多自由度海洋石油平台清洗装备的制作方法

本发明涉及海洋清洗设备技术领域，尤其涉及一种多自由度海洋石油平台清洗装备。

背景技术：

目前，海洋平台的清洗主要依靠于潜水员潜入海底，利用斧砍进行人工作业，其劳动强度大、清洗成本高、效率低且受天气影响大，特别是在深度大、水质差等复杂环境的水域作业时，会严重危机潜水员的生命安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种多自由度海洋石油平台清洗装备。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种多自由度海洋石油平台清洗装备，其特征在于：包括前腿吸附装置、前腿下臂、第一齿圈旋转限位机构、前腿上臂、前腿上连接架、喷枪加持机构、清洗喷枪、横梁、后腿吸附装置、后腿下臂、第二齿圈旋转限位机构、后腿上臂、后腿上连接架；所述前腿吸附装置和后腿吸附装置分别包括连接板以及设置在连接板底部的电磁铁，所述连接板的上部固定有连接耳，所述连接耳通过键连接在转轴上，所述转轴通过轴承分别安装在所述前腿下臂和后腿下臂的下部，所述转轴上安装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗杆的两端通过轴承分别安装在所述前腿下臂和后腿下臂的内部，所述蜗杆的一端与分别固定在前腿下臂和后腿下臂外侧的第一电机的输出端连接；所述前腿下臂的上部通过所述第一齿圈旋转限位机构与所述前腿上臂连接，所述后腿下臂的上部通过所述第二齿圈旋转限位机构与所述后腿上臂连接；所述前腿上臂的上部与所述前腿上连接架的下部固定连接，所述前腿上连接架的一侧安装有第二电机，第二电机的输出端键接有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合，所述第一从动齿轮通过键安装在第一转轴上，所述第一转轴的两端通过轴承安装在所述前腿上连接架的右侧，所述第一转轴与所述横梁的一端通过键连接；所述后腿上臂的上部与所述后腿上连接架的下部固定连接，所述后腿上连接架的一侧安装有第三电机，第三电机的输出端键接有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮通过键安装在第二转轴上，所述第二转轴的两端通过轴承安装在所述后腿上连接架的左侧，所述第二转轴与所述横梁的另一端通过键连接；所述清洗喷枪通过所述喷枪加持机构安装在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上。

优选地，所述喷枪加持机构包括夹板、第四电机、第五电机以及连接臂；所述夹板的一侧与第三转轴的一端固定连接，所述第三转轴的两端通过轴承安装在所述连接臂的一端，所述第三转轴通过键连接有第三从动齿轮，所述第三从动齿轮与第三主动齿轮啮合，所述第三主动齿轮通过键连接在所述第四电机的输出端，所述第四电机固定在所述连接臂的一侧，所述连接臂的另一端通过键连接在第四转轴上，所第四转轴的两端通过轴承安装在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上，所述第四转轴的上通过键连接有第四从动齿轮，所述第四从动齿轮与第四主动齿轮啮合，所述第四主动齿轮通过键连接在第五电机的输出端，所述第五电机固定在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上。

优选地，所述第一齿圈旋转限位机构和第二齿圈旋转限位机构结构相同，分别由第六电机、主动齿轮、旋转法兰、固定法兰、中间惰轮、齿圈，第六电机安装于前腿上臂和后腿上臂的内部，所述主动齿轮通过键与所述第六电机的输出轴上，主动齿轮与所述中间惰轮啮合，所述中间惰轮通过轴承安装于固定法兰上，所述中间惰轮与所述齿圈啮合，所述齿圈固定于所述旋转法兰内，固定法兰具有支腿，支腿下部与底盘固定，底盘内安装有转轴，转轴与下部的前腿下臂或后退下臂连接，旋转法兰上设有环状扇形槽，支腿从环状扇形槽中穿过。

本发明的有益效果是:该海洋石油平台清洗装备结构简单，功能强大，设备性能优良，使用安全可靠，适用性高，可广泛应用于海洋石油平台清洗领域，提高了清洗效率，降低了劳动成本，避免人在海底高压的环境下作业。该机器人设计为双脚吸附，机器人本体6个自由度，能够沿着导管架攀爬，机器人自带清洗喷枪，清洗喷枪具有两个自由度。在机器人定位后，通过喷枪的摇摆运动，清洗出一片扇形环状区域。完成这一区域清洗后，机器人进行单步攀爬行走，行走行程略小于扇形区域宽度。再次定位后，清洗出下一个扇形环状区域，如此循环，最后完成整个钢管表面的清洗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中前腿下臂内的结构示意图；

图3为本发明中前腿上连接架的结构示意图；

图4为本发明中后腿上连接架的结构示意图；

图5为本发明中喷枪加持机构的结构示意图；

图6为本发明中第一齿圈旋转限位机构和第二齿圈旋转限位机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种多自由度海洋石油平台清洗装备，包括前腿吸附装置1、前腿下臂2、第一齿圈旋转限位机构3、前腿上臂4、前腿上连接架5、喷枪加持机构6、清洗喷枪7、横梁8、后腿吸附装置9、后腿下臂10、第二齿圈旋转限位机构11、后腿上臂12、后腿上连接架13。

如图1和图2所示，所述前腿吸附装置和后腿吸附装置分别包括连接板14以及设置在连接板底部的电磁铁15，通过控制电磁铁的通断将电磁铁吸附在石油平台上，所述连接板的上部固定有连接耳16，所述连接耳通过键连接在转轴17上，所述转轴通过轴承分别安装在所述前腿下臂和后腿下臂的下部，所述转轴上安装有蜗轮18，所述蜗轮与蜗杆19啮合，所述蜗杆的两端通过轴承分别安装在所述前腿下臂和后腿下臂的内部，所述蜗杆的一端与分别固定在前腿下臂和后腿下臂外侧的第一电机20的输出端连接。第一电机转动带动蜗杆转动，从而带动螺纹转动一定的角度，进而带动吸附装置转动一定的角度，从而实现不同角度的攀爬。

所述前腿下臂的上部通过所述第一齿圈旋转限位机构与所述前腿上臂连接，所述后腿下臂的上部通过所述第二齿圈旋转限位机构与所述后腿上臂连接。

第一齿圈旋转限位机构和第二齿圈旋转限位机构为现有技术，申请人已经申请专利，通过电机能够使前腿下臂和后腿下臂转动，用于清洗设备的转弯行走。

如图3所示，所述前腿上臂的上部与所述前腿上连接架的下部固定连接，所述前腿上连接架的一侧安装有第二电机21，第二电机的输出端键接有第一主动齿轮22，所述第一主动齿轮与第一从动齿轮23啮合，所述第一从动齿轮通过键安装在第一转轴24上，所述第一转轴的两端通过轴承安装在所述前腿上连接架的右侧，所述第一转轴与所述横梁的一端通过键连接。第二电机带动第一主动齿轮转动，从而带动第一从动齿轮转动，从而使横梁和前腿上臂相对转动。实现本装置的攀爬。

如图4所示，所述后腿上臂的上部与所述后腿上连接架的下部固定连接，所述后腿上连接架的一侧安装有第三电机25，第三电机的输出端键接有第二主动齿轮26，所述第二主动齿轮与第二从动齿轮27啮合，所述第二从动齿轮通过键安装在第二转轴28上，所述第二转轴的两端通过轴承安装在所述后腿上连接架的左侧，所述第二转轴与所述横梁的另一端通过键连接；所述清洗喷枪通过所述喷枪加持机构安装在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上。第三电机带动第二主动齿轮转动，从而带动第二从动齿轮转动，从而使横梁和后腿上臂相对转动，实现本装置的攀爬。

如图5所示，所述喷枪加持机构包括夹板29、第四电机30、第五电机31以及连接臂32；所述夹板的一侧与第三转轴33的一端固定连接，所述第三转轴的两端通过轴承安装在所述连接臂的一端，所述第三转轴通过键连接有第三从动齿轮34，所述第三从动齿轮与第三主动齿轮35啮合，所述第三主动齿轮通过键连接在所述第四电机的输出端，所述第四电机固定在所述连接臂的一侧，所述连接臂的另一端通过键连接在第四转轴36上，所第四转轴的两端通过轴承安装在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上，所述第四转轴的上通过键连接有第四从动齿轮37，所述第四从动齿轮与第四主动齿轮38啮合，所述第四主动齿轮通过键连接在第五电机的输出端，所述第五电机固定在所述前腿上连接架上或后腿上连接架上。通过第四电机能够实现夹板的纵向转动，从而实现喷枪的转动，通过第五电机能够实现夹板的横向转动。

如图6所示，所述第一齿圈旋转限位机构和第二齿圈旋转限位机构结构相同，该技术为现有结构，申请人已经申请了专利,专利号为：201510372051.1专利名称：一种齿圈旋转限位机构,分别由第六电机38、主动齿轮39、旋转法兰40、固定法兰41、中间惰轮42、齿圈43，第六电机安装于前腿上臂和后腿上臂的内部，所述主动齿轮通过键与所述第六电机的输出轴上，主动齿轮与所述中间惰轮啮合，所述中间惰轮通过轴承安装于固定法兰上，所述中间惰轮与所述齿圈啮合，所述齿圈固定于所述旋转法兰内，固定法兰具有支腿，支腿下部与底盘固定，底盘内安装有转轴，转轴与下部的前腿下臂或后退下臂连接，旋转法兰上设有环状扇形槽，支腿从环状扇形槽中穿过。

该海洋石油平台清洗装备结构简单，功能强大，设备性能优良，使用安全可靠，适用性高，可广泛应用于海洋石油平台清洗领域，提高了清洗效率，降低了劳动成本，避免人在海底高压的环境下作业。该机器人设计为双脚吸附，机器人本体6个自由度，能够沿着导管架攀爬，机器人自带清洗喷枪，清洗喷枪具有两个自由度。在机器人定位后，通过喷枪的摇摆运动，清洗出一片扇形环状区域。完成这一区域清洗后，机器人进行单步攀爬行走，行走行程略小于扇形区域宽度。再次定位后，清洗出下一个扇形环状区域，如此循环，最后完成整个钢管表面的清洗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。