丝杆或右丝杆；所述右滑块的上侧安装有右砂轮打磨机构，所述左滑块的下侧安装有左砂轮打磨机构；所述右砂轮打磨机构上的砂轮能随所述右滑块位移至砂轮机构支架的最左端；所述左砂轮打磨机构上的砂轮能随所述左滑块同步位移至砂轮机构支架的最右端。进一步的，所述前行走机构包括前螺纹筒，所述前螺纹筒固定连接在所述支架驱动舵机的机壳尾部，且所述前螺纹筒与所述舵机输出轴同轴心设置；所述前行走机构还包括前舵机座，所述前舵机座上安装有前舵机，所述前舵机座上还固定安装有前丝杆安装座，还包括与所述前螺纹筒同轴心的前丝杆，所述前丝杆的一端通过轴承与所述前丝杆安装座转动连接；所述前丝杆的另一端与所述前螺纹筒的内螺纹螺纹配合；所述前舵机的输出端通过第一联轴器与所述前丝杆传动连接，所述前舵机通过第一联轴器带动所述前丝杆旋转；所述前螺纹筒远离所述支架驱动舵机的一端同轴心固定安装有环形的第一铰接件座，所述第一铰接件座的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第一铰接件；所述前舵机座靠近所述支架驱动舵机的一端固定安装有环状的第二铰接座；所述第二铰接座的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第二铰接件；所述前行走机构还包括三组沿前丝杆轴线呈圆周阵列分布的前行走轮支架；每组所述前行走轮支架均包括第一连杆和第二连杆，各所述第一连杆的一端铰接连接对应的第二铰接件，各所述第二连杆的一端铰接连接对应的第一铰接件；各所述第一连杆的另一端均固定连接有主动轮单元；各所述主动轮单元与第一连杆的连接处设置有第三铰接件，各所述第二连杆的另一端与所对应的第三铰接件铰接连接。进一步的，所述后行走机构包括后螺纹筒，所述后螺纹筒固定连接在所述砂轮机构支架远离支架驱动舵机的一侧，且所述后螺纹筒与所述舵机输出轴同轴心设置；所述后行走机构还包括后舵机座，所述后舵机座上安装有后舵机，所述后舵机座上还固定安装有后丝杆安装座，还包括所述后螺纹筒同轴心的后丝杆，所述后丝杆的一端通过轴承与所述后丝杆安装座转动连接；所述后丝杆的另一端与所述后螺纹筒的内螺纹螺纹配合；所述后舵机的输出端通过第二联轴器与所述后丝杆传动连接，所述后舵机通过第二联轴器带动所述后丝杆旋转；所述后螺纹筒远离所述支架驱动舵机的一端同轴心固定安装有环形的第三铰接件座，所述第三铰接件座的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第四铰接件；所述后舵机座靠近所述支架驱动舵机的一端固定安装有环状的第四铰接座；所述第四铰接座的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第五铰接件；还包括三组沿后丝杆轴线呈圆周阵列分布的后行走轮支架；每组所述后行走轮支架均包括第三连杆和第四连杆，各所述第三连杆的一端铰接连接对应的第五铰接件，各所述第四连杆的一端铰接连接对应的第四铰接件；各所述第四铰接件的另一端均固定连接有主动轮单元；各所述主动轮单元与第三连杆的连接处设置有第六铰接件，各所述第四连杆的另一端与所对应的第六铰接件铰接连接。进一步的，各所述主动轮单元均包括行走机壳，所述行走机壳内包括固定安装的主动电机；还包括转动设置的输出伞齿轮、传动伞齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和主动轮；所述主动电机通过第三联轴器传动连接所述输出伞齿轮，所述输出伞齿轮与所述传动伞齿轮啮合连接，所述传动伞齿轮与所述第一传动齿轮通过传动轴同轴心同步连接；所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合连接，所述第二传动齿轮通过第二传动轴与所述主动轮同步连接；各所述主动轮的轴线均与所述前丝杆垂直；各所述主动轮能在所述管道内壁沿轴线方向滚动。进一步的，一种旋转式管道砂轮打磨系统的打磨方法：包括如下步骤：步骤一，将前行走机构、后行走机构和砂轮打磨单元所构成的整体结构沿轴线放入管道中，然后控制前丝杆和后丝杆旋转，通过控制前丝杆和后丝杆的旋向，使前舵机座与前螺纹筒做相互靠近的运动，后舵机座与后螺纹筒做相互靠近的运动；进而使前行走机构和后行走机构上的各个主动轮单元做逐渐远离前丝杆/后丝杆轴线的运动，直至各个主动轮单元上的主动轮的轮面均接触到被测管道的内壁，随着丝杆的继续旋转，最终前行走机构和后行走机构上的各个主动轮单元上的主动轮的轮面均紧密顶压被测管道的内壁；此时砂轮打磨单元被架空在被测管道的轴线位置；并此时的砂轮打磨单元两端的左砂轮打磨机构和右砂轮打磨机构上的砂轮均处于与被测管道的内壁不接触的状态；步骤二，同步启动前行走机构和后行走机构上的主动电机，进而使前行走机构和后行走机构上的所有主动轮以同一旋向转动，进而使各个主动轮沿被测管道滚动，进而带动前行走机构、后行走机构和砂轮打磨单元所构成的整体结构沿被测管道内的轴线方向行走，直至砂轮打磨单元到达被测管道内的预定打磨段；然后暂停所有主动轮旋转；步骤三，控制右砂轮打磨机构上的砂轮随右滑块位移至砂轮机构支架的最左端；并且控制左砂轮打磨机构上的砂轮随左滑块同步位移至砂轮机构支架的最右端；此时右砂轮打磨机构上的砂轮和左砂轮打磨机构上的砂轮均开始接触到被测管道的内壁；步骤四，通过单独控制后丝杆旋转，使后行走机构上各主动轮单元做逐渐靠近后丝杆轴线的运动，直至各个后行走机构上的主动轮的轮面均脱离被测管道的内壁；进而使右砂轮打磨机构整体处于架空状态；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式管道砂轮打磨系统，其特征在于：包括砂轮打磨单元(33)，所述砂轮打磨单元(33)的前端设置有前行走机构(32)，所述砂轮打磨单元(33)的后端设置有后行走机构(34)；所述前行走机构(32)与后行走机构(34)为相对于所述砂轮打磨单元(33)前后对称；所述前行走机构(32)和后行走机构(34)能带动所述砂轮打磨单元(33)在管道内沿管道(50)轴线方向行走；所述砂轮打磨单元(33)能实时打磨所在位置的管道(50)内壁。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式管道砂轮打磨系统，其特征在于：包括砂轮打磨单元(33)，所述砂轮打磨单元(33)的前端设置有前行走机构(32)，所述砂轮打磨单元(33)的后端设置有后行走机构(34)；所述前行走机构(32)与后行走机构(34)为相对于所述砂轮打磨单元(33)前后对称；所述前行走机构(32)和后行走机构(34)能带动所述砂轮打磨单元(33)在管道内沿管道(50)轴线方向行走；所述砂轮打磨单元(33)能实时打磨所在位置的管道(50)内壁。2.根据权利要求1所述的一种旋转式管道砂轮打磨系统，其特征在于：所述砂轮打磨单元(33)包括长条形的砂轮机构支架(17)；还包括支架驱动舵机(16)；所述支架驱动舵机(16)的舵机输出轴(18)末端固定连接所述砂轮机构支架(17)的中部一侧；所述支架驱动舵机(16)能通过所述舵机输出轴(18)带动所述砂轮机构支架(17)沿所述舵机输出轴(18)旋转；所述砂轮机构支架(17)的右端上侧沿长度方向设置有右导轨(018)；所述砂轮机构支架(17)的左端下侧沿长度方向设置有左导轨(017)；所述右导轨(018)延长度方向上活动设置有右滑块(49)，所述左导轨(017)延长度方向活动设置有左滑块(46)；所述砂轮机构支架(17)的右侧沿长度方向设置有右丝杆(58)，所述右丝杆(58)的两端通过轴承转动安装在两右丝杆座(078)上；所述左丝杆(53)的两端通过轴承转动安装在两左丝杆座(55)上；所述右丝杆(58)上螺纹传动连接有右丝杆螺母(62)，所述左丝杆(53)上螺纹传动连接有左丝杆螺母(52)；所述右丝杆螺母(62)通过右连接件(59)与所述右滑块(49)固定连接；所述左丝杆螺母(52)通过左连接件(51)与所述左滑块(46)固定连接；所述右丝杆(58)的旋转能通过右丝杆螺母(62)联动所述右滑块(49)沿所述右导轨(018)长度方向位移；所述左丝杆(53)的旋转能通过左丝杆螺母(52)联动所述左滑块(46)沿所述左导轨(017)长度方向位移；还包括左丝杆驱动机构和右丝杆驱动机构，所述左丝杆驱动机构和右丝杆驱动机构均包括固定安装的丝杆电机(54)、第一传动齿轮(57)和第二传动齿轮(56)；所述丝杆电机(54)的输出端传动连接所述第一传动齿轮(57)，所述第一传动齿轮(57)与第二传动齿轮(56)啮合连接；所述第二传动齿轮(56)同轴心固定连接对应的左丝杆(53)或右丝杆(58)；所述右滑块(49)的上侧安装有右砂轮打磨机构(48)，所述左滑块(46)的下侧安装有左砂轮打磨机构(47)；所述右砂轮打磨机构(48)上的砂轮能随所述右滑块(49)位移至砂轮机构支架(17)的最左端；所述左砂轮打磨机构(47)上的砂轮能随所述左滑块(46)同步位移至砂轮机构支架(17)的最右端。3.根据权利要求2所述的一种旋转式管道砂轮打磨系统，其特征在于：所述前行走机构(32)包括前螺纹筒(15)，所述前螺纹筒(15)固定连接在所述支架驱动舵机(16)的机壳尾部，且所述前螺纹筒(15)与所述舵机输出轴(18)同轴心设置；所述前行走机构(32)还包括前舵机座(5)，所述前舵机座(5)上安装有前舵机(1)，所述前舵机座(5)上还固定安装有前丝杆安装座(6)，还包括与所述前螺纹筒(15)同轴心的前丝杆(8)，所述前丝杆(8)的一端通过轴承与所述前丝杆安装座(6)转动连接；所述前丝杆(8)的另一端与所述前螺纹筒(15)的内螺纹螺纹配合；所述前舵机(1)的输出端通过第一联轴器(2)与所述前丝杆(8)传动连接，所述前舵机(1)通过第一联轴器带动所述前丝杆(8)旋转；所述前螺纹筒(15)远离所述支架驱动舵机(16)的一端同轴心固定安装有环形的第一铰接件座(14)，所述第一铰接件座(14)的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第一铰接件(13)；所述前舵机座(5)靠近所述支架驱动舵机(16)的一端固定安装有环状的第二铰接座(4)；所述第二铰接座(4)的轮廓边缘呈圆周阵列分布有三个第二铰接件(7)；所述前行走机构(32)还包括三组沿前丝杆(8)轴线呈圆周阵列分布的前行走轮支架；每组所述前行走轮支架均包括第一连杆(9)和第二连杆(10)，各所述第一连杆(9)的一端铰接连接对应的第二铰接件(7)，各所述第二连杆(10)的一端铰接连接对应的第一铰接件(11)；各所述第一连杆(9)的另一端均固定连接有主动轮单元(12)；各所述主动轮单元(12)与第一连杆(9)的连接处设置有第三铰接件(11)，各所述第二连杆(10)的另一端与所对应的第三铰接件(11)铰接连接。4.根据权利要求2所述的一种旋转式管道砂轮打磨系统，其特征在于：所述后行走机构(34)包括后螺纹筒(24)，所述后螺纹筒(19)固定连接在所述砂轮机构支架(17)远离支架驱动舵机(16)的一侧，且所述后螺纹筒(19)与所述舵机输出轴(18)同轴心设置；所述后行走机构(34)还包括后舵机座(007)，所述后舵机座(007)上安装有后舵机(29)，所述后舵机座(007)上还固定安装有后丝杆安装座(28)，还包括所述后螺纹筒(19)同轴心的后丝杆(24)，所述后丝杆(24...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宇，张云辉，杨富生，王熊辉，丁瑞敏，张雷乐，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61