[发明专利]一类管外自动喷涂机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一类管道外壁喷涂机械，特指用不完全链传动系统实现喷枪环绕 管道外壁作往复摆动式喷涂作业，利用轮式或履带式行走机构驱动机器人沿管道 行走。在本机器人通用机械接口上可以安装不同作业装置，完成不同的管道维护 任务，如管道外的除锈、清灰、检测、焊接等。本机器人属于管道机器人和管道 防腐设备的研究领域。

背景技术

管道机器人是机器人重点应用领域之一，属于特种机器人的研究范畴，它是 一种可沿管道自动行走，携有一种或多种传感器件和作业机构、在遥控或计算机 控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道施工、维修和检测等管道作业的机 电一体化系统。其中施工与维修项目包括清扫、除锈、补口、焊接和管道内外防 腐喷涂等；检测作业项目包括防腐后状况，对接管道焊缝质量，管道内外腐蚀程 度，管道壁厚，防腐层厚度，管道壁厚，管壁缺陷等。实践已经证明随着管道机 器人技术的发展，其应用将会越来越广泛。

野外运行的埋地油气管道，在运行了近30年左右，外防护层已经老化，为保 证油气管道的安全运行，同时又保证石油、天然气的正常输送，需要在不停止输 送油、气的情况下进行外防护层的大修。具体操作时，首先把埋地管道四周的土 壤挖开，各留出0.5m左右的空隙，然后再对管道进行去防腐层，除锈、喷砂等处 理。最后再对处理完的管道进行喷涂作业。由于我国大修防腐工艺流程和国外不 同，现有的进口喷涂设备不适合我国石油管道进行自动化喷涂，只能人工喷涂， 效率低下。目前国内外都没有合适的野外防腐施工用的自动喷涂设备，也没有关 于管道外自动喷涂机器人方面的研究报道。因此，研究一种适合我国野外防腐施 工的管外自动喷涂机器人，实现管外防腐喷涂自动化，提高生产效率，就显得更 加迫切和重要，意义也更重大。

目前国内外对管道喷涂机器人的研究还非常少，查询到的专利如： CN96239917.5仅局限于地下管道内壁喷涂防腐喷涂，不涉及管道外壁喷涂。本发 明解决了直管道外壁的自动防腐喷涂问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一类可实现直管道外壁的自动防腐喷涂机器人，能适 合野外管道防腐施工，满足石油、天然气等直管道外壁防腐的要求。

本发明采用的技术方案是：

管外自动喷涂机器人由往复摆动喷涂机构、直线行走机构和本体机架组成， 其中往复摆动喷涂机构由不完全链传动系统构成，用来实现喷枪环绕管道外壁作 往复摆动；行走机构采用轮式或履带式，实现机器人沿管道作连续或间歇式直线 行走；机器人的行走驱动方式可以采用单驱动、双驱动或三驱动三种驱动方式中 的任一种；本体机架由上下两部分组成，可以通过快速拆装手柄实现机器人的快 速拆装。

另外，在本机器人通用机械接口上可以安装不同作业装置，完成管外除锈、 清灰、检查、焊接等不同的管道维护任务。

本发明系统结构简单，可靠性高，作业质量易于保证，该技术能够替代人工 方式实现管道外防腐喷涂等维护作业方式的自动化。

本发明的有益效果是：

(1)本发明能实现平直管道外壁防腐喷涂的机械化和自动化，尤其是解决了 石油、天然气等野外管道外壁的防腐喷涂难题；

(2)机器人本体采用分体式结构，通过快速拆装手柄实现机器人的快速拆装， 操作方便简单，节省时间，提高了工作效率；可在不停止输送油、气的情况下进 行外防护层的大修。

(3)机器人通用机械接口上还可以安装不同作业装置，能完成管外除锈、清 灰、检查、焊接等其它管道维护任务，实现了一机多能。

附图说明

图1.管外喷涂机器人喷涂结构主视图

图2.管外喷涂机器人喷涂结构左视图

图3.不完全链传动系统

图4.3号链轮的结构与安装图

1.管道  2.驱动电机  3.行走系统  4.快速操作手柄  5.3号大链轮  6.周向 运动系统  7.机器人通用接口  8.喷枪  9.1号小链轮  10.不完全链(10a，10b 工作排，10c支撑排)  11.2号链轮  12.4号链轮  13，14.齿轮  15.5号链轮 16.6号链轮  17.悬臂架  18.电机与减速器  19.压紧弹簧调节螺栓A  20. 滚动体  21.压紧弹簧调节螺栓B  22.压紧轮  23.压紧弹簧

具体实施方式