列管换热器清洗机器人的移动行走机构的制作方法

本发明涉及工业换热器清洗技术领域，特别涉及一种列管换热器清洗机器人的移动行走机构。

背景技术：

蒸发、热交换是制糖、化工、食品、制药、造纸、发电等行业生产过程中广泛应用的设备，现我国换热器产业保持年均10~15%左右的速度增长，2015年，我国换热器产业规模突破880亿元，到2020年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。

换热器大多是以水为载体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松散，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层变硬，并牢固地附着于换热管表面。工业热交换器经一段时间的运转之后，在传热面上会有积垢形成，严重影响热交换效率，必需定期清洗污垢，清垢的方法有：高压水清洗，化学清洗，超声波清洗。目前我国使用换热器的企业中，75%采用高压水清洗，25%的企业采用化学清洗及超声波清洗。

化学清洗-化学除垢是指对积垢进行酸碱处理，使它变得疏松，然后再用机械方法将它除掉。国外主流发达国家一般采用化学清洗的方法对换热器进行清洗，由于国外生产工艺较国内先进，其积垢较国内化工单元较少，清洗频率低，但化学方法所使用的药剂存在对金属腐蚀严重，难以循环利用，排放造成环境污染，使用成本高等问题，所以在国内未获大面积推广。

人工捅管道清洗是20世纪80年代发展起来的高压水枪除垢方法，免去化学除垢过程的煮罐的麻烦并节省大量的化学药剂，具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、不污染环境等特点。目前在国内基本代替了化学除垢法和其它机械除垢方法。采用高压水清洗对列管式换热器积垢的清洗普遍使用人工捅管的方式进行，人工操作高压水射流的清洗水枪，清洗压力一般为60~100MPa，劳动强度大，工作环境恶劣，存在极大的安全隐患，常发生工伤安全事故。

机械高压水射流清洗，目前的技术不够成熟，机械化的高压水射流清洗近几年有所发展，但都是使用直角坐标或极坐标方法通过数据库控制设备工作的方法进行清洗，在恶劣的工作环境下，设备故障率高，工作不稳定，维护繁锁，对操作工人要求文化技术水平高，单台设备不能实现多枪作业，设备不能适应各种规格换热器的工作，需要专门订制。机械自动清洗的关键在于如何使清洗机器人准确、高效地在工作区域运动、定位，现有技术中多采用长导轨移动方式，体积大，操作不方便。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了列管换热器清洗机器人的移动行走机构，本发明采用如下技术方案实现：

一种列管换热器清洗机器人的移动行走机构，其特征在于：包括下支撑板，设置在所述下支撑板上的第一支撑单元，所述下支撑板与纵向移动直线驱动机构一端连接，所述纵向移动直线驱动机构另一端与中间板连接，所述中间板与横向移动直线驱动机构一端连接，所述横向移动直线驱动机构另一端与上支撑板连接，所述上支撑板上设置有第二支撑单元；

所述第一支撑单元和第二支撑单元分别由多条支撑腿组成，每一条支撑腿都设置有伸缩机构，能够实现支撑腿的伸缩动作；

所述移动行走机构能够在所述第一支撑单元、第二支撑单元、纵向移动直线驱动机构和横向移动直线驱动机构的配合下沿着列管换热器中相邻三支列管的中心连线方向移动。

优选地，所述支撑腿包括伸缩机构，设置在所述伸缩机构上的支撑管，所述伸缩机构的伸缩杆穿入所述支撑管与弹簧一端连接，所述弹簧另一端与伸缩头连接，通过控制所述伸缩机构能够实现所述伸缩头的伸出或缩回的动作。

进一步，所述伸缩机构为气缸，所述弹簧为压簧。

优选地，所述第一支撑单元与所述下支撑板之间还设置有固定锁紧机构，用于将所述移动行走机构固定在列管换热器的列管上。

优选地，所述下支撑板上还设置有与所述纵向移动直线驱动机构平行的纵向直线导轨，所述中间板上设置有与所述纵向直线导轨匹配的纵向直线导轨滑块，所述纵向直线导轨滑块设置在所述纵向直线导轨上，所述中间板能够沿着所述纵向直线导轨做纵向往返运动；

所述中间板上还设置有与所述横向移动直线驱动机构平行的横向直线导轨，所述上支撑板上设置有与所述横向直线导轨匹配的横向直线导轨滑块，所述横向直线导轨滑块设置在所述横向直线导轨上，所述上支撑板能够沿着所述横向直线导轨做横向往返运动。

优选地，所述纵向移动直线驱动机构和所述横向移动直线驱动机构为气缸。

进一步，所述纵向直线导轨与所述横向直线导轨所构成的夹角与列管换热器中同一行横向排列的列管中心连接线和同一列纵向排列的列管中心连接线所构成的夹角相等。

优选地，所述固定锁紧机构一端与所述下支撑板连接，另一端与所述第一支撑单元中的固定支撑腿连接，所述固定支撑腿采用铰链与所述支撑板连接，通过所述固定锁紧机构的伸出或收缩能够改变所述固定支撑腿与所述支撑板形成的夹角。

优选地，所述固定锁紧机构为气缸。

本发明与现有技术方案相比，具有以下有益效果：

1、适应性强，能在各种规格的列管换热器的罐面精确移动；

2、结构简单，容易维护，体积小、重量轻，稳定性好，定位精度高；

3、每次移动都能自动依靠列管自动校准和定位，没有传统系统中存在的累积误差，提高设备的工作可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的下支撑板及中间板结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明实施例提供的上支撑板结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明实施例提供的支撑腿结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~6所示，一种列管换热器清洗机器人的移动行走机构，包括下支撑板1，设置在下支撑板1上的第一支撑单元2，下支撑板1与纵向移动直线驱动机构3一端连接，纵向移动直线驱动机构3另一端与中间板8连接，中间板8与横向移动直线驱动机构4一端连接，横向移动直线驱动机构4另一端与上支撑板5连接，上支撑板5上设置有第二支撑单元6；第一支撑单元2和第二支撑单元6分别由多条支撑腿组成，每一条支撑腿都设置有伸缩机构，能够实现支撑腿的伸缩动作；移动行走机构能够在第一支撑单元2、第二支撑单元6、纵向移动直线驱动机构3和横向移动直线驱动机构4的配合下沿着列管换热器中相邻三支列管的中心连线方向移动。

其中，如图6所示，支撑腿包括伸缩机构20，设置在伸缩机构上的支撑管22，伸缩机构的伸缩杆21穿入支撑管22与弹簧23一端连接，弹簧23另一端与伸缩头24连接，通过控制伸缩机构20能够实现伸缩头24的伸出或缩回的动作。伸缩机构20为气缸，弹簧23为压簧。第一支撑单元2与下支撑板1之间还设置有固定锁紧机构7，用于将移动行走机构固定在列管换热器的列管上。下支撑板1上还设置有与纵向移动直线驱动机构3平行的纵向直线导轨9，中间板8上设置有与纵向直线导轨匹配的纵向直线导轨滑块91，纵向直线导轨滑块91设置在纵向直线导轨上9，中间板8能够沿着纵向直线导轨9做纵向往返运动；中间板8上还设置有与横向移动直线驱动机构4平行的横向直线导轨10，上支撑板5上设置有与横向直线导轨匹配的横向直线导轨滑块11，横向直线导轨滑块11设置在横向直线导轨10上，上支撑板5能够沿着横向直线导轨10做横向往返运动。纵向移动直线驱动机构3和横向移动直线驱动机构4为气缸。纵向直线导轨9与横向直线导轨10所构成的夹角与列管换热器中同一行横向排列的列管中心连接线和同一列纵向排列的列管中心连接线所构成的夹角相等。固定锁紧机构7一端与下支撑板1连接，另一端与第一支撑单元2中的固定支撑腿连接，固定支撑腿采用铰链与支撑板1连接，通过固定锁紧机构7的伸出或收缩能够改变固定支撑腿与支撑板1形成的夹角。固定锁紧机构7为气缸。

移动时，组成第二支撑单元6的三条上支撑腿的伸缩机构20收缩，带动插在列管中的伸缩头24从列管内收回，此时整个机构的重量都由组成第一支撑单元2的三条下支撑腿承受，然后控制横向移动直线驱动机构4或纵向移动直线驱动机构3的动作，实现上支撑板5相对于下支撑板1的纵向或横向移动，当上支撑板5移动到位后，组成第二支撑单元6的三条上支撑腿的伸缩机构20伸出，带动伸缩头24插入列管内，接着组成第一支撑单元2的三条下支撑腿的伸缩机构20收缩，带动插在列管中的伸缩头24从列管内收回，此时整个机构的重量都由组成第二支撑单元6的三条上支撑腿承受，然后控制横向移动直线驱动机构4或纵向移动直线驱动机构3的动作，实现下支撑板1相对于上支撑板5的纵向或横向移动，当下支撑板1移动到位后，组成第一支撑单元2的三条下支撑腿的伸缩机构20伸出，带动伸缩头24插入列管内，如此反复循环实现移动的目的。移动完成需要进行清洗前，构成固定锁紧机构7的气缸伸出，使得固定支撑腿与支撑板1形成的夹角，其插入列管内的伸缩头24受到横向的力而使整个插入列管内的支撑腿与列管管壁增大摩擦，从而实现机构的固定锁紧目的。

本发明与现有技术方案相比，具有以下有益效果：

1、适应性强，能在各种规格的列管换热器的罐面精确移动；

2、结构简单，容易维护，体积小、重量轻，稳定性好，定位精度高；

3、每次移动都能自动依靠列管自动校准和定位，没有传统系统中存在的累积误差，提高设备的工作可靠性。