[发明专利]一种步进式擦炮机器人及其使用方法

权利要求书

1.一种步进式擦炮机器人，其特征在于是一种由步进电机提供驱动力，螺杆和内螺纹套筒进行步伐式前进或后退，压紧臂和行走轮系支撑实现在炮管内行走并不打滑的机器人由清洗头(1)、内螺纹套筒(2)、移动螺杆(3)、第一双轴步进电机(4)、第二双轴步进电机(5)、第一电磁离合器(6)、第二电磁离合器(7)、第一压紧螺杆(8)、第二压紧螺杆(9)、第一压紧螺母(10)、第二压紧螺母(11)、第一起升压紧臂(12)、第二起升压紧臂(13)、第一常闭型微动开关(14)、第二常闭型微动开关(15)、第一橡胶弹簧(16)、第二橡胶弹簧(17)、第一微簧片(18)、第二微簧片(19)和行走轮系及支撑架(20)组成，清洗头(1)安装在内螺纹套筒(2)的外面与内螺纹套筒(2)通过铆接、焊接或螺钉依次固定连接为一体，移动螺杆(3)与内螺纹套筒(2)连接构成螺旋传动副；移动螺杆(3)与第一双轴步进电机(4)通过铆接、焊接或螺钉固定连接为一体，内螺纹套筒(2)与第二双轴步进电机(5)通过铆接、焊接或螺钉固定连接为一体；第一双轴步进电机(4)、第二双轴步进电机(5)分别与第一电磁离合器(6)、第二电磁离合器(7)通过键依次固定连接；第一电磁离合器(6)、第二电磁离合器(7)与第一压紧螺杆(8)、第二压紧螺杆(9)通过铆接、焊接或螺钉依次固定连接为一体；第一压紧螺杆(8)、第二压紧螺杆(9)分别与第一压紧螺母(10)、第二压紧螺母(11)依次连接构成螺旋传动副；第一压紧螺母(10)、第二压紧螺母(11)分别与两起升臂第一起升压紧臂(12)、第二起升压紧臂(13)通过销依次连接，第一起升压紧臂(12)上固定有第一橡胶弹簧(16)、第一常闭型微动开关(14)和第一微簧片(18)；第二起升压紧臂(13)上固定有第二橡胶弹簧(17)、第二常闭型微动开关(15)和第二微簧片(19)，整个机构由星型排列的行走轮系及支撑架(20)支撑。

2.按照权利要求1所述的一种步进式擦炮机器人，其特征在于所述的第一起升压紧臂(12)上固定的第一橡胶弹簧(16)、第一常闭型微动开关(14)和第一微簧片(18)的位置关系与第二起升压紧臂(13)上固定的第二橡胶弹簧(17)、第二常闭型微动开关(15)和第二微簧片(19)对称，第一常闭型微动开关(14)安装在第一橡胶弹簧(16)的右端，第一微簧片(18)安装在第一橡胶弹簧(16)和第一常闭型微动开关(14)的下面且压紧接触；同理第二常闭型微动开关(15)在第二橡胶弹簧(17)的左端，第二微簧片(19)安装在第二橡胶弹簧(17)和第二常闭型微动开关(15)的下面且压紧接触。

3.按照权利要求1所述的一种步进式擦炮机器人，其特征在于所述的第一起升压紧臂(12)和第二起升压紧臂(13)的压紧和放松由可编程序控制器PLC编程来实现，第一双轴步进电机(4)和第二双轴步进电机(5)的轴转动圈数由其相应的可编程序控制器PLC发出的固定的脉冲数来决定。

4.按照权利要求1所述的一种步进式擦炮机器人，其特征在于所述的第一双轴步进电机(4)、第二双轴步进电机(5)和第一电磁离合器(6)、第二电磁离合器(7)参数的选取按照火炮的种类的不同而定。

5.权利要求1所述的一种步进式擦炮机器人的使用方法其特征在于：

I首先将制造完成的上述一种步进式擦炮机器人置入需擦拭的炮膛内，而后与电源连通；

II第一起升压紧臂(12)和第二起升压紧臂(13)抬起、放下的动作在可编程序控制器PLC和第一常闭型微动开关(14)、第二常闭型微动开关(15)协同工作下完成，当第二起升压紧臂(13)需要抬起压紧炮膛内壁时，第二常闭型微动开关(15)向可编程序控制器PLC发送一信号，再由可编程序控制器PLC向第二电磁离合器(7)发出闭合信号使第二电磁离合器(7)闭合，第二双轴步进电机(5)的轴转动通过第二电磁离合器(7)闭合带动第二压紧螺杆(9)转动，使第二压紧螺母(11)向F的反方向运动，使得第二起升压紧臂(13)的右端向下运动，压紧端向上压紧炮膛内壁，当第二起升压紧臂(13)需要放下时，第二常闭型微动开关(15)向可编程序控制器PLC发送一信号，再由可编程序控制器PLC向第二电磁离合器(7)发出闭合信号使第二电磁离合器(7)闭合，并控制第二双轴步进电机(5)反向转动通过第二电磁离合器(7)带动第二压紧螺杆(9)反向转动，使第二压紧螺母(11)向F方向运动，使得第二起升压紧臂(13)的右端向上运动，压紧端向下，从而松开；第二起升压紧臂(13)放下时，由于第二橡胶弹簧(17)的作用使压紧螺栓弹起，放松第二微簧片(19)，由于第二微簧片(19)的弹力作用使第二常闭型微动开关(15)闭合，从而发出信号使第二电磁离合器(7)分离，则第二双轴步进电机(5)的轴转动时不对第二起升压紧臂(13)的抬起放下起作用。

III其工作循环过程为：

i当第一起升压紧臂(12)、第二起升压紧臂(13)均抬起，压紧炮膛内壁，由可编程序控制器PLC发出指令使第一双轴步进电机(4)和第二双轴步进电机(5)同向转动，从而带动内螺纹套筒(2)和清洗头(1)转动，实现清洗头(1)对火炮炮膛内表面残留物的清洗；

ii当清洗完成后，第一起升压紧臂(12)仍压紧炮膛内壁，第二起升压紧臂(13)放下，由可编程序控制器PLC发出指令使第一双轴步进电机(4)和第二双轴步进电机(5)反向转动，机器人左半部分由于第一起升压紧臂(12)的压紧而不动，右半部分向F方向前进；

iii当可编程序控制器PLC固定的脉冲总数发完后，由可编程序控制器PLC发出指令抬起第二起升压紧臂(13)压紧炮膛内壁，然后放下第一起升压紧臂(12)，再由可编程序控制器PLC发出指令使第一双轴步进电机(4)和第二双轴步进电机(5)反向转动，机器人右半部分由于第二起升压紧臂(13)的压紧而不动，左半部分向F方向前进；

iv当可编程序控制器PLC固定的脉冲总数发完后，由可编程序控制器PLC发出指令抬起第一起升压紧臂(12)，此时两起升臂第一起升压紧臂(12)、第二起升压紧臂(13)均处于压紧炮膛内壁的状态，再由可编程序控制器PLC发出指令使第一双轴步进电机(4)和第二双轴步进电机(5)同向转动，带动清洗头(1)转动清洗火炮炮膛内表面残留物，上述过程完成一个工作循环，如此往复循环从而实现对整个火炮炮膛内表面残留物的清洗。