專利名稱：大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到冷凝器清洗設(shè)備領(lǐng)域，特指一種大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其適用于電力、化工、制藥等行業(yè)的大型冷凝器的在線清洗。
背景技術(shù)：
目前，在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的冷凝器一般采用水冷和風(fēng)冷等方式，其中大多采用水冷，而冷卻水多數(shù)是直接取自江、河、湖、海等自然水源，由于冷卻水不潔凈、熱交換時(shí)伴隨化學(xué)反應(yīng)等原因，致使冷凝管內(nèi)壁積聚了不利于傳熱的污垢。污垢的存在會(huì)引發(fā)一系列危害1、急劇降低了冷凝器的傳熱系數(shù)，導(dǎo)致冷凝器真空度降低，汽輪機(jī)組的出力隨之降低，從而降低了汽輪發(fā)電機(jī)的效率；2、增加了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的水流阻力，導(dǎo)致循環(huán)水泵的能耗增加；3、導(dǎo)致冷凝管堵塞，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行；4、冷凝器管腐蝕穿孔，容易引發(fā)事故。
在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，冷凝器也具有各自的特點(diǎn)，但其主要的功能都是提高系統(tǒng)的工作效率。冷凝器是火力、原子能發(fā)電廠最重要的冷卻器，其交換性能的優(yōu)劣直接影響發(fā)電廠的換熱效率。由于冷凝器熱量傳導(dǎo)的主要限制瓶頸在管道的水側(cè)，因此對(duì)冷凝設(shè)備的及時(shí)有效的清洗，不僅能預(yù)防惡性生產(chǎn)事故發(fā)生，而且可以提高冷凝器的工作效率，可以起到巨大的節(jié)能降耗作用。
目前一般主要采用人工捅洗、膠球清洗、化學(xué)清洗和高壓水射流清洗等方法。1、停機(jī)人工、機(jī)械方式清洗。在汽輪機(jī)檢修時(shí)，舊式低壓小容量的汽輪機(jī)冷凝器管(多采取鎖母固定連接)，常采用人工敲打、捅刷除垢的方法。該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要停機(jī)操作，容易損壞機(jī)組。2、膠球在線清洗防垢、除垢。膠球清洗裝置由收球網(wǎng)、二次濾網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵和電氣控制柜等部件組成。對(duì)大機(jī)組采用單元制系統(tǒng)，即冷凝器每一側(cè)使用收球網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵各一臺(tái)；對(duì)于小機(jī)組通常采用共用制系統(tǒng)。膠球清洗時(shí)先把比冷卻管內(nèi)徑大1～2mm的海綿膠球放入裝球室，在膠球泵的作用下膠球被送入循環(huán)水進(jìn)水管，隨著循環(huán)水的流動(dòng)，膠球被擠入冷凝器管中進(jìn)行擦洗，膠球通過冷凝器管后與循環(huán)水一起進(jìn)入收球網(wǎng)，隨后被膠球輸送泵抽出，再進(jìn)入裝球室。如此循環(huán)，膠球不斷擦洗冷凝器內(nèi)壁使之保持清潔。使用膠球進(jìn)行清洗存在以下缺點(diǎn)在冷凝器清洗過程中會(huì)存在，容易使冷凝器堵塞，膠球的回收率較低，往往比較好的系統(tǒng)，收球率也在80％以下，最差的情況根本收不到球。對(duì)于由化學(xué)反應(yīng)而形成的析晶污垢則不能完全清除。3、化學(xué)清洗。根據(jù)不同材質(zhì)冷凝器需要，選用適宜的清洗介質(zhì)、緩蝕劑和活化劑，在規(guī)定的清洗范圍及系統(tǒng)內(nèi)、遵循一定的清洗質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，采用一定的清洗工藝(包括循環(huán)水系統(tǒng)加藥)對(duì)冷凝器進(jìn)行清洗。化學(xué)清洗須嚴(yán)格控制腐蝕速率(小于1g/m2·h)和總腐蝕量(小于10g/m2)腐蝕冷凝管；由于對(duì)冷凝器有腐蝕作用，化學(xué)清洗減短了冷凝管壽命；容易引起設(shè)備損壞、人身傷亡和清洗質(zhì)量事故等發(fā)生，嚴(yán)重影響預(yù)期效果，給安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來巨大的損失；污染環(huán)境，不符合環(huán)保原則。4、高壓水射流清洗。所謂高壓水射流，是將普通自來水通過高壓泵加壓到數(shù)百乃至數(shù)千大氣壓力，然后通過特殊的噴嘴，以極高的速度噴出的一股能量高度集中的水流。它能夠除去管內(nèi)各種污垢和堵塞物。利用這股具有巨大能量的水流進(jìn)行清洗即為高壓水射流清洗。高壓水射流清洗技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)①清洗成本低；②清洗效果好清洗管道及熱交換器內(nèi)孔時(shí)，能將管內(nèi)的污垢和堵塞物全部清除干凈，可見到金屬本體，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量清洗；③清洗速度快；④無環(huán)境污染；⑤對(duì)金屬無任何腐蝕作用；⑥應(yīng)用面廣，凡是水射流能直射到的部位，不管是管道和容器內(nèi)腔，還是設(shè)備表面，也不管是堅(jiān)硬結(jié)垢物，還是結(jié)實(shí)的堵塞物，皆可使其迅速脫離母體，徹底清洗干凈，此種清洗方法對(duì)設(shè)備材質(zhì)、特性、形狀及污垢種類均無特殊要求，故其應(yīng)用十分廣泛。目前，雖然高壓水射流技術(shù)有以上這些優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)清洗冷凝器時(shí)需要機(jī)組停機(jī)，若機(jī)組不停機(jī)，清洗工人需要穿上潛水服才能到水下進(jìn)行工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、自動(dòng)化程度高、能夠自動(dòng)完成在線清洗的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為一種大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，它包括控制機(jī)構(gòu)和與控制機(jī)構(gòu)相連的清洗機(jī)構(gòu)，其特征在于所述清洗機(jī)構(gòu)的底端設(shè)有行走機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)包括噴槍體、圖像采集裝置、小臂總成、大臂總成、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成、連通管以及清洗介質(zhì)源，所述小臂總成包括小臂、小臂驅(qū)動(dòng)裝置以及小臂驅(qū)動(dòng)軸，小臂的一端安裝于小臂驅(qū)動(dòng)軸上，小臂的另一端上裝設(shè)有噴槍體和圖像采集裝置，噴槍體通過連通管與清洗介質(zhì)源相連，小臂驅(qū)動(dòng)軸與小臂驅(qū)動(dòng)裝置相連，小臂驅(qū)動(dòng)裝置通過小臂光電編碼器與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂總成包括大臂、大臂驅(qū)動(dòng)裝置以及大臂驅(qū)動(dòng)軸，大臂的一端與小臂驅(qū)動(dòng)軸相連，大臂的另一端與大臂驅(qū)動(dòng)軸相連，大臂驅(qū)動(dòng)軸與大臂驅(qū)動(dòng)裝置相連，大臂驅(qū)動(dòng)裝置通過大臂光電編碼器與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂驅(qū)動(dòng)軸安裝于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成裝設(shè)于行走機(jī)構(gòu)上。
所述行走機(jī)構(gòu)包括底盤、驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、車架、行走驅(qū)動(dòng)裝置以及履帶，底盤固定于車架上，驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪裝設(shè)于車架上，履帶繞設(shè)于驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪上，驅(qū)動(dòng)輪與行走驅(qū)動(dòng)裝置相連。
所述行走驅(qū)動(dòng)裝置與位于水室外的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓力泵、儲(chǔ)液槽、液壓伺服閥以及液壓缸進(jìn)出水管，液壓缸進(jìn)出水管一端與行走驅(qū)動(dòng)裝置相連，另一端通過液壓伺服閥和壓力泵與儲(chǔ)液槽內(nèi)的介質(zhì)相連。
所述噴槍體和行走機(jī)構(gòu)上裝設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的聲納傳感器，聲納傳感器與控制機(jī)構(gòu)相連。
所述清洗介質(zhì)源包括清水介質(zhì)源和化學(xué)藥劑介質(zhì)源，所述化學(xué)藥劑介質(zhì)源為化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽，清水介質(zhì)源為清水高壓水泵，化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽和清水高壓水泵與連通管相連。
所述小臂和大臂為中空狀，與控制機(jī)構(gòu)相連的信號(hào)線路裝設(shè)于小臂和大臂內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，通過行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，清洗機(jī)器人能在冷凝器水室內(nèi)自主運(yùn)動(dòng)，不需要安裝固定導(dǎo)軌，適用性更廣，利用圖像采集裝置和聲納傳感器，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)和噴嘴的精確定位；2、本發(fā)明的機(jī)器人上設(shè)有圖像采集裝置，能夠確保機(jī)器人能在水室環(huán)境中快速、準(zhǔn)確地定位冷凝管的位置，即對(duì)冷凝器的管孔進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)和伺服對(duì)中定位，以便智能清洗機(jī)器人的噴嘴進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)管孔，對(duì)冷凝管進(jìn)行有效的清洗。另外，圖像采集裝置還可以對(duì)冷凝管是否堵塞進(jìn)行辨識(shí)，對(duì)水室的一些狀況，例如水中有體積較大的懸浮物等進(jìn)行識(shí)別；3、本發(fā)明的機(jī)器人上設(shè)有聲納傳感器，機(jī)器人車體在水室中自主移動(dòng)時(shí)，可以自動(dòng)測(cè)量與水室壁的距離，避免機(jī)器人車體與水室壁相撞；進(jìn)一步與小臂末端的圖像采集裝置相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凝器孔位的精確定位，當(dāng)噴嘴與管壁面不垂直時(shí)，可以通過幾何計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)底座的旋轉(zhuǎn)參數(shù)和管孔的實(shí)際位置；4、本發(fā)明的機(jī)器人同時(shí)支持高壓水射流清洗和化學(xué)清洗兩種在線清洗方式，采用高壓水射流清洗，以清除松散性污垢；采用化學(xué)清洗，以清除析晶污垢。二者結(jié)合，可快速、有效地清除冷凝器內(nèi)的污垢，提高清洗效率；
5、本發(fā)明的機(jī)器人上大臂和小臂內(nèi)部采用中空結(jié)構(gòu)，可以兼作固定信號(hào)連接線的連接通道，高壓水軟管的主要作用作高壓水管道和化學(xué)清洗劑管道。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明控制單元的結(jié)構(gòu)框架原理示意圖；圖4是本發(fā)明中PLC模塊安裝順序示意圖；圖5是本發(fā)明中PLC模塊接線端子圖；圖6是本發(fā)明的工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，它包括控制機(jī)構(gòu)和與控制機(jī)構(gòu)相連的清洗機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)的底端設(shè)有行走機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)包括噴槍體52、圖像采集裝置20、小臂總成、大臂總成、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成、連通管22以及清洗介質(zhì)源38，所述小臂總成包括小臂3、小臂驅(qū)動(dòng)裝置5以及小臂驅(qū)動(dòng)軸51，小臂3的一端安裝于小臂驅(qū)動(dòng)軸5上，小臂3的另一端上裝設(shè)有噴槍體52和圖像采集裝置20，噴槍體52通過連通管22與清洗介質(zhì)源38相連，小臂驅(qū)動(dòng)軸51與小臂驅(qū)動(dòng)裝置5相連，小臂驅(qū)動(dòng)裝置5通過小臂光電編碼器4與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂總成包括大臂6、大臂驅(qū)動(dòng)裝置7以及大臂驅(qū)動(dòng)軸41，大臂6的一端與小臂驅(qū)動(dòng)軸51相連，大臂6的另一端與大臂驅(qū)動(dòng)軸41相連，大臂驅(qū)動(dòng)軸41與大臂驅(qū)動(dòng)裝置7相連，大臂驅(qū)動(dòng)裝置7通過大臂光電編碼器23與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂驅(qū)動(dòng)軸41安裝于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成裝設(shè)于行走機(jī)構(gòu)上。噴槍體52和行走機(jī)構(gòu)上裝設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的聲納傳感器15，聲納傳感器15與控制機(jī)構(gòu)相連。清洗介質(zhì)源38包括清水介質(zhì)源和化學(xué)藥劑介質(zhì)源，化學(xué)藥劑介質(zhì)源為化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽26，清水介質(zhì)源為清水高壓水泵35，化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽26和清水高壓水泵35與連通管22相連。噴槍體52采用可承受140MPa的不銹鋼管，末端安裝高壓水射流清洗噴嘴61(型號(hào)Q16噴嘴)，另一端與連通管22末端的電磁閥54相接。噴嘴61可以根據(jù)不同的要求選取合適形狀的噴嘴61，以達(dá)到最佳的清洗效果。小臂3和大臂6為中空狀，與控制機(jī)構(gòu)相連的信號(hào)線路21裝設(shè)于小臂3和大臂6內(nèi)。
本實(shí)施例中，小臂3由小臂法蘭固定在小臂驅(qū)動(dòng)軸51上，而小臂驅(qū)動(dòng)軸51經(jīng)軸承、端蓋、密封圈后安裝在三通支座47中，三通支座47由法蘭固定在大臂6的上端。小臂驅(qū)動(dòng)裝置采用液壓馬達(dá)，用來驅(qū)動(dòng)小臂3旋轉(zhuǎn)，使其實(shí)現(xiàn)360°轉(zhuǎn)動(dòng)。小臂3旋轉(zhuǎn)過程控制機(jī)構(gòu)的可編程控制器PLC(型號(hào)西門子S7-313)根據(jù)小臂光電編碼器4測(cè)量的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)控制小臂驅(qū)動(dòng)裝置4的電液伺服閥，小臂3由小臂驅(qū)動(dòng)裝置4驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度大小由與其同軸的小臂光電編碼器4信號(hào)經(jīng)整形、倍頻鑒相電路反饋到PLC，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。小臂3頂部安裝的圖像采集裝置20為一個(gè)帶光源的水下攝像機(jī)，水下攝像機(jī)與噴槍體52前端噴嘴61的相對(duì)位置固定不變，主要用于水下對(duì)冷凝管2的管孔特征和位置的識(shí)別，將管孔的圖像信息通過圖像采集卡送至控制機(jī)構(gòu)的工控機(jī)，工控機(jī)將計(jì)算后的管孔中心位置坐標(biāo)送至PLC；水下攝像機(jī)還可以對(duì)冷凝器是否堵塞進(jìn)行辨識(shí)，以及對(duì)水室24的一些狀況(例如，水中有體積較大的懸浮物等)進(jìn)行識(shí)別。小臂3頂部正對(duì)管束處安裝聲納傳感器15，當(dāng)噴嘴61與管束面不垂直時(shí)，將該處的聲納傳感器15與機(jī)器人車體行走機(jī)構(gòu)的側(cè)面正對(duì)管束的兩處聲納傳感器15所測(cè)距離參數(shù)送至PLC模擬量輸入模塊，PLC將計(jì)算噴嘴61末端實(shí)際的位置坐標(biāo)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成的旋轉(zhuǎn)角度，以便確定噴嘴61移動(dòng)平面。連通管22末端的電磁閥54固定在小臂3的上部，用于防止清洗機(jī)器人不工作時(shí)水中的一些雜物或浮游生物堵塞連通管22。大臂6通過大臂6下的法蘭連接于大臂驅(qū)動(dòng)軸41上，大臂驅(qū)動(dòng)軸41經(jīng)軸承、端蓋、密封圈后安裝在大臂支座40中，大臂支座40與大臂驅(qū)動(dòng)裝置7、大臂光電編碼器23相連。大臂驅(qū)動(dòng)裝置7采用液壓驅(qū)動(dòng)裝置，用來驅(qū)動(dòng)大臂驅(qū)動(dòng)軸41，從而帶動(dòng)大臂6實(shí)現(xiàn)上下左右的360°轉(zhuǎn)動(dòng)。大臂6旋轉(zhuǎn)過程控制機(jī)構(gòu)的PLC根據(jù)大臂光電編碼器23測(cè)量的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)控制大臂驅(qū)動(dòng)裝置7的電液伺服閥，大臂6由大臂驅(qū)動(dòng)裝置7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度大小由與其同軸的大臂光電編碼器23信號(hào)經(jīng)整形、倍頻鑒相電路反饋到PLC，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成包括驅(qū)動(dòng)齒輪45、從動(dòng)齒輪46、支撐盤44、傳動(dòng)軸43以及旋轉(zhuǎn)底座液壓馬達(dá)42?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成旋轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)底座液壓馬達(dá)42帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪45，從而使裝在從動(dòng)齒輪46中的傳動(dòng)軸43轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣帶動(dòng)整個(gè)旋轉(zhuǎn)底盤總成的旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)一定角度范圍的正反轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)為液壓回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)，可用來對(duì)液壓回轉(zhuǎn)器進(jìn)行精確反饋控制。本實(shí)施例中的履帶式行走機(jī)構(gòu)由液壓驅(qū)動(dòng)，通過履帶內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪嚙合而傳遞動(dòng)力。行走機(jī)構(gòu)包括底盤10、驅(qū)動(dòng)輪17、從動(dòng)輪34、車架33、行走驅(qū)動(dòng)裝置60以及履帶16，底盤10固定于車架33上，驅(qū)動(dòng)輪17和從動(dòng)輪34裝設(shè)于車架33上，履帶16繞設(shè)于驅(qū)動(dòng)輪17和從動(dòng)輪34上，驅(qū)動(dòng)輪17與行走驅(qū)動(dòng)裝置60相連，可帶動(dòng)履帶16的滾動(dòng)。車架33上方設(shè)有支承輪39，用來負(fù)責(zé)支撐上方的履帶16，車架33下方的負(fù)重輪19負(fù)責(zé)整個(gè)車架33的重量承托，履帶架59與車架33連接支撐安裝在底盤10上的設(shè)備。行走驅(qū)動(dòng)裝置60與位于水室外的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓力泵11、儲(chǔ)液槽12、液壓伺服閥13以及液壓缸進(jìn)出水管14，液壓缸進(jìn)出水管14一端與行走驅(qū)動(dòng)裝置60相連，另一端通過液壓伺服閥13和壓力泵11與儲(chǔ)液槽12內(nèi)的介質(zhì)相連。由壓力泵11將自來水加壓，通過液壓伺服閥13的控制，經(jīng)液壓缸進(jìn)出水管14送到驅(qū)動(dòng)裝置60中，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪17和從動(dòng)輪34的運(yùn)動(dòng)。履帶底盤利用前驅(qū)動(dòng)方式，左右兩輪分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，PLC根據(jù)前輪旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)控制左右輪液壓馬達(dá)電液伺服閥，履帶16由兩輪液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度大小由與其同軸的光電編碼器信號(hào)經(jīng)整形、倍頻鑒相電路反饋到PLC，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。采用前驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輪17較后驅(qū)動(dòng)的磨損較少，履帶16在從壁面到驅(qū)動(dòng)輪17的過程中，履帶16上攜帶的雜物可以被較好地沖刷掉。履帶16結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是高壓水射流清洗時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)器人帶來一定的反作用力，導(dǎo)致機(jī)器人車體底盤10偏離預(yù)定水平軌跡，履帶16的結(jié)構(gòu)由于會(huì)增大與地面的摩擦力，能夠解決好該問題。行走機(jī)構(gòu)的底盤10主要作用是承載回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成和清洗機(jī)構(gòu)。在底盤10的前端、后端和正對(duì)管束的一側(cè)都安裝了聲納傳感器15。前后端的聲納傳感器15(型號(hào)S18U)主要用于探測(cè)與水室24壁面的距離，避免與水室24壁面相碰撞，當(dāng)機(jī)器人車體距離水室24壁面小于某一設(shè)定值(可調(diào))時(shí)，相應(yīng)的聲納傳感器15向PLC發(fā)出中斷請(qǐng)求，PLC響應(yīng)中斷后，停止向水室24壁繼續(xù)移動(dòng)。機(jī)器人車體側(cè)面的聲納傳感器15與小臂3頂部的聲納傳感器15將各自所測(cè)距離參數(shù)送至PLC模擬量輸入模塊，PLC將計(jì)算噴嘴61末端實(shí)際的位置坐標(biāo)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成的旋轉(zhuǎn)角度，以便確定噴嘴61移動(dòng)平面。清水介質(zhì)源的清水高壓水泵35，主要用于連續(xù)產(chǎn)生采用高壓水射流清洗方式時(shí)所需的高壓水，水壓為60～130MPa(根據(jù)具體清洗要求而定)，通過壓力傳感器(型號(hào)PPM241Z)測(cè)量?；瘜W(xué)藥劑儲(chǔ)液槽26和清水高壓水泵35與連通管22相連，在化學(xué)清洗方式中，化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽26內(nèi)存儲(chǔ)有酸液、堿液和緩蝕劑三種化學(xué)藥劑，需要三個(gè)計(jì)量槽，每個(gè)計(jì)量槽中都安裝液位傳感器28(型號(hào)PTX1730系列投入式液位計(jì)，316不銹鋼材料)，當(dāng)液位小于某一設(shè)定值(可調(diào))時(shí)，由相應(yīng)的液位傳感器28向PLC發(fā)出中斷請(qǐng)求，PLC響應(yīng)中斷后，向相應(yīng)的計(jì)量泵電機(jī)(型號(hào)JW-0.85/2.5計(jì)量泵，柱塞式)發(fā)出控制信號(hào)。本實(shí)施例中，控制機(jī)構(gòu)采用分布式控制方式，由一臺(tái)上位機(jī)和多臺(tái)下位機(jī)組成，每臺(tái)下位機(jī)負(fù)責(zé)控制一個(gè)水室24。下位機(jī)安放在現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置在控制柜25內(nèi)，其核心為可編程控制器PLC(參見圖3、圖4和圖5)和水下攝像機(jī)，分別控制行走機(jī)構(gòu)和清洗機(jī)構(gòu)的正常動(dòng)作。上位機(jī)位于主控室，其核心為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC，負(fù)責(zé)冷凝器工況參數(shù)采集、污垢系數(shù)計(jì)算、高壓水壓力、流量、清洗劑濃度、清洗時(shí)間、清洗周期的確定、下位機(jī)的參數(shù)預(yù)置和狀態(tài)監(jiān)控，具有動(dòng)態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能。上、下位機(jī)之間通過相應(yīng)的接口進(jìn)行通信。
控制機(jī)構(gòu)中的自動(dòng)清洗系統(tǒng)，在功能上包括高壓水射流清洗子系統(tǒng)和化學(xué)清洗子系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本工作原理如下冷凝器運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)清洗系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凝器的結(jié)垢程度。當(dāng)污垢系數(shù)大于某一設(shè)定值時(shí)，即啟動(dòng)高壓水射流清洗。高壓水射流清洗能夠有效清除管內(nèi)松散性，但對(duì)管內(nèi)析晶污垢則不能完全清除，因此，高壓水射流清洗后若污垢系數(shù)仍未達(dá)到要求，則啟動(dòng)化學(xué)清洗，直至析晶污垢完全清除。
1、高壓水射流清洗子系統(tǒng)(1).PLC系統(tǒng)PLC系統(tǒng)由西門子模塊組成，包括電源模塊(PS307)、CPU模塊(S7-313)、數(shù)字量輸入輸出模塊(SM323)、模擬量輸入模塊(SM331)、模擬量輸出模塊(SM332)。PLC系統(tǒng)用來獲取高壓水壓力值和控制各種電磁閥、電液伺服閥、變頻器(型號(hào)西門子變頻器MicroMaster430)及其高壓水泵電機(jī)；此外，為了顯示狀態(tài)信息和故障信息，設(shè)計(jì)了液晶顯示屏。
(2).光電編碼器的整形、倍頻與鑒相電路本系統(tǒng)采用增量式光電編碼器作為清洗機(jī)械臂關(guān)節(jié)角位移傳感器，它具有分辨率高、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕、耐惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。光電編碼器的精度或分辨率主要決定于每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)。
鑒于現(xiàn)場(chǎng)狀況，光電編碼器輸出脈沖信號(hào)一般夾雜著干擾毛刺，較長(zhǎng)距離傳遞時(shí)，尤其明顯；而且由于清洗臂在水室中會(huì)受到冷卻水流和高壓水射流的沖擊，光電編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)容易受機(jī)械振動(dòng)影響，還有電源沖擊，共模干擾等，這些干擾的存在都可能導(dǎo)致計(jì)數(shù)出現(xiàn)不穩(wěn)定，因此還設(shè)計(jì)了進(jìn)入計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)前進(jìn)行整形處理。
(3).噴嘴61的定位控制為了保證每一根冷凝管均能得到清洗，噴嘴61的精確定位是本系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。清洗系統(tǒng)采用水下攝像機(jī)，以液壓馬達(dá)作為關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)部件，并配以電液伺服閥和光電編碼器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。定位過程是將水下攝像機(jī)所拍攝的圖像經(jīng)圖像采集卡送至工控機(jī)，經(jīng)過工控機(jī)處理后將冷凝器的管束布置的位置坐標(biāo)參數(shù)送至PLC，PLC根據(jù)管束位置坐標(biāo)參數(shù)，完成清洗臂的路徑規(guī)劃；此外，在軟件上設(shè)置了間隙補(bǔ)償程序以補(bǔ)償由于機(jī)械傳動(dòng)間隙而引起的定位誤差，為了減少了機(jī)械震動(dòng)，對(duì)液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)采取軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)的方法，所有這些均保證了噴嘴的精確定位控制。
(4).控制根據(jù)壓力傳感器測(cè)量的清洗壓力值，啟動(dòng)高壓水泵電機(jī)，并調(diào)節(jié)變頻器，使高壓水壓力達(dá)到設(shè)定值。待噴嘴定位完畢，噴嘴與冷凝管對(duì)中。之后，小臂上部的電磁閥和高壓水出水電磁閥相繼動(dòng)作，開始對(duì)冷凝器進(jìn)行高壓水射流清洗。清洗完畢，噴嘴行走，定位下一根冷凝管。
(5).狀態(tài)、故障信息檢測(cè)在線高壓水射流清洗時(shí)，噴嘴移動(dòng)和定位均在密閉的水室中進(jìn)行，因此相關(guān)狀態(tài)信息及主要部件的故障檢測(cè)不可缺少。狀態(tài)信息主要包括噴嘴在水室中的位置，定位精度、噴槍體動(dòng)作情況等。故障信息主要包括編碼器故障、液壓系統(tǒng)故障、變頻器故障、電磁閥故障、高壓水壓力大(或小)、液壓水位高(或低)、電源掉電等，均以回信方式送入PLC。
(6).通信接口PLC通過PC/MPI適配器與工控機(jī)進(jìn)行通信；水下攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡與工控機(jī)通信。
2、化學(xué)清洗子系統(tǒng)主要包括加緩蝕劑、進(jìn)酸、中和置換等步驟，其控制過程分別如下(1).加緩蝕劑在加酸前，先加緩蝕劑，可以降低冷凝器的腐蝕速率。緩蝕劑劑量與鹽酸濃度有關(guān)，通過緩蝕劑電磁閥(型號(hào)40型通用電磁閥)控制。
(2).進(jìn)酸PLC根據(jù)設(shè)定的鹽酸濃度值參數(shù)，啟動(dòng)各相關(guān)的電磁閥和加藥計(jì)量泵。加藥量的調(diào)節(jié)通過計(jì)量泵電機(jī)變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。在清洗過程中，保持冷卻水入口的pH值不變(pH值傳感器型號(hào)GW24-WQ201)，以維持酸的濃度。上位機(jī)監(jiān)視污垢系數(shù)，當(dāng)污垢系數(shù)降低至某一設(shè)定值(可調(diào))且冷卻水出口濁度、硬度顯著增大時(shí)，停止加酸。
(3).中和置換將化學(xué)清洗后的酸液通過排污閥置換出系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水濁度＜20mg/L(可調(diào))，啟動(dòng)堿計(jì)量泵加堿中和，并將冷卻水pH值調(diào)到7以上，運(yùn)行20～30小時(shí)后，即完成化學(xué)清洗。
(4).狀態(tài)、故障信息檢測(cè)化學(xué)清洗系統(tǒng)的狀態(tài)信息包括循環(huán)水泵的工作情況，酸、堿計(jì)量箱中液位高(或低)等；故障信息包括變頻器故障，電磁閥故障。
上位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)上位機(jī)的功能進(jìn)行了模塊化劃分。在上位機(jī)軟件中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，用于管理實(shí)時(shí)變量數(shù)據(jù)的輸入和輸出。其它應(yīng)用程序模塊所需的各種變量均存取于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。如通信模塊程序通過DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)交換協(xié)議)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換，完成下位機(jī)的參數(shù)預(yù)置和狀態(tài)監(jiān)控。下位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)下位機(jī)軟件包括高壓水射流清洗控制軟件和化學(xué)清洗控制軟件。根據(jù)PLC編程語言STEP7的特點(diǎn)，將下位機(jī)程序分為多個(gè)功能模塊，并由組織模塊統(tǒng)一管理。
工作原理高壓水射流清洗子系統(tǒng)清洗過程，啟動(dòng)清洗機(jī)器人，由液壓驅(qū)動(dòng)履帶16使機(jī)器人車體移動(dòng)到水室24左側(cè)，根據(jù)機(jī)器人車體側(cè)面的聲納傳感器15與小臂3頂部的聲納傳感器15所測(cè)距離參數(shù)，調(diào)整機(jī)器人車體使之與管壁的距離達(dá)到設(shè)定值(略大于噴槍體52長(zhǎng)度)，并且根據(jù)PLC計(jì)算的角度參數(shù)調(diào)整回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成的角度，以保證大臂6和小臂3的旋轉(zhuǎn)在與管壁平行的面內(nèi)，也就保證了噴嘴61垂直于管壁面，從而達(dá)到最佳的清洗效果。水下攝像機(jī)首先攝取管壁現(xiàn)場(chǎng)圖像，接著由工控機(jī)內(nèi)圖像采集卡采集并交付系統(tǒng)核心圖像識(shí)別及處理程序，進(jìn)一步完成孔徑位置的自動(dòng)識(shí)別與定位，輸出孔徑中心位置及孔徑中心軸與噴嘴61中心軸的位置差，從而調(diào)整大臂6和小臂3的角度，使噴嘴61的軸心通過孔徑的中心。噴嘴61定位后，相繼打開連通管22末端電磁閥54和高壓水出水電磁閥37，由高壓水泵35提供高壓水水源，高壓水射流通過連通管22向噴嘴61供水。清洗機(jī)械臂的動(dòng)作過程是液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源，一路供給旋轉(zhuǎn)底座液壓馬達(dá)42，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底座9旋轉(zhuǎn)；一路供給大臂驅(qū)動(dòng)裝置7，通過大臂驅(qū)動(dòng)軸41，帶動(dòng)大臂6轉(zhuǎn)動(dòng)；一路供給小臂驅(qū)動(dòng)裝置5，通過小臂驅(qū)動(dòng)軸51，帶動(dòng)小臂3轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)底座9在水室24中可作一定角度范圍的正反旋轉(zhuǎn)，大臂6和小臂3均可作360度正反旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度大小由上位機(jī)給出，大臂光電編碼器23和小臂光電編碼器4測(cè)定，大臂光電編碼器23和小臂光電編碼器4將各自參數(shù)送至PLC構(gòu)成反饋控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)底座9、大臂6和小臂3角度的調(diào)節(jié)，從而可使噴嘴61精確定位管壁上任意位置的冷凝管2管孔。定位調(diào)節(jié)完成后，上位機(jī)向PLC發(fā)清洗信號(hào)，PLC收到清洗信號(hào)后相繼打開高壓水軟管末端電磁閥54和高壓水出水電磁閥37，由高壓水泵35提供高壓水水源，高壓水射流通過連通管22向噴嘴61供水，進(jìn)行高壓水射流清洗。清洗完畢，噴嘴61行走，定位下一根冷凝管。當(dāng)完成本組(一組水下攝像機(jī)20每次所拍攝的可確定管孔中心位置的冷凝管2數(shù)目)清洗后，重新進(jìn)行視覺定位和大臂6、小臂3的角度調(diào)整；當(dāng)完成本部分(一部分履帶16每移動(dòng)一次所能清洗到的冷凝管2)的清洗后，將機(jī)器人車體向右移動(dòng)一段設(shè)定距離(可調(diào))。重復(fù)上述步驟?；瘜W(xué)清洗子系統(tǒng)清洗過程在加酸前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況加入適當(dāng)?shù)木徫g劑，以降低冷凝器的腐蝕速率。緩蝕劑劑量與鹽酸濃度有關(guān)，由緩蝕劑電磁閥27控制。PLC根據(jù)設(shè)定的鹽酸濃度值參數(shù)，啟動(dòng)各相關(guān)的電磁閥27和加藥計(jì)量泵。加藥量的調(diào)節(jié)通過計(jì)量泵電機(jī)變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。在清洗過程中，由pH值傳感器實(shí)時(shí)地測(cè)量冷卻水入口的pH值，將該參數(shù)反饋到加酸電磁閥27，以保持冷卻水入口的pH值不變，以維持酸的濃度。上位機(jī)監(jiān)視污垢系數(shù)，當(dāng)污垢系數(shù)降低至某一設(shè)定值(可調(diào))且冷卻水出口濁度、硬度顯著增大時(shí)，停止加酸。將清洗后的酸液通過排污閥置換出系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水濁度＜20mg/L(可調(diào))時(shí)，啟動(dòng)堿計(jì)量泵加堿中和，并將冷卻水pH值調(diào)到7以上，運(yùn)行20～30小時(shí)后，即完成化學(xué)清洗。綜上所述，該機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)、各種傳感器以及多臺(tái)PLC和水下攝像機(jī)20必須在電氣控制系統(tǒng)的精確控制下，才能協(xié)調(diào)完成水下在線清洗任務(wù)。
參見圖6所示，具體工作過程為1、清洗準(zhǔn)備(1).初始化包括上位機(jī)和下位機(jī)的初始化。
(2).選擇在線清洗方式智能清洗機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)高壓水射流清洗和化學(xué)清洗兩種在線清洗方式。一般采用高壓水射流清洗，以清除松散性污垢；只有當(dāng)析晶污垢達(dá)到某一程度(根據(jù)污垢系數(shù)的大小確定)時(shí)，才采用化學(xué)清洗，以清除析晶污垢。
2、高壓水射流清洗方式(1).選擇高壓水射流清洗方式后，由液壓驅(qū)動(dòng)履帶16使機(jī)器人車體移動(dòng)到水室左側(cè)(注從正對(duì)管壁的角度看)，移動(dòng)過程中由機(jī)器人車體前端(注從正對(duì)管壁的角度看，以機(jī)器人車體左側(cè)為前端；右側(cè)為后端)的聲納傳感器15和側(cè)面的聲納傳感器58測(cè)量機(jī)器人車體與左側(cè)水室壁的距離和與管壁的距離，都達(dá)到各自的某一設(shè)定值(可調(diào))時(shí)停止前進(jìn)(從正對(duì)管壁的角度看，以機(jī)器人車體向左側(cè)移動(dòng)為前進(jìn)；向右側(cè)移動(dòng)為后退)。然后，按照預(yù)設(shè)參數(shù)展開大臂6和小臂3，使噴嘴61對(duì)準(zhǔn)管壁的左上角，打開軟管末端電磁閥54。
(2).按照預(yù)設(shè)參數(shù)調(diào)整旋轉(zhuǎn)底座9，啟用機(jī)器人車體側(cè)面的聲納傳感器58與小臂頂部的聲納傳感器53，根據(jù)PLC計(jì)算的角度參數(shù)調(diào)整旋轉(zhuǎn)底座9的角度，直到大臂6、小臂3與管束面平行，以保證大臂6和小臂3的旋轉(zhuǎn)在與管壁平行的面內(nèi)，也就保證了噴嘴61垂直與管壁面。
(3).啟用水下攝像機(jī)20。首先進(jìn)行圖像處理，判斷冷凝管2是否堵塞，如果堵塞，則進(jìn)行堵塞處理，方法是清洗該根冷凝管時(shí)加大水壓；如果沒有堵塞，則按照正常設(shè)定水壓進(jìn)行清洗。
(4).調(diào)整大臂6和小臂3。根據(jù)大臂光電編碼器23和小臂光電編碼器4的反饋參數(shù)，由大臂液壓馬達(dá)7和小臂液壓馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)軸承47旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)角度的調(diào)整，使噴嘴61與冷凝管2管孔精確對(duì)中。
(5).打開高壓水出水電磁閥37，進(jìn)行清洗對(duì)中的冷凝管2；同時(shí)，啟動(dòng)清洗定時(shí)器，以控制一根冷凝管所用時(shí)間。定時(shí)器定時(shí)時(shí)間(可調(diào))到，關(guān)閉高壓水出水電磁閥37，同時(shí)，清洗定時(shí)器清零。
(6).判斷是否完成本組清洗。如果沒有完成本組清洗，則轉(zhuǎn)至步(4)，重新調(diào)整大臂6和小臂3，使噴嘴61與管孔精確對(duì)中下一根冷凝管2，重復(fù)步(4)～(6)。
(7).如果完成本組清洗，則判斷是否需要水下攝像機(jī)20重新拍攝圖像進(jìn)行視覺定位。如果需要視覺定位，則轉(zhuǎn)至步(3)，重復(fù)步(3)～(7)。
(8).如果不需要視覺定位，則判斷機(jī)器人車體是否需要向右移動(dòng)。如果需要向右移動(dòng)，則通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)履帶16向右移動(dòng)一段距離(可調(diào))。在移動(dòng)過程中，由后端的聲納傳感器32測(cè)量機(jī)器人車體與水室右壁的距離，當(dāng)該距離小于等于某一設(shè)定值(可調(diào))時(shí)，向系統(tǒng)發(fā)出中斷請(qǐng)求，系統(tǒng)響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，機(jī)器人車體停止移動(dòng)。轉(zhuǎn)至步(2)，重復(fù)步(2)～(8)。
(9).如果不需要向右移動(dòng)，則判斷本次高壓水射流清洗是否完成。如果沒有完成本次清洗，則重復(fù)步(2)～(9)。
(10).如果完成本次清洗，則執(zhí)行結(jié)束清洗程序。
按照預(yù)設(shè)結(jié)束指令參數(shù)，先后關(guān)閉高壓水泵35、高壓水出水電磁閥37、軟管末端電磁閥54；然后收縮大臂6和小臂3；再使機(jī)器人車體移動(dòng)到水室左側(cè)的預(yù)設(shè)位置；最后，顯示“高壓水射流清洗結(jié)束”，并自動(dòng)關(guān)閉電源。
3、化學(xué)清洗方式(1).選擇化學(xué)清洗方式后，由液壓驅(qū)動(dòng)履帶16使機(jī)器人車體移動(dòng)到水室中央，移動(dòng)過程中由機(jī)器人車體前端的聲納傳感器15和側(cè)面的聲納傳感器58測(cè)量機(jī)器人車體與左側(cè)水室壁的距離和與管壁的距離，都達(dá)到各自的某一設(shè)定值(可調(diào))時(shí)停止前進(jìn)。然后，按照預(yù)設(shè)參數(shù)展開大臂6和小臂3，使噴嘴61對(duì)準(zhǔn)管壁的中部，打開軟管末端電磁閥54。
(2).啟動(dòng)循環(huán)水泵，使水室中的水進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。
(3).加入一定量的緩蝕劑。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況加入適當(dāng)?shù)木徫g劑，以降低冷凝器的腐蝕速率。緩蝕劑劑量與鹽酸濃度有關(guān)，由緩蝕劑電磁閥27控制。同時(shí)，啟動(dòng)加緩蝕劑定時(shí)器。
(4).加緩蝕劑定時(shí)器時(shí)間(可調(diào))到，開始加酸。
PLC根據(jù)設(shè)定的鹽酸濃度值參數(shù)，啟動(dòng)各相關(guān)的電磁閥27和加藥計(jì)量泵。加藥量的調(diào)節(jié)通過計(jì)量泵電機(jī)變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。在清洗過程中，由pH值傳感器實(shí)時(shí)地測(cè)量冷卻水入口的pH值，將該參數(shù)反饋到加酸電磁閥27，以保持冷卻水入口的pH值不變，以維持酸的濃度。上位機(jī)監(jiān)視污垢系數(shù)，當(dāng)污垢系數(shù)降低至某一設(shè)定值(可調(diào))且冷卻水出口濁度、硬度顯著增大時(shí)，停止加酸。
(5).將清洗后的酸液通過排污閥置換出系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水濁度＜20mg/L(可調(diào))時(shí)，啟動(dòng)堿計(jì)量泵加堿中和，并將冷卻水pH值調(diào)到7以上，運(yùn)行20～30小時(shí)(時(shí)間由定時(shí)器或者人工控制)后，即完成化學(xué)清洗。
(6).執(zhí)行結(jié)束清洗程序。
按照預(yù)設(shè)結(jié)束指令參數(shù)，關(guān)閉軟管末端電磁閥11；然后收縮大臂6和小臂3；再使機(jī)器人車體移動(dòng)到水室左側(cè)的預(yù)設(shè)位置；最后，顯示“化學(xué)清洗結(jié)束”，并自動(dòng)關(guān)閉電源。
權(quán)利要求
1.一種大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，它包括控制機(jī)構(gòu)和與控制機(jī)構(gòu)相連的清洗機(jī)構(gòu)，其特征在于所述清洗機(jī)構(gòu)的底端設(shè)有行走機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)包括噴槍體(52)、圖像采集裝置(20)、小臂總成、大臂總成、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成、連通管(22)以及清洗介質(zhì)源(38)，所述小臂總成包括小臂(3)、小臂驅(qū)動(dòng)裝置(5)以及小臂驅(qū)動(dòng)軸(51)，小臂(3)的一端安裝于小臂驅(qū)動(dòng)軸(5)上，小臂(3)的另一端上裝設(shè)有噴槍體(52)和圖像采集裝置(20)，噴槍體(52)通過連通管(22)與清洗介質(zhì)源(38)相連，小臂驅(qū)動(dòng)軸(51)與小臂驅(qū)動(dòng)裝置(5)相連，小臂驅(qū)動(dòng)裝置(5)通過小臂光電編碼器(4)與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂總成包括大臂(6)、大臂驅(qū)動(dòng)裝置(7)以及大臂驅(qū)動(dòng)軸(41)，大臂(6)的一端與小臂驅(qū)動(dòng)軸(51)相連，大臂(6)的另一端與大臂驅(qū)動(dòng)軸(41)相連，大臂驅(qū)動(dòng)軸(41)與大臂驅(qū)動(dòng)裝置(7)相連，大臂驅(qū)動(dòng)裝置(7)通過大臂光電編碼器(23)與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂驅(qū)動(dòng)軸(41)安裝于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成裝設(shè)于行走機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述行走機(jī)構(gòu)包括底盤(10)、驅(qū)動(dòng)輪(17)、從動(dòng)輪(34)、車架(33)、行走驅(qū)動(dòng)裝置(60)以及履帶(16)，底盤(10)固定于車架(33)上，驅(qū)動(dòng)輪(17)和從動(dòng)輪(34)裝設(shè)于車架(33)上，履帶(16)繞設(shè)于驅(qū)動(dòng)輪(17)和從動(dòng)輪(34)上，驅(qū)動(dòng)輪(17)與行走驅(qū)動(dòng)裝置(60)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述行走驅(qū)動(dòng)裝置(60)與位于水室外的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓力泵(11)、儲(chǔ)液槽(12)、液壓伺服閥(13)以及液壓缸進(jìn)出水管(14)，液壓缸進(jìn)出水管(14)一端與行走驅(qū)動(dòng)裝置(60)相連，另一端通過液壓伺服閥(13)和壓力泵(11)與儲(chǔ)液槽(12)內(nèi)的介質(zhì)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述噴槍體(52)和行走機(jī)構(gòu)上裝設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的聲納傳感器(15)，聲納傳感器(15)與控制機(jī)構(gòu)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述清洗介質(zhì)源(38)包括清水介質(zhì)源和化學(xué)藥劑介質(zhì)源，所述化學(xué)藥劑介質(zhì)源為化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽(26)，清水介質(zhì)源為清水高壓水泵(35)，化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽(26)和清水高壓水泵(35)與連通管(22)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述清洗介質(zhì)源(38)包括清水介質(zhì)源和化學(xué)藥劑介質(zhì)源，所述化學(xué)藥劑介質(zhì)源為化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽(26)，清水介質(zhì)源為清水高壓水泵(35)，化學(xué)藥劑儲(chǔ)液槽(26)和清水高壓水泵(35)與連通管(22)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述小臂(3)和大臂(6)為中空狀，與控制機(jī)構(gòu)相連的信號(hào)線路(21)裝設(shè)于小臂(3)和大臂(6)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，其特征在于所述小臂(3)和大臂(6)為中空狀，與控制機(jī)構(gòu)相連的信號(hào)線路(21)裝設(shè)于小臂(3)和大臂(6)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型冷凝設(shè)備水下智能清洗機(jī)器人，它包括控制機(jī)構(gòu)和與控制機(jī)構(gòu)相連的清洗機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)的底端設(shè)有行走機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)上小臂總成的小臂的一端安裝于小臂驅(qū)動(dòng)軸上，另一端上裝設(shè)有噴槍體和圖像采集裝置，噴槍體通過連通管與清洗介質(zhì)源相連，小臂驅(qū)動(dòng)軸與小臂驅(qū)動(dòng)裝置相連，小臂驅(qū)動(dòng)裝置通過小臂光電編碼器與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂總成上大臂的一端與小臂驅(qū)動(dòng)軸相連，大臂的另一端與大臂驅(qū)動(dòng)軸相連，大臂驅(qū)動(dòng)軸與大臂驅(qū)動(dòng)裝置相連，大臂驅(qū)動(dòng)裝置通過大臂光電編碼器與控制機(jī)構(gòu)相連；大臂驅(qū)動(dòng)軸安裝于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成裝設(shè)于行走機(jī)構(gòu)上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠在水室中自主移動(dòng)完成在線清洗、其適用范圍廣、自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)B62D55/00GK1923467SQ200610032290
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者王耀南, 張輝, 張志國(guó), 蔡玉連, 劉玲, 余洪山, 彭金柱 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)